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1、2实验:探究加速度与力、质量的关系课后训练案巩固提升 (35分钟)1.(多选)利用打点计时器探究加速度与力、质量的关系的实验中,以下做法正确的是()A.平衡摩擦力时,应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上B.每次改变小车质量时,不需要重新平衡摩擦力C.平衡摩擦力时,小车后面的纸带必须连好,打点计时器处于工作状态D.若纸带上的点分布均匀,说明已平衡了摩擦力解析:因为小车在运动时要受到阻力,纸带与打点计时器间也有阻力,将长木板一端垫高一些,利用小车重力沿斜面向下的分力来平衡摩擦力,此时不能将重物用细绳通过定滑轮系在小车上,选项B、C、D正确,A错误。答案:BCD2.在保持小车质量m不变,探究a与F的关
2、系时,小车质量m和小盘及砝码质量m分别选取下列四组值。若其他操作都正确,要使所画出的a-F图线较准确,应选用的一组测量值是()A.m=500 g,m分别为50 g、70 g、100 g、125 gB.m=500 g,m分别为20 g、30 g、40 g、50 gC.m=200 g,m分别为50 g、70 g、100 g、125 gD.m=100 g,m分别为30 g、40 g、50 g、60 g解析:探究a与F的关系时,应满足mm,选项B正确。答案:B3.(多选)用如图所示的装置探究加速度a与力F、质量m的关系,下列说法中正确的是()A.连接重物和小车的轻绳应和长木板保持平行B.将电火花计时器
3、接在6 V的交流电源上,先接通电源,后放开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,并在纸带上标明小车质量C.在探究a与质量m的关系时,作出a-图象能更直观地判断二者间的关系D.轻绳对小车的拉力一定等于重物的重力解析:轻绳只有保持与长木板平行,才能使轻绳上的拉力等于小车所受的合外力,选项A正确;电火花计时器应接在220 V交流电源上,选项B错误;作a-m图象,图象为一曲线,不易判断a与m的关系,故可作a- 图象,可得过原点直线,能更直观地判断二者间的关系,选项C正确;只有小车的质量远大于重物的质量,才可认为轻绳对小车的拉力等于重物的重力,实际上轻绳的拉力小于重物的重力,选项D错误。答案:AC4.(
4、多选)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,关于平衡摩擦力的说法中正确的是()A.“平衡摩擦力”的本质就是想法让小车受到的摩擦力为零B.“平衡摩擦力”的本质就是使小车所受的重力的下滑分力与所受到的摩擦阻力相平衡C.“平衡摩擦力”的目的就是要使小车所受的合力等于所挂钩码通过细绳对小车施加的拉力D.“平衡摩擦力”时应将小车在钩码通过细绳和滑轮而拉动运动过程中进行调整解析:小车所受的摩擦力不可避免,平衡摩擦力的本质就是使小车的重力沿斜面方向的分力与小车所受的阻力相平衡,故选项A错误,B正确;其目的是使小车所受的合力等于细绳对小车的拉力,故选项C正确;平衡摩擦力时不应该挂钩码,调节斜面的倾角,给小
5、车一个初速度,使小车做匀速直线运动即可,选项D错误。答案:BC5.(多选)如图是某些同学根据实验数据画出的图象,下列说法中正确的是()A.形成图甲的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大B.形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小C.形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大D.形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小解析:甲图,当F=0时,小车就有了加速度,可见是长木板倾角过大;乙图,当0时,小车质量很大,这时小车的加速度不为零,说明小车下滑的力已经大于最大静摩擦力,也是长木板倾角过大;同理,丙、丁图都是因为长木板倾角过小,选项A、D正确。答案:AD6.导学号19970106某同学做加速度和力
6、、质量的关系的实验,测得小车的加速度和拉力的数据如表所示:小车的质量m/kg小车受的拉力F/N小车的加速度a/(ms-2)1.000.100.080.300.220.500.420.700.59(1)在如图坐标系中,作出a-F图象;(2)分析图象得到的结论是;(3)图象斜率的物理意义是;(4)在你所作出的a-F图象中,F等于小盘及盘中砝码所受重力,实际上比系小盘的细线的真实拉力(选填“大”或“小”)。解析:(1)图象如图所示。(2)质量m一定时,加速度a与拉力F成正比。(3)质量的倒数。(4)因为小盘和盘中砝码也要向下做加速运动,所以取F等于小盘及盘中砝码所受重力,实际上比系小盘的细线的真实拉
7、力大。答案:见解析7.某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验,如图所示,图甲为实验装置简图(交变电流的频率为50 Hz)。甲乙(1)图乙为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s2(保留两位有效数字)。(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车的质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的,数据如下表:实验次数12345678小车加速度a/(ms-2)1.901.721.491.251.000.750.500.30小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67/kg-14.003.453.032.502.001.411.0
8、00.60请在如图丙所示的方格坐标纸中画出a-图线,并依据图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是。(3)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F的变化图线,如图丁所示。该图线不通过原点,请你分析其主要原因是。解析:(1)在连续相等的时间间隔内,从纸带上可得到四段位移大小,可以选用逐差法计算加速度。由纸带上的数据可知:x1=6.19 cm,x2=6.70 cm,x3=7.21 cm,x4=7.72 cm。电火花计时器的打点周期为T= s,用逐差法计算加速度为a1=3.19 m/s2,a2=3.19 m/s2,所以a=(a1+a2)3.2 m/s2。(2)根据题目提供的小车加速度a与质量m对应的倒数的有关数据,可在坐标纸中找出8个对应点,用一条直线连接各点,使尽量多的点落在直线上,不在直线上的点大致均匀分布在直线的两侧,得到的a-图线如图所示,由图可得a= m/s2。(3)由图分析可知,当加速度a为零时,此时必须提供一定的拉力F,说明实验前没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不充分。答案:(1)3.2(2)a= m/s2(3)实验前没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不充分
