人教新課標(biāo)高中物理必修一練習(xí)2實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系基礎(chǔ)習(xí)題

1、第2節(jié)科學(xué)探究：加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系.某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz,物塊下滑過(guò)程中所得到的紙帶的一部分如圖乙所示，圖中標(biāo)出了五個(gè)連續(xù)點(diǎn)之間的距離。物塊下滑時(shí)的加速度a=m/s2,打C點(diǎn)時(shí)物塊的速度v=m/s。.某同學(xué)用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律:(1)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到如圖乙所示的a-F圖象，造成這一結(jié)果的原因是：在平衡摩擦力時(shí)木板與水平桌面的夾角(選填褊大”或褊小”J(2)該同學(xué)在平衡摩擦力后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)際小車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的拉力祛碼和盤(pán)的總重力(填大于“小于或等于“)為了便于探究、減小誤差，應(yīng)使小車(chē)質(zhì)量M與祛碼和盤(pán)

2、的總質(zhì)量m滿足的條件。該同學(xué)得到如圖丙所示的紙帶.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz.A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個(gè)連續(xù)的點(diǎn).Ax=xdgxad=cm.由此可算出小車(chē)的加速度a=m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。AfiCDFFG,f.T*f*|lllllllll|lllll|lllll|IHII|INII|IIII|IIIII|llll|llII|llll|lllll|IIIH|llll|lllipilll|0em.如圖所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置，裝有定滑鉤碼和彈簧輪的長(zhǎng)木板固定在水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，木板上有一滑塊，滑塊右端固定一個(gè)動(dòng)滑輪,測(cè)力計(jì)通過(guò)繞在滑輪上

3、的輕繩相連，放開(kāi)鉤碼，滑塊在長(zhǎng)木板上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。打點(diǎn)計(jì)紙帶A時(shí)器長(zhǎng)木板水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)鉤碼測(cè)力計(jì)滑輪(1)實(shí)驗(yàn)得到一條如圖所示的紙帶，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1 s,由圖中的數(shù)據(jù)可知，滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度大小是m/s2。(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字單位:I)b的一條傾斜直線，如圖所示.已知滑塊和動(dòng)滑輪的總質(zhì)量為M融梯打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(2)讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F,處理紙帶，得到滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a；改變鉤碼個(gè)數(shù)，重復(fù)實(shí)驗(yàn).以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為縱坐標(biāo)，以加速度a為橫坐標(biāo)，得到的圖象是縱軸截距為m,重力加速度為g,忽略滑.在探究加速度與物體所受合外力和質(zhì)量間的關(guān)系時(shí)，采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車(chē)及車(chē)中的

4、祛碼質(zhì)量用M表示，盤(pán)及盤(pán)中的祛碼質(zhì)量用m表示，小車(chē)的加速度可由小車(chē)后拖動(dòng)的紙帶上由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)計(jì)算出。(1)當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足時(shí)，才可以認(rèn)為細(xì)線對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)和盤(pán)中祛碼的重力。(2)在保持小車(chē)及車(chē)中的祛碼質(zhì)量M一定，探究加速度與所受合外力的關(guān)系時(shí)，由于平衡摩擦力時(shí)操作不當(dāng)，兩位同學(xué)得到的a-F關(guān)系分別如圖中甲、乙所示(a是小車(chē)的加速度,F是細(xì)線作用于小車(chē)的拉力)。其原因分別是:甲圖：乙圖：.某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置探究小車(chē)的加速度與所受合外力的關(guān)系”，具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：cm0IIIIIIIIIIIII門(mén)III1020乙A.按照?qǐng)D示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，掛上沙桶(含少量沙子)。B.

5、調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車(chē)后，使小車(chē)沿長(zhǎng)木板向下運(yùn)動(dòng)，且通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的時(shí)間相等。C.取下細(xì)繩和沙桶，測(cè)量沙子和桶的質(zhì)量m,并記下。D.保持長(zhǎng)木板的傾角不變，不掛沙桶，將小車(chē)置于靠近滑輪的位置，由靜止釋放小車(chē)，記錄小車(chē)先后通過(guò)光電門(mén)甲和乙時(shí)顯示的時(shí)間。E.重新掛上細(xì)繩和沙桶，改變沙桶中沙子的質(zhì)量，重復(fù)BD步驟。(1)若沙桶和沙子的總質(zhì)量為m,小車(chē)的質(zhì)量為M,重力加速度為g,則步驟D中小車(chē)加速下滑時(shí)所受合力大小為。(忽略空氣阻力)(2)用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光片寬度(如圖乙所示)d=mm。(3)若遮光片的寬度為d,光電門(mén)甲、乙之間的距離為1,顯示的時(shí)間分別為ti、t2,則小車(chē)的加速度a=。(4)有關(guān)本

6、實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是。沙桶和沙子的總質(zhì)量必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量小車(chē)的質(zhì)量必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于沙桶和沙子的總質(zhì)量C.平衡摩擦力時(shí)要取下細(xì)繩和沙桶D.平衡摩擦力時(shí)不能取下細(xì)繩和沙桶參考答案1.答案：3.251.79(3.65+3.52) X 1022X 0.02解析：物塊沿斜面下滑做勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)紙帶可得連續(xù)兩段距離之差為0.13cm,由Ax/曰0.13X1(2廿+上擊群xbd產(chǎn)彳”(0.02)2m/s=3.25m/s,其中C點(diǎn)速反=嬴=m/s1.79m/s2.答案：(1)偏大(2)小于M?m(3)1.805.0解析：(1)根據(jù)所給的aF圖象可知，當(dāng)F=0時(shí)，小車(chē)已經(jīng)有了加速度a。，所以肯定是在平衡摩擦力

7、時(shí)木板與水平桌面間的夾角偏大造成的。(2)根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)小車(chē)F = Ma,對(duì)祛碼和盤(pán)mg F = ma,解得Mmgmg,只有當(dāng)M?m時(shí)，小車(chē)受到的拉力才近似等于mg,從而減小誤差。由題圖丙可讀出xad=2.10cm,xdg=3.90cm,所以Ax=xdgxad=1.80cm,根據(jù)Ax=aAt2,解得a=5.0m/s2。2b3.答案：(1)2.4(2)g解析:(1)加速度a =xbd - xob4T2=0.288 1 2X 0.096 14X 0.01m/s22.4 m/2.(2)滑塊受到的拉力Ft為彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的兩倍，即：Ft=2F滑塊受到的摩擦力為：Ff=科mg由牛頓第二定律可得：F

8、t-Ff=ma解得力F與加速度a的函數(shù)關(guān)系式為：F=ma+2mg由圖象所給信息可得圖象截距為：b=解得：尸mg4.答案：(1)m? M (2)木板的傾角過(guò)大沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足解析：(1)平衡摩擦力后，對(duì)盤(pán)及盤(pán)中祛碼:a= mg ., F = T mg, 只有當(dāng) m? M 時(shí), m+MM + m g,mg F=ma;對(duì)小車(chē)：F = Ma ,聯(lián)立可得:才可認(rèn)為 F對(duì)g。(2)由甲圖可看出F=0時(shí)，aw。說(shuō)明木板的傾角過(guò)大，重力沿斜面方向的分力大于摩擦力。由乙圖可看出，只有當(dāng)F達(dá)到一定值時(shí)，才會(huì)有加速度，說(shuō)明平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力。d25.答案：(1)mg(2)6.75(3)-tL-2ld 2ti一 (4)D(2)根據(jù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則，遮光片寬度d= 6 mm + 15 x 0.05 mmp 6.75 mm。(3)遮光片通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的速度分別為dd .22vi = 1、丫2 = 1.由 v2v1=2al 解得：a =tit2解析：(1)根據(jù)題述實(shí)驗(yàn)步驟B調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車(chē)后，使小車(chē)沿長(zhǎng)木板向下運(yùn)動(dòng)，且通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的時(shí)間相等”可知取下細(xì)