高三物理 專題3《力與運(yùn)動(dòng)》實(shí)驗(yàn)5探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系復(fù)習(xí)測試

1、實(shí)驗(yàn)5:探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系【例1】在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,在研究加速度a與小車的質(zhì)量M的關(guān)系時(shí),由于沒有注意始終滿足Mm的條件,結(jié)果得到的圖象應(yīng)是下圖中的（ ）答案 D【例2】 某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關(guān)系的實(shí)驗(yàn),如圖所示,圖甲為實(shí)驗(yàn)裝置簡圖.（交流電的頻率為50 Hz）（1）圖乙為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶,根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為 m/s2.（保留兩位有效數(shù)字）（2）保持砂和小砂桶質(zhì)量不變,改變小車質(zhì)量m,分別得到小車加速度a與質(zhì)量m及對應(yīng)的.數(shù)據(jù)如下表:請?jiān)谙聢D給出的方格坐標(biāo)紙中畫出a圖線,并根據(jù)圖線求出小車加速度a與質(zhì)量倒數(shù)之間的關(guān)

2、系式是 .（3）保持小車質(zhì)量不變,改變砂和小砂桶質(zhì)量,該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a隨合力F的變化圖線,如下圖所示.該圖線不通過原點(diǎn),其主要原因是 .答案 （1）3.2 （2）a= 見下圖 （3）未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分【例3】如圖右所示，質(zhì)量為M的滑塊A放在氣墊導(dǎo)軌B上，C為位移傳感器，它能將滑塊A到傳感器C的距離數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到計(jì)算機(jī)上，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后在屏幕上顯示滑塊A的位移時(shí)間（s-t）圖象和速率時(shí)間（v-t）圖象.整個(gè)裝置置于高度可調(diào)節(jié)的斜面上，斜面的長度為l、高度為h.（取重力加速度g=9.8 m/s2，結(jié)果可保留一位有效數(shù)字）.（1）現(xiàn)給滑塊A一沿氣墊導(dǎo)軌向上的初速度，A的v

3、-t圖線如下圖所示.從圖線可得滑塊A下滑時(shí)的加速度a= m/s2，摩擦力對滑塊A運(yùn)動(dòng)的影響 .（填“明顯，不可忽略”或“不明顯，可忽略”）（2）此裝置還可用來驗(yàn)證牛頓第二定律.實(shí)驗(yàn)時(shí)通過改變 可驗(yàn)證質(zhì)量一定時(shí)，加速度與力成正比的關(guān)系；通過改變 可驗(yàn)證力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比的關(guān)系.（3）將氣墊導(dǎo)軌換成滑板，滑塊A換成滑塊A，給滑塊A一沿滑板向上的初速度，A的s-t圖線如下圖所示.圖線不對稱是由于 造成的，通過圖線可求得滑板的傾角= （用反三角函數(shù)表示），滑塊與滑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)= .答案 （1）6 不明顯，可忽略（2）斜面高度h 滑塊A的質(zhì)量M及斜面的高度h，且使M和h保持不變（3）滑塊與

4、斜面間存在滑動(dòng)摩擦力作用 arcsin 0.6（arcsin 0.57arcsin 0.64都算對） 0.3（0.20.4都算對）1.關(guān)于驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律的實(shí)驗(yàn),下列說法中符合實(shí)際的是（ ）A.通過同時(shí)改變小車的質(zhì)量m及受到的拉力F的研究,能歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系B.通過保持小車質(zhì)量不變,只改變小車的拉力的研究,就可以歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系C.通過保持小車受力不變,只改變小車質(zhì)量的研究,就可以得出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系D.先不改變小車質(zhì)量,研究加速度與力的關(guān)系;再不改變力,研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系,最后歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系答案 D2.在利用打點(diǎn)

5、計(jì)時(shí)器和小車來做“驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律”的實(shí)驗(yàn)時(shí),下列說法中正確的是（ ）A.平衡摩擦力時(shí),應(yīng)將砝碼盤及盤內(nèi)砝碼通過定滑輪拴在小車上B.連接砝碼盤和小車的細(xì)繩應(yīng)跟長木板保持平行C.平衡摩擦力后,長木板的位置不能移動(dòng)D.小車釋放前應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,且應(yīng)先接電源再釋放小車答案 BCD3.做“驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律”的實(shí)驗(yàn),主要的步驟有A.將一端附有定滑輪的長木板放在水平桌面上,取兩個(gè)質(zhì)量相等的小車,放在光滑的水平長木板上B.打開夾子,讓兩個(gè)小車同時(shí)從靜止開始運(yùn)動(dòng),小車運(yùn)動(dòng)一段距離后,夾上夾子,讓它們同時(shí)停下來,用刻度尺分別測出兩個(gè)小車在這一段時(shí)間內(nèi)通過的位移大小C.分析所得到的兩個(gè)小車在相同時(shí)間內(nèi)通過的位移

6、大小與小車所受的水平拉力的大小關(guān)系,從而得到質(zhì)量相等的物體運(yùn)動(dòng)的加速度與物體所受作用力大小的關(guān)系D.在小車的后端也分別系上細(xì)繩,用一只夾子夾住這兩根細(xì)繩E.在小車的前端分別系上細(xì)繩,繩的另一端跨過定滑輪各掛一個(gè)小盤,盤內(nèi)分別放著數(shù)目不等的砝碼,使砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量.分別用天平測出兩個(gè)砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量.上述實(shí)驗(yàn)步驟,正確的排列順序是 .答案 AEDBC4.如圖所示,是某次利用氣墊導(dǎo)軌探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置安裝完畢后的示意圖,圖中A為砂桶和砂,B為定滑輪,C為滑塊及上面添加的砝碼,D為紙帶,E為電火花計(jì)時(shí)器,F為蓄電池,電壓為6 V,K是電鍵,請指出圖中的

7、三處錯(cuò)誤.（1） ;（2） ;（3） .答案 （1）B接滑塊的細(xì)線應(yīng)水平（或與導(dǎo)軌平行）（2）C滑塊離計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)（3）E電火花計(jì)時(shí)器用的是220 V的交流電,不能接直流電.5.現(xiàn)要驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時(shí),物體運(yùn)動(dòng)的加速度與它所受的合外力成正比”這一物理規(guī)律.給定的器材如下:一傾角可以調(diào)節(jié)的長斜面（如圖所示）、小車、計(jì)時(shí)器一個(gè)、米尺.（1）填入適當(dāng)?shù)墓交蛭淖?完善以下實(shí)驗(yàn)步驟（不考慮摩擦力的影響）.讓小車自斜面上方一固定點(diǎn)A1從靜止開始下滑至斜面底端A2,記下所用的時(shí)間t.用米尺測量A1與A2之間的距離s,則小車的加速度a= .用米尺測量A1相對于A2的高度h.設(shè)小車所受重力為mg,則小車所受的合外力F= .改變 ,重復(fù)上述測量.以h為橫坐標(biāo),1/t2為縱坐標(biāo),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作圖.如能得到一條過原點(diǎn)的直線,則可以驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與它所受的合外力成正比”這一規(guī)律.（2）在探究如何消除上述實(shí)驗(yàn)中摩擦阻力影響的過程中,某同學(xué)設(shè)計(jì)的方案是:調(diào)節(jié)斜面傾角,使小車在斜面上勻速下滑.測量此時(shí)A1點(diǎn)相對于斜面底端A2的高度h0.進(jìn)行（1）中的各項(xiàng)測量.計(jì)算與作圖時(shí)用（h-h0）代替h.對此方案有以下幾種評論意見:A.方案正確可行B.方案的理論依據(jù)正確,但利用所給器材無法確定小車在斜面上是否做勻速運(yùn)動(dòng)C.方案的理論依據(jù)有問題,小車所受摩擦力與斜面傾角有關(guān)其中合理的