42實驗探究加速度與力質量的關系習題x

1、4.2實驗：探究加速度與力、質量的關系習題一、非選擇題1. 在“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中，滲透了研究問題的多種科學方法：（1）實驗環(huán)境的等效法：；（2）實驗條件設計的科學方法： （3）實驗原理的簡化：,即當小車質量M車m沙時，細繩對小車的拉力大小近似等于沙及桶的總重力m沙g；（4）實驗數(shù)據(jù)處理的科學方法： :車一1圖象，所用的科學方法： o（5）由a- M圖象轉化為a- M車（以上各題均選填“理想實驗法”、“圖象法”、“平衡摩擦力法”、“化曲為直法”、“控制變 量法”或“近似法”）答案：（1）平衡摩擦力法（2）控制變量法（3）近似法（4）圖象法（5）化曲為直法解析：（1）由于小車運

2、動受到摩擦阻力，所以要進行平衡摩擦力，以減小實驗誤差，稱 為平衡摩擦力法；（2）在探究加速度、力與質量三者關系時，先保持其中一個量不變，來探究其他兩個量之間的關系，稱為控制變量法；（3）當小車質量M車m沙時，細繩對小車的拉力大小近似等于沙及桶的總重力m沙g,稱為近似法；（4）通過圖象研究實驗的結果，稱為圖象法；（5）在作圖時，由a- M 車一-圖象轉化為a-M圖彖，使圖線由曲線轉化為直線，稱為化曲為直法。2. （重慶一中20132014學年高一上學期期末）（1）某同學設計了一個探究小車的加速度a與小車所受拉力 F關系的實驗，圖甲為實驗裝置簡圖。他想用鉤碼的重力表示小車受到的 合外力，為了減小這

3、種做法帶來的實驗誤差，你認為下列說法正確的是（）A. 實驗時要平衡摩擦力B. 實驗時不需要平衡摩擦力C. 鉤碼的重力要遠小于小車的總重力D. 實驗進行時應先釋放小車再接通電源（2）如圖乙所示是某次實驗屮得到的一條紙帶，其中 A、B、C、D、E是計數(shù)點，相鄰計 數(shù)點間的時間間隔為 T,距離如圖所示。則打C點時小車速度的表達式為 該同學計算小車加速度的表達式為 。紙帶接電源答案：c匕或比丄4T 2TLi 2L?z4T解析：（1）只有保證鉤碼的重力要遠小于小車的總重力，鉤碼的重力才能近似等于小車 受到的合外力。Li = 口 Li（2）C點的瞬時速度等于AE或者BD的平均速度，即4T2T求加速度，使用

4、逐差法，得X3 + X4 X2 + xi=Ll 2L? a =2T24T23. 某同學設計了一個探究加速度a與物體所受合力 F及質量m關系的實驗，圖）表示為實驗裝置簡圖。（1）圖（b）所示為某次實驗得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為 m/s 2o （保留兩位有效數(shù)字）（2）保持沙和沙桶質量不變，改變小車質量 m,分別得到小車加速度a與質量m及對應1的m數(shù)據(jù)如下表：實驗次數(shù)12345678小車加速度a/m s 2小車匝量m/kg1 -mkg 1請在下圖所示的坐標紙屮畫出a- 圖線，并由圖線求出小車加速度a與質量倒數(shù)1之間的關系式是答案：(l)3.2m/s 21(2)a =2m解析：（1

5、）由逐差法得_ X3 + X4 XI + X2a_ a _2二錯誤！xio4T（2）如圖所示由圖知斜率a)- 2 2m/s23.2m/sk=,所以a =錯誤！=錯誤!4. （天津市20142015學年高一上學期五校期末聯(lián)考）在探究加速度與力、質量的關系實驗中，某組同學用如圖 1所示裝置，來研究小車質量不變的情況下，小車的加速度與小車受到力的關系。打“3計”數(shù)點時小車的速度大（1）圖2是實驗屮獲取的一條紙帶的一部分，其中 0、1、2、3、4是計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點（圖中未標出）,計數(shù)點間的距離如圖所示,小為m/s ,由紙帶求出小車的加速度的大小為m/s 2o（計算結果均保留2位有效數(shù)

6、字）4/ 1r 1 11 11 /1亠 Lcm1L401.892.40r-IZ880（2）下列措施中不正確的是 A. 首先要平衡摩擦力，使小車受到的合力就是細繩對小車的拉力B平衡摩擦力的方法就是在塑料小桶屮添加祛碼，使小車能勻速滑動C. 每次改變拉小車的拉力后都需要重新平衡摩擦力D. 實驗屮通過在塑料桶屮增加祛碼來改變小車受到的拉力1(3) 某組同學由實驗得出數(shù)據(jù)，畫出的 a-M的關系圖線，如圖3所示，從圖象中可以看 出，作用在小車上的恒力 F=N o當小車的質量為5kg時，它的加速度為2 m/s o答案：(1)(2)BC(3)5 1解析：(l)V3 =錯誤！ m/s = 0.26m/sa =

7、錯誤! m/s 1 以彈簧測力計的示數(shù)F為橫坐標，以加速度 a為縱坐標，畫出的a-F圖象可能正確的是o= 0.50m/s 2O(2) 實驗首先要平衡摩擦力，使小車受到的合力就是細繩對小車的拉力，故A正確；平衡摩擦力的方法就是， 小車與紙帶相連，小車前面不掛小桶， 把小車放在斜面上給小車一個初速度，看小車能否做勻速直線運動，故 B錯誤；改變小車拉力，不需要重新平衡摩擦力，C錯誤；實驗屮通過在塑料桶中增加祛碼來改變小車受到的拉力，故D正確，木題選不正確的，故選B、Co(3) 由圖可知a1的關系圖線是一條過坐標原點的直線，說明物體所受的合力是定值，M1 9aM 圖象的斜率：k= F =錯誤！ = 5

8、N,當M =5N時，a=錯誤！ = lm/s?能力提升一、非選擇題1. (東北育才中學20142015學年高一上學期期末)用如圖所示的裝置探究加速度與力 和質量的關系，帶滑輪的長木板和彈簧測力計均水平固定。(3) 若測出的a- F圖象的斜率為K后，則小車的質量為 o2答案：(1)AB(2)A(3)-k解析：(1)根據(jù)實驗原理不難選出A、B； (2)當質量一定，加速度與合外力成正比，所以F 2臺A正確；(3)由實驗裝置圖可知拉小車的力等于2倍的彈簧測力計示數(shù)，故 M = a=k。2. 在做“探究加速度和力、質量的關系”的實驗中，保持小車和祛碼的總質量不變，測得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如下表所

9、示F(N)7a(m/s )(1)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在坐標系上作岀a-F圖象;(2)圖象斜率的物理意義是 (3)小車和祛碼的總質量為(4) 圖線(或延長線)與F軸截距的物理意義是 答案：(1)見解析(2)小車和祛碼總質量的倒數(shù)a F圖象如圖所示。(3) 1(4)小車受到的阻力為解析：(1)根據(jù)所給數(shù)據(jù)在所給坐標系中準確描點，作出的解得M= lkgo(2)圖象斜率表示小車和祛碼總質量的倒數(shù)。(3)由(1)中圖象可得：M AF(4) 由a-F圖象可知，當力F =時，小車開始運動，說明此時小車受到的阻力為。3. (云南楚雄市20142015學年高一上學期期末)在“驗證牛頓第二定律”的實驗中，采用 如圖所示

10、的實驗裝置，小車及車中祛碼的質量用M表示，盤及盤中祛碼的質量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶打上的點計算岀。(1) 當M與m的大小關系滿足 時，才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤及盤屮祛碼的重力。(2) 組同學在做加速度與質量的關系實驗時，保持盤及盤中祛碼的質量一定，改變小車及車屮祛碼的質量，測出相應的加速度，采用圖彖法處理數(shù)據(jù)。為了比較容易地檢查出加速度a與質量M的關系，應該做a與的圖象。(3)如圖(“)是甲同學根據(jù)測量數(shù)據(jù)做出的a -F圖線，說明實驗存在的問題是(4) 乙、丙同學用同一裝置做實驗，畫出了各自得到的a-F圖線，如圖(b)所示，兩個同學做實驗時的哪一個物理量取值不同答：O(5) 已知打點計時器使用的交流電頻率為50Hz,每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點未畫出,利用下圖給出的數(shù)據(jù)可求出小車運動的加速度a=o (結果保留三位有效數(shù)字)417 AICi2CIOZKOI 4.405.957.57T &P hMl答案：(1)M遠大于m (3)摩擦力平衡過度或傾角過大(4)小車及車中祛碼的質量M(5) 1.58m/s 2 解析：(1)只有Mm時才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中祛碼的重力。(2) a與心成正比，而正比例函數(shù)圖象是過坐標原點的一條直線，比較容易判定自變量和丄因變量之間的關系，故應作 a-