人教版高中物理必修第一冊(cè)第四章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系2實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系練習(xí)含答案

2.實(shí)驗(yàn):探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系課后訓(xùn)練鞏固提升基礎(chǔ)鞏固1.(多選)下圖是某同學(xué)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時(shí)已接通電源正要釋放小車時(shí)的情況,對(duì)該同學(xué)操作的評(píng)價(jià),下列說(shuō)法正確的是()A.應(yīng)使用約為8V的交變電源B.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)固定于長(zhǎng)木板沒(méi)有滑輪的一端,且小車緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器停放C.應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪的高度使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行D.應(yīng)調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角以平衡小車受到的阻力答案:BCD解析:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電源是交變電源,若為電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,則應(yīng)使用約為8V的交變電源,若為電火花計(jì)時(shí)器,則應(yīng)使用220V的交變電源,題中未說(shuō)明打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的種類,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)固定在長(zhǎng)木板沒(méi)有滑輪的一端,且小車應(yīng)緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器停放,這樣可充分利用紙帶,打上更多的點(diǎn)以便采集更多的數(shù)據(jù),選項(xiàng)B正確;滑輪位置偏低,應(yīng)通過(guò)調(diào)節(jié)滑輪的高度以確保細(xì)線與長(zhǎng)木板平行,從而保證小車所受的合力等于細(xì)線的拉力,選項(xiàng)C正確;應(yīng)將長(zhǎng)木板沒(méi)有滑輪的一端適當(dāng)墊高以平衡小車受到的阻力,選項(xiàng)D正確。2.(多選)某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出的圖像如圖所示,下列說(shuō)法正確的是()A.形成圖甲的原因是平衡小車受到的阻力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大B.形成圖乙的原因是平衡小車受到的阻力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)小C.形成圖丙的原因是平衡小車受到的阻力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大D.形成圖丁的原因是平衡小車受到的阻力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)小答案:AD解析:a-F圖像縱軸有截距說(shuō)明力F為零時(shí)加速度不為零,此時(shí)傾角過(guò)大,A正確;橫軸有截距說(shuō)明施加力F不大時(shí)加速度仍為零,說(shuō)明傾角太小,平衡小車受到的阻力不足,C錯(cuò)誤;a-1m圖像縱軸有截距說(shuō)明傾角太大,平衡小車受到的阻力過(guò)大,B錯(cuò)誤;橫軸有截距,說(shuō)明平衡小車受到的阻力不足,傾角太小,故D3.一同學(xué)在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中保持拉力不變,得到了物體加速度與物體質(zhì)量變化的一組數(shù)據(jù)(見(jiàn)下表)。實(shí)驗(yàn)次數(shù)物體質(zhì)量m/kg質(zhì)量的倒數(shù)1m/kg-加速度a/(m·s-2)10.205.00.2920.254.00.2530.303.30.2240.352.90.1850.402.50.16(1)請(qǐng)你在如圖所示的方格紙中建立合適的坐標(biāo),并畫(huà)出能直觀地反映加速度與質(zhì)量關(guān)系的圖像。(2)由圖像可知F一定時(shí),a與m成關(guān)系。

答案:(1)如圖所示(2)反比解析:(1)由數(shù)據(jù)猜測(cè)a與1m成正比關(guān)系,以a為縱坐標(biāo)、1m為橫坐標(biāo)建立坐標(biāo)系(2)由圖可知a-1m圖像為過(guò)原點(diǎn)的直線,故F一定時(shí),a與1m成正比,即a與能力提升1.在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,采用如圖甲所示的裝置。(1)本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)方法是。

A.控制變量法B.假設(shè)法C.理想實(shí)驗(yàn)法(2)下列說(shuō)法正確的是。

A.在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí),應(yīng)改變小車所受拉力的大小B.在探究加速度與外力的關(guān)系時(shí),應(yīng)改變小車的質(zhì)量C.在探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時(shí),作出a-1mD.無(wú)論在什么條件下,細(xì)線對(duì)小車的拉力大小總等于砝碼盤(pán)和砝碼的總重力大小(3)在探究加速度與力的關(guān)系時(shí),若取車的質(zhì)量m車=0.5kg,改變砝碼質(zhì)量m的值,進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),以下m的取值最不合適的一個(gè)是。

A.m1=4g B.m2=10gC.m3=40g D.m4=500g(4)在平衡小車受到的阻力的過(guò)程中,打出了一條紙帶,如圖乙所示。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s。從比較清晰的點(diǎn)起,每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離,根據(jù)圖中給出的數(shù)據(jù)求出該小車的加速度a=m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

(5)下圖為某同學(xué)在探究加速度a與力F的關(guān)系時(shí),根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出的a-F圖像,說(shuō)明實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題是。

答案:(1)A(2)C(3)D(4)0.16(5)平衡小車受到的阻力不足或未平衡小車受到的阻力解析:(1)該實(shí)驗(yàn)是探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,研究三者關(guān)系必須先使某一個(gè)量不變,研究另兩個(gè)量之間的關(guān)系,即運(yùn)用控制變量法,故選A。(2)在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí),應(yīng)保持小車所受拉力的大小不變,改變小車的質(zhì)量,A錯(cuò)誤;在探究加速度與外力的關(guān)系時(shí),應(yīng)保持小車的質(zhì)量不變,改變小車所受拉力的大小,B錯(cuò)誤;在探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時(shí),作出的a-1m圖像是直線,容易更直觀地判斷出二者間的關(guān)系,C正確;當(dāng)不滿足m?m車的條件時(shí),細(xì)線對(duì)小車的拉力大小就不能近似等于砝碼盤(pán)和砝碼的總重力大小,D(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)要求小車質(zhì)量m車要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于砝碼盤(pán)和砝碼的質(zhì)量m,D中m車與m相等,所以D最不合適。(4)根據(jù)Δx=aT2得,a=Δx(3.83-3.52)×10(5)圖中圖像與橫軸的截距大于0,說(shuō)明在拉力大于0時(shí),加速度等于0,說(shuō)明物體所受拉力之外的其他力的合力大于0,即沒(méi)有平衡小車受到的阻力或平衡小車受到的阻力不足。2.某同學(xué)做加速度與物體質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn),所用裝置圖如圖所示。實(shí)驗(yàn)中他保持砝碼盤(pán)和盤(pán)中砝碼的總質(zhì)量m一定,保證小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于m。(1)在該實(shí)驗(yàn)中,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交變電源的頻率為50Hz。某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶如下圖所示,從比較清晰的某點(diǎn)起,取五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),分別標(biāo)明0、1、2、3、4。量得s1=5.25cm,s2=6.10cm,s3=6.95cm,s4=7.85cm,則打點(diǎn)“3”時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小為m/s,用逐差法求得小車的加速度大小為m/s2。(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)

(2)以下是其部分操作步驟,其中正確的是(多選)。

A.平衡小車受到的阻力時(shí),應(yīng)將砝碼盤(pán)及盤(pán)中的砝碼用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車上B.釋放小車時(shí),小車的位置應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器C.實(shí)驗(yàn)時(shí),先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,再放開(kāi)小車D.用天平測(cè)出m以及小車質(zhì)量m車,小車運(yùn)動(dòng)的加速度可直接用公式a=mgm(3)改變小車的質(zhì)量m車,測(cè)出多組數(shù)據(jù),根據(jù)數(shù)據(jù)作出加速度的倒數(shù)1a與小車質(zhì)量m車關(guān)系的1a-m車圖像如圖所示。圖像的延長(zhǎng)線沒(méi)有過(guò)原點(diǎn)的原因是答案:(1)0.7400.863(2)BC(3)沒(méi)有平衡小車受到的阻力或平衡小車受到的阻力時(shí)傾角不夠解析:(1)由于每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn),所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度,可以求出打紙帶上3點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小v3=s3+s42T=根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式Δx=aT2可以求出加速度的大小,即小車運(yùn)動(dòng)的加速度a=x=(0.078=0.863m/s2。(2)平衡小車受到的阻力時(shí),不掛砝碼盤(pán)及盤(pán)中的砝碼,只讓小車拖著紙帶在木板上勻速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;釋放小車時(shí),小車的位置應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,以充分利用紙帶,選項(xiàng)