《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、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，改变小车的质量时，不需要重新
2、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，两计数点之间还有四个点未画出由此可算出小车的加速度a_m/s2(保留2位有效数字).
3、 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)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(mM)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近似等于小车运动时受到的拉力(3)两计数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xaT2可以求出加速度的大小，a，代入数据
4、解得，a0.20 m/s2.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
5、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，s2，.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总质量成反比，则与m应成_关系(填“线性”或“非线性”)(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、s2、s3.a可用s1、s3和t表示为a_.图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可读出s1_mm，s3_mm.由此求得加速度的大小a_m/s2. 图
6、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关系图线若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m应成线性关系(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xaT2得，
7、加速度a，代入数据解得，a1.15 m/s2.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m图象的斜率为，解得F，纵轴截距bkM，故M.答案：(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24.247.21.154(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(1)为了减小测量瞬时速度的误差，应选择宽度
8、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
9、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作出_图象(选填“v2m1”或“v2m2”)；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/s0.37 m/s.对整体分析，整体的加速度a，细线的拉力Fm1a，可知m1m2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由题意可知，该实验中保持小车质量
10、m1不变，因此有：v22ass，由题意可知，m1、s不变，画出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，v2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答案：(1)窄(2)7.400.37m1m2v2m2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、G2固定在轨道侧面(不影响小车在轨道上运行)，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
11、)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、G2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L0.75 m，d0.5 cm、t15.0103s、t22.5103 s，则通过计算可得：a1_m/s2；(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
12、、a2、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、a2、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，a1，代入数据解得，a12.0 m/s2.(7)若钩码质量较小，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，m0gMa1，m0g(Mm)a2，联立解得M.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，m0g(Mm0)a1，m0g(Mm0m)
13、a2，联立解得M.答案：(5)2.0(7) 6(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
14、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_. A2tan B.CkD.解析：(1)分析该实验原理可知，拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶(包括砂)的质量远小于车的总质量，A、E选项错误；该实验中用细线的拉力表示小车受到的合外力，需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B选项正确；使用打点计时器时，先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要记录弹簧测力计的示数，故C选项正确；改变砂和砂桶质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度a随F变化关系，故D选项正确(2)依据逐差法可得小车加速度，由于两计数点间还有两个点没有画出，周期为0.06 s，加速度am/s21.3 m/s2.(3)小车质量不变时，加速度与拉力成正比，对aF图来说，图象的斜率表示小车质量的倒数弹簧测力计的示数FF合，故小车质量为m.答案：(1)BCD(2)1.3(3)D 7
