《2017骄子之路课时强化作业13实验四探究加速度与力、质量的关系》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017骄子之路课时强化作业13实验四探究加速度与力、质量的关系（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1课时强化作业十三实验四探究加速度与力、质量的关系1(2016 届邯郸大名月考)在“探究加速度与力、质量的关系 ”的实验中，下列做法中正确的是()A实验时，先接通打点计时器电源，再放开小车B平衡摩擦力时，应将装砝码的砝码盘用细绳通过定滑轮系在小车上C改变小车的质量再次进行实验时，需要重新平衡摩擦力D小车运动的加速度可由牛顿第二定律直接求出解析：涉及打点计时器的实验，要先接通打点 计时器的电 源，再 释放小车，A 选项正确；平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，轻轻推 动小车，使小 车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动，B 选项错误；实验过程中，只需要平衡一次摩擦力，改 变小
2、车的质量时，不需要重新平衡，C 选项错误；小车运动的加速度通过纸带求得，不能用牛 顿第二定律直接求出，D 选项错误答案：A2(2016 届天水市秦安县月考 )某同学用图 1 所示的实验装置验证牛顿第二定律：(1)通过实验得到如图 2 所示的 aF 图象，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面的倾角_(填“偏大” 或“偏小”). (2)该同学在平衡摩擦力后进行实验，为了便于探究、减小误差，应使小车质量 M 与砝码和盘的总质量 m 满足_的条件(3)该同学得到如图 3 所示的纸带已知打点计时器电源频率为 50 Hz.A、B、C、D、E、F 、G 是纸带上 7 个计数点，两计数点之间还有
3、四个点未画出由此可算出小车的加速度 a_m/s 2(保留 2 位有效数字). 解析：(1)分析图 2 可知，当拉力 F 等于零时，小车已经产生了加速度，说明平衡摩擦力过度，即在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角偏大2(2)根据牛顿第二定律求出绳子拉力与砝码和盘的总重力的关系，可以判断满足什么条件时砝码和盘的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力以小车和砝码为研究对象，由牛 顿第二定律得， mg(m M )a，研究小车可得， FMa ，联立解得，F，当 Mm ，即砝码和盘 的总质量远小于小车和小车 上砝码的总质量时，砝码和盘的总重力在数值上mg1 mM近似等于小车运动时受到的拉力(3)两计数
4、点之间还有四个点未画出，所以时间间隔为 T0.1 s，根据匀 变速直线运动的规律 xaT 2可以求出加速度的大小，a ，代入数据解得， a0.20 m/s 2.sDG sAD9T2答案：(1)偏大(2) Mm(3)0.203(2016 届广东省四校联考)图 1 为验证牛顿第二定律的实验装置示意图图中打点计时器的电源为50 Hz 的交流电源，打点的时间间隔用 t 表示在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”. (1)完成下列实验步骤中的填空：平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一
5、系列_的点按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点迹的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量 m.按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤.在每条纸带上清晰的部分，每 5 个间隔标注一个计数点测量相邻计数点的间距 s1，s 2，.求出与不同 m 相对应的加速度 a.以砝码的质量 m 为横坐标， 为纵坐标，在坐标纸上做出 m 关系图线若加速度与小车和砝码的1a 1a总质量成反比，则 与 m 应成 _关系( 填“线性”或 “非线性”)1a(2)完成下列填空：本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量
6、之和应满足的条件是_设纸带上三个相邻计数点的间距为 s1、s 2、s 3.a 可用 s1、s 3 和 t 表示为 a_.图 2 为用米尺3测量某一纸带上的 s1、s 3 的情况，由图可读出 s1_mm ，s 3_mm. 由此求得加速度的大小 a_m/s 2. 图 3 为所得实验图线的示意图设图中直线的斜率为 k，在纵轴上的截距为 b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为_，小车的质量为_. 解析：(1)平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块， 调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列点迹间隔均匀的点以砝 码的质 量 m 为横坐标， 为纵坐标，在坐 标纸上做出 m 关系图线若加速度
7、与小车和砝码的总1a 1a质量成反比，则 与 m 应成线性关系1a(2)为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应该远小于小车和砝码的总质量用米尺 测量某一 纸带上的 s1、s3 的情况，由图可读出 s124.2 mm，s347.2 mm.由匀变速直线运动的推论 xaT 2 得，加速度 a ，代入数据解得， a 1.15 m/s2.s3 s125t2小车 的质量 为 M，受到的合外力为 F，根据牛 顿第二定律得，F( mM) a；解得， ，即 m1a mF MF 1a图象的斜率为 ，解得 F ，纵轴截距 b kM，故 M .1F 1k MF bk答案
8、：(1)点迹间隔均匀线性(2)小吊盘和盘中物块的质量之和应该远小于小车和砝码的总质量 24.247.2 1.15 s3 s125t2 1k bk4(2016 届泗县一中月考)如图甲的光电门传感器是测定物体通过光电门的时间的仪器其原理是发射端发出一束很细的红外线到接收端，当固定在运动物体上的一个已知宽度为 d 的挡光板通过光电门挡住红外线时，和它连接的数字计时器可记下挡光的时间 t，则可以求出运动物体通过光电门时的瞬时速度大小4(1)为了减小测量瞬时速度的误差，应选择宽度比较_(选填“宽”或“窄”)的挡光板(2)如图乙是某同学利用光电门传感器探究小车加速度与力之间关系的实验装置，他将该光电门固定
9、在水平轨道上的 B 点，用不同重物通过细线拉同一小车，小车每次都从同一位置 A 点静止释放如图丙所示，用游标卡尺测出挡光板的宽度 d_mm ，实验时将小车从图乙 A 点静止释放，由数字计时器记下挡光板通过光电门时挡光时间间隔 t0.02 s，则小车通过光电门时的瞬时速度大小为_m/s；实验中设小车的质量为 m1，重物的质量为 m2，则在 m1 与 m2 满足关系式_时可近似认为细线对小车的拉力大小与重物的重力大小相等；测出多组重物的质量 m2 和对应挡光板通过光电门的时间 t，并算出小车经过光电门时的速度 v，通过描点作出两物理量的线性关系图象，可间接得出小车的加速度与力之间的关系处理数据时应
10、作出_图象(选填“v 2m1”或“v 2m2”)；某同学在中作出的线性关系图象不过坐标原点，如图丁所示(图中的 m 表示 m1 或 m2)，其可能的原因是_解析：(1)极短时间内的平均速度大小可以近似认为是该时 刻的瞬时速度大小，所以应该选择宽度比较窄的挡光板(2)游标卡尺的读数 d7 mm0.058 mm7.40 mm，小 车通过光电门时的瞬时速度大小为v m/s 0.37 m/s.dt 7.4010 30.02对整体分析，整体的加速度 a ，细线的拉力 Fm 1a ，可知 m1m 2时，可近似 认为m2gm1 m2 m2g1 m2m1细线对小车的拉力大小与重物的重力大小相等由题 意可知，该
11、实验中保持小车质量 m1 不变，因此有：v 22as s，由 题意可知，m 1、s 不变，画2m2gm1出 v2m2图象，若图象为过原点的直 线，则说明外力和加速度成正比，故画出 v2m2图象可以直观的得出结论由图 可知， m 为零，v 2 不为零，相当于合力 为零，加速度不为零，可知操作过程中平衡摩擦力过量5答案：(1)窄(2) 7.400.37m 1m 2v 2m2操作过程中平衡摩擦力过量5(2016 届昆明高三摸底调研 )某同学用下面的实验装置测量小车的质量，他的部分实验步骤如下：(1)将轨道倾斜适当角度以平衡摩擦力；(2)将两个光电门 G1、G 2 固定在轨道侧面( 不影响小车在轨道上
12、运行)，测得两光电门之间的距离为L；(3)测得遮光条的宽度为 d，并将遮光条( 质量不计)固定在小车上；(4)将质量未知的钩码用跨过定滑轮的细绳与小车连接，将小车从适当位置由静止释放，遮光条先后通过两个光电门；(5)计时器记录下遮光条通过 G1、G 2 时遮光的时间分别为 t1 和 t2，则小车运动的加速度大小可表示为 a1_(用题中相关物理量的字母表示 )；若 L 0.75 m，d0.5 cm、 t15.010 3 s、t 22.510 3 s，则通过计算可得：a 1_m/s 2；( 计算结果保留 2 位有效数字)(6)保持钩码质量不变，在小车上加入质量为 m 的砝码后进行第二次试验，并测得
13、小车运动的加速度大小为 a2；(7)若钩码质量较小，可认为两次试验中钩码质量均满足远小于小车质量的条件，则小车质量可表示为 M _(用 a1、a 2、m 表示) ；若所用钩码质量较大，明显不满足远小于小车质量的条件，则小车质量可表示为 M_(用 a1、a 2、m 及重力加速度 g 表示)解析：(5)根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度可以求出遮光条通 过两个光电门的瞬时速度，遮光条通过第一个光电门的速度 v1 ，通过第二个光电门的速度 v2 ，根据速度位移公式得，dt1 dt2a1 ，代入数据解得，a 12.0 m/s 2.v2 v212L (dt2)2 (dt1)22L(7)若钩码质量较小，
14、两次 试验中钩码质量均满足远小于小车质量，则钩码的重力等于拉力，设钩码质量为 m0，则有，m 0gMa 1，m0g( Mm)a 2，联立解得 M .ma2a1 a2若所用钩码质量较大，明显不 满足远小于小车质量的条件，对整体分析，m 0g( Mm 0)a1，m0g( M m0m) a2，联立解得 M .mg a1a2ga1 a26答案：(5) 2.0 (7) (dt2)2 (dt1)22L ma2a1 a2mg a1a2ga1 a26(2016 届四川六校联考)为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图 1 所示的实验装置其中 M 为带滑轮的小车的质量， m 为砂和砂桶的质量 (滑轮
15、质量不计) (1)(多选 )实验时，一定要进行的操作是_A用天平测出砂和砂桶的质量B将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数D改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带E为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量 m 远小于小车的质量 M(2)该同学在实验中得到如图 2 所示的一条纸带( 两计数点间还有两个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为 50 Hz 的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为 _m/s2(结果保留 2 位有效数字). (3)以弹簧测力计的示数 F 为横坐标，加速度为纵坐标，画出的 aF 图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为 ，求得图线的斜率为 k，则小车的质量为_. A
