2024_2025学年新教材高中物理第四章运动和力的关系2实验探究加速度与力质量的关系练习含解析新人教版必修第一册.docx
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试验:探究加速度与力、质量的关系
课后篇巩固提升
1.图甲为探究加速度与力、质量的关系的试验装置。
(1)在平衡摩擦力的过程中,若全部的操作均正确,打出的纸带如图乙所示,依据纸带点迹可推断应适当(选填“减小”或“增大”)木板的倾角,直至小车匀速运动;?
(2)平衡摩擦力后,当满意小车质量M远大于钩码质量m的条件时,小车所受的合外力可近似等于钩码的重力。试验中,当所挂钩码数量肯定时,探讨小车加速度a与其质量M的关系,由于未满意上述质量条件,试验结果得到的图像可能是;?
(3)图丙为试验中打出的一条纸带,纸带上有七个相邻的计数点,每个相邻计数点间有4个点未标出,经测量:xAB=4.21cm、xBC=4.63cm、xCD=5.04cm、xDE=5.50cm,xEF=5.92cm,xFG=6.35cm。已知电源的频率为50Hz,则小车的加速度a=m/s
丙
解析(1)依据纸带点迹可推断小车做加速运动,则应适当减小木板的倾角,直至小车匀速运动。
(2)当满意m?M的条件时,小车所受的合外力可近似等于钩码的受力,随着1M渐渐增大,即M渐渐减小,则不再满意m?M的条件,实际测得的加速度a=mgm+M
(3)依据Δx=aT2解得a=x
=(6.
=0.43m/s2。
答案(1)减小(2)B(3)0.43
2.如图所示是某同学探究小车加速度与力的关系的试验装置,他将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,每次小车都从同一位置A由静止释放。
(1)若遮光条的宽度d=4.7mm,试验时将小车从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt,则小车经过光电门时的速度为v=(用字母表示)。?
(2)测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间Δt,通过描点作出线性图像,探讨小车加速度与力的关系,处理数据时应作出图像。?
A.Δt-m
B.Δt2-m
C.1Δt-
D.1Δt
(3)有一位同学通过试验测量作出的图线如图所示,试分析:
①图线不通过坐标原点的缘由是;?
;?
②图线上部弯曲的缘由是?
。?
解析(1)小车经过光电门时的速度v=dΔ
(2)由mg=Ma,v2=2aL,v=dΔt,可得:1
(3)①图线不通过坐标原点而与F轴相交,说明没有补偿阻力或补偿阻力不够。
②图线上部弯曲是因为随着m的增大,不能满意重物质量远小于小车的质量的关系。
答案(1)dΔt(2)D(3)①没有补偿阻力或补偿阻力不够②未
3.图甲是探讨小车加速度与力关系的试验装置。木板置于水平桌面上,一端系有沙桶的细绳通过滑轮与拉力传感器相连,拉力传感器可显示所受的拉力大小F,变更桶中沙的质量多次试验。回答下列问题:
甲
(1)试验中须要。?
A.测量沙和沙桶的总质量
B.保持细线与长木板平行
C.保持小车的质量不变
D.满意沙和沙桶的总质量远小于小车的质量
(2)试验中得到一条纸带,相邻计数点间有四个点未标出,各计数点到A点的距离如图乙所示。电源的频率为50Hz,则打B点时小车速度大小为m/s,小车的加速度大小为m/s2。?
(3)试验中描绘出a-F图像如图丙所示,图像不过坐标原点的缘由是。?
解析(1)绳子的拉力可以通过拉力传感器测出,不须要用天平测出沙和沙桶的质量,故A错误;为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,须要平衡摩擦力,平衡摩擦力时应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上,调整长木板的倾斜度,让小车拖着纸带做匀速直线运动,同时要调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行,所以B正确;本试验采纳的是限制变量法,要探讨小车加速度与力的关系,必需保持小车的质量不变,所以C正确;试验中绳子的拉力通过拉力传感器测出,不须要满意沙和沙桶的质量远小于小车的质量,故D错误。
(2)已知打点计时器电源频率为50Hz,则纸带上相邻计数点间的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s。
B点对应的速度为
vB=xAC2T=8
由图乙知x1=3.40cm,x2=(8.32-3.40)cm=4.92cm,x3=(14.73-8.32)cm=6.41cm,x4=(22.56-14.73)cm=7.83cm
所以小车加速度a=(x3+x4)-(
(3)由图像可以知道,a-F图像在a轴上有截距,这是因为平衡摩擦力过度造成的,即在实际操作中,平衡摩擦力时斜面倾角过大。
答案(1)BC(2)0.4161.48(3)平衡摩擦力过度
4.探究加速度与力、质量的关系,可以采纳不同的探讨方案。
(1)甲同学采纳的方案如图甲所示,将两个相同的小车放在水平木板上,前端各系一条细线,线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘中