2024年高中物理新教材同步講義選修第一冊練習第4章　2　實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關系

2實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關系1．(多選)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”的實驗中，下列說法正確的是()A．在補償阻力時，應將槽碼通過定滑輪用細繩拴在小車上B．連接槽碼和小車的細繩應與長木板平行C．補償阻力后，長木板的位置不能移動，每次改變小車質(zhì)量時，應重新補償阻力D．小車釋放前應靠近打點計時器，且應先啟動電源，再釋放小車2．(2022·北京市房山區(qū)高一期末)如圖所示為某同學“探究在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關系”的實驗裝置示意圖。(1)下面列出了一些實驗器材：電磁打點計時器、紙帶、帶滑輪的長木板、墊板、小車和砝碼、沙和沙桶、天平(附砝碼)。除以上器材外，還需要的有________；A．秒表 B．刻度尺C．交變電源 D．直流電源(2)本實驗采用的科學方法是________；A．理想實驗法B．控制變量法C．建立物理模型法(3)實驗中，需要補償打點計時器對小車的阻力及其他阻力；小車放在長木板上，后面固定一條紙帶，紙帶穿過打點計時器，把長木板一端墊高，調(diào)節(jié)長木板的傾斜度，使小車在不受繩的拉力時能拖動紙帶沿長木板做________運動；(4)某小組在“探究外力一定時，加速度與質(zhì)量的關系”時，保持沙和沙桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別記錄小車加速度a與其質(zhì)量m的數(shù)據(jù)，在分析處理數(shù)據(jù)時，該組同學產(chǎn)生分歧：甲同學認為根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可以作出小車加速度a與其質(zhì)量m的圖像，如圖甲，然后由圖像直接得出a與m成反比。乙同學認為應該繼續(xù)驗證a與其質(zhì)量的倒數(shù)eq\f(1,m)是否成正比，并作出小車加速度a與其質(zhì)量的倒數(shù)eq\f(1,m)的圖像，如圖乙所示。你認為同學________(選填“甲”或“乙”)的方案更合理。3．(2023·天津市濱海新區(qū)塘沽第一中學高一月考)在用如圖所示的實驗裝置，保持小車質(zhì)量一定，探究小車加速度a與合力F的關系。(1)由于本實驗中要用砝碼和砝碼盤的總重力大小作為細線對小車拉力大小。所以必須使砝碼盤總質(zhì)量m與小車質(zhì)量M大小關系滿足________。A．M遠小于mB．m遠小于M(2)為了消除阻力的影響，以下操作正確的是________。A．需要調(diào)節(jié)斜面傾角，使小車在盤(盤中不放砝碼)的牽引下在斜面上勻速下滑B．需要拿走小盤，紙帶穿過打點計時器，并固定在小車的尾端，然后調(diào)節(jié)斜面傾角，輕推小車，使小車在斜面上勻速下滑C．每改變一次小車的質(zhì)量，需要重新補償一次阻力(3)多次改變砝碼的質(zhì)量，測得多組F、a。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的a－F圖像如圖所示。圖像未經(jīng)過原點的原因可能是________。A．補償阻力過度B．補償阻力不足4．“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”的實驗裝置如圖甲所示。(1)在補償小車受到的阻力的過程中，打出了一條紙帶如圖乙所示。打點計時器打點的時間間隔為0.02s，從比較清晰的點起，每5個點取一個計數(shù)點，測量并標出相鄰計數(shù)點之間的距離，該小車的加速度a＝________m/s2。(2)補償阻力后，將5個相同的砝碼都放在小車上，掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個砝碼添加到砝碼盤中，測量小車的加速度。小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實驗數(shù)據(jù)如下表：砝碼盤中砝碼總重力F/N0.1960.3920.5880.7840.980加速度a/(m·s－2)0.691.181.662.182.70請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在如圖所示坐標系中作出a－F關系圖像。(3)本實驗已正確補償了阻力，根據(jù)提供的實驗數(shù)據(jù)作出的a－F圖線不通過原點，主要原因是__________________________________________。5．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”實驗中，某小組設計了如圖所示的實驗裝置。圖中上、下兩層水平軌道表面光滑，兩小車前端系上細線，細線跨過滑輪并掛上砝碼盤，兩小車尾部細線連到控制裝置上，實驗時通過控制裝置使兩小車同時開始運動，然后同時停止。(1)在安裝實驗裝置時，應調(diào)整滑輪的高度，使__________；在實驗時，為減小系統(tǒng)誤差，應使砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量________(選填“遠大于”“遠小于”或“等于”)小車的質(zhì)量。(2)本實驗通過比較兩小車的位移來比較小車加速度的大小，能這樣比較，是因為________________________________________________________________________________________。6．(2022·運城市高一期末)某同學設計了用配重補償阻力來探究加速度與力、質(zhì)量關系的實驗方案，所用裝置如圖甲所示。實驗室另外配備的實驗器材還有刻度尺、測力計和若干槽碼，已知當?shù)刂亓铀俣却笮間，實驗過程中始終保持槽碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量。實驗步驟如下：①按圖乙安裝器材，向右緩慢拉動長木板，讀出測力計的示數(shù)F；②取下測力計，將測力計豎直懸掛，在測力計掛鉤上掛上槽碼、掛鉤和沙袋，在沙袋中添加沙子，直至測力計的示數(shù)等于F；③將步驟②中稱重為F的槽碼、掛鉤、沙袋和沙子作為配重，按圖甲安裝好實驗器材；用刻度尺測出遮光條寬度d；④保持小車及所掛配重的質(zhì)量不變，在槽碼掛鉤上加掛1個槽碼，由靜止釋放小車，通過數(shù)字計時器記錄遮光條通過光電門1的時間Δt1，通過光電門2的時間Δt2，以及遮光條開始遮住光電門1到開始遮住光電門2的時間t，計算出小車運動的加速度a；⑤在槽碼掛鉤上依次增加槽碼，每次增加1個，測出對應的加速度a。某次實驗數(shù)據(jù)如下表：槽碼數(shù)量n12345槽碼重力G/N0.0490.0980.1470.1960.245小車的加速度a/(m·s－2)0.080.160.240.320.40回答下列問題：(1)用刻度尺測量小車上遮光條的寬度如圖丙所示，遮光條的寬度d＝________×10－3m。(2)用步驟③、④中測得的物理量字母表示小車運動的加速度a＝________。(3)在圖丁所示坐標系中作出a－G圖像，由圖像計算出圖線的斜率k＝________kg－1。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)(4)用該實驗裝置能不能完成探究保持小車(含配重)受力不變的情況下，加速度與小車質(zhì)量的關系？________(填“能”或“不能”)。若能，請說明還應測量的物理量并簡要說明實