人教版高中物理必修第一冊(cè)第4章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系分層作業(yè)25實(shí)驗(yàn)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系課件

第四章分層作業(yè)25實(shí)驗(yàn)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系12345A級(jí)必備知識(shí)基礎(chǔ)練1.(2024黑龍江哈爾濱第一中學(xué)期末改編)“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)的裝置如圖甲所示。甲(1)當(dāng)小車的質(zhì)量m0與盤和砝碼的質(zhì)量m的大小關(guān)系滿足

時(shí),才可以認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車的拉力大小等于盤和砝碼的總重力大小。

(2)在探究加速度與力的關(guān)系時(shí),應(yīng)保持

不變,分別改變施加在小車上的力F,測(cè)出相應(yīng)的加速度a。

m0?m小車的質(zhì)量

12345(3)在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí),應(yīng)保持

不變,分別改變小車的質(zhì)量m0,測(cè)出相應(yīng)的加速度a。

(4)為了更直觀地反映小車的加速度a與小車質(zhì)量m0的關(guān)系,往往用兩者的關(guān)系圖像表示出來(lái),該關(guān)系圖像應(yīng)選用

。

施加在小車上的力FC12345(5)A同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出的a-F圖線如圖乙所示,此圖線說(shuō)明實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題是

。

(6)B、C兩同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn),畫出了各自得到的a-F圖線如圖丙中的圖線所示,則兩位同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)的哪一個(gè)物理量取值不同?

。

平衡阻力不足

小車的質(zhì)量

12345解析

(1)“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí),當(dāng)m0遠(yuǎn)大于m時(shí)才可以認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車的拉力大小等于盤和砝碼的總重力大小。(2)“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中采用了控制變量法,在探究加速度與力的關(guān)系時(shí),應(yīng)保持小車的質(zhì)量不變。(3)在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí),應(yīng)保持施加在小車上的力F不變。12345(5)由圖乙可知,當(dāng)F增大到一定程度時(shí)才有加速度,說(shuō)明小車所受的阻力沒(méi)有平衡掉。(6)根據(jù)牛頓第二定律F=m0a,得a=F,a-F圖像的斜率表示小車的質(zhì)量倒數(shù),B、C兩同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)小車的質(zhì)量不同。123452.(2024江蘇常州高一期末)某同學(xué)在探究小車加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí),采用了如圖甲所示的方案。甲(1)保持砝碼盤中砝碼質(zhì)量不變,通過(guò)增減小車中的砝碼個(gè)數(shù)改變砝碼和小車的總質(zhì)量m0,利用紙帶上打出的點(diǎn)來(lái)測(cè)量小車的加速度,對(duì)此實(shí)驗(yàn)方案,下列做法合理的是

。

A.在平衡阻力時(shí),需要把木板的一側(cè)墊高,將砝碼盤及盤中砝碼用細(xì)線通過(guò)定滑輪系在小車上B.實(shí)驗(yàn)時(shí),先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源,待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后再釋放小車C.調(diào)節(jié)滑輪,使細(xì)線與木板平行D.電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)使用220V直流電源BC12345(2)實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖乙所示,相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出。所用交變電源的頻率為50Hz,由該紙帶可求得小車的加速度a=

m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

乙0.4812345(3)小明記錄的6組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并作出a-圖像如圖丙所示,由a-圖像可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論為

。

丙小車所受拉力不變的情況下,加速度與質(zhì)量成反比12345解析

(1)在平衡阻力時(shí),不能使細(xì)線對(duì)小車有力的作用,故不能將砝碼盤及盤中的砝碼用細(xì)線通過(guò)定滑輪系在小車上,故A錯(cuò)誤;為了使紙帶上獲得足夠多、清晰的點(diǎn)跡,實(shí)驗(yàn)時(shí),需要先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后再釋放小車,故B正確;為保證小車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的拉力等于細(xì)線的拉力,細(xì)線與木板需要平行,故C正確;電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)使用220

V交變電源,故D錯(cuò)誤。(2)因?yàn)榻蛔冸娫吹念l率是50

Hz,相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出,所以相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T=0.1

s,小車的加速度(3)由圖丙可知,在小車所受拉力不變的情況下,加速度與質(zhì)量的倒數(shù)成正比,即加速度與質(zhì)量成反比。123453.

某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的裝置做探究物體的加速度與質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。(1)安裝好實(shí)驗(yàn)裝置后,首先平衡阻力。將長(zhǎng)木板的右端適當(dāng)墊高,

(選填“掛”或“不掛”)托盤時(shí)輕推小車,若打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)越來(lái)越密集,則應(yīng)將長(zhǎng)木板下的墊塊向

(選填“左”或“右”)移些。重復(fù)調(diào)整墊塊的位置,直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)間距相等時(shí),說(shuō)明阻力已平衡。

不掛

左C12345解析

(1)平衡阻力時(shí),應(yīng)將長(zhǎng)木板的右端適當(dāng)墊高,小車不掛托盤時(shí)輕推小車;打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)越來(lái)越密集,說(shuō)明小車做減速運(yùn)動(dòng),則應(yīng)將長(zhǎng)木板下的墊塊向左移動(dòng)些,使長(zhǎng)木板傾角增大一些;1234512345B級(jí)關(guān)鍵能力提升練4.某課外興趣小組設(shè)計(jì)的探究物體平均加速度與物體受力、物體質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)方案圖如圖所示。該小組同學(xué)先將擋板豎直固定在水平桌面上,再將彈簧一端固定在擋板上,另一端處于自然狀態(tài),并在桌面上標(biāo)記自由端的位置O;在O點(diǎn)左側(cè)安裝一光電門,并調(diào)整其高度;將刻度尺緊貼桌邊固定,使其0刻線與O點(diǎn)對(duì)齊。將裝有遮光片的小車置于桌面上并向右壓縮彈簧到某位置,記錄固定在小車右側(cè)面的薄長(zhǎng)鐵條此時(shí)所指刻度尺的刻度值x,然后釋放小車記錄光電門顯示的遮光時(shí)間Δt。用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光片的寬度d。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)光電門的位置應(yīng)離O點(diǎn)適當(dāng)

(選填“近些”或“遠(yuǎn)些”);

(2)小車加速過(guò)程的平均加速度為a=

(用測(cè)得的物理量的符號(hào)表示);

(3)為減小實(shí)驗(yàn)誤差,本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用勁度系數(shù)

(選填“較大”或“較小”)的彈簧進(jìn)行實(shí)驗(yàn);

(4)保持小車質(zhì)量不變,要探究小車平均加速度a與所受合力F的關(guān)系,只需探究平均加速度a與

的關(guān)系即可(用測(cè)得的物理量的符號(hào)表示)。

近些

較大x12345解析

(1)為了比較準(zhǔn)確地測(cè)量出小車離開彈簧時(shí)的速度大小,光電門的位置應(yīng)離O點(diǎn)適當(dāng)近些,以減小小車與桌面間的摩擦力的影響。(2)小車經(jīng)光電門時(shí)的瞬時(shí)速度近似等于遮光片經(jīng)光電門時(shí)的平均速度,則有

,由題意可知,小車加速的位移為x,由速度位移公式,可得小車的平均加速度為(3)為減小實(shí)驗(yàn)誤差,本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用勁度系數(shù)較大的彈簧。勁度系數(shù)較大的彈簧,在同樣的形變量的情況下,彈簧的彈力較大,可以減小阻力的影響。(4)x是彈簧的形變量,因此小車質(zhì)量不變,要探究小車平均加速度a與所受合力F的關(guān)系,只需探究平均加速度a與形變量x的關(guān)系。12345123455.(2024山東名校高一聯(lián)考)圖甲是某研究性學(xué)習(xí)小組探究小車加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置,長(zhǎng)木板置于水平桌面上,一端系有砂桶的細(xì)線通過(guò)兩個(gè)光滑滑輪與固定的力傳感器相連,拉力傳感器可顯示細(xì)線中拉力F的大小,改變砂桶中砂的質(zhì)量進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。(1)實(shí)驗(yàn)中

平衡小車運(yùn)動(dòng)中受到的阻力,

滿足砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量。(均選填“需要”或“不需要”)

需要不需要12345(2)實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶,選取紙帶的一段進(jìn)行測(cè)量,如圖乙所示,圖中各點(diǎn)均為計(jì)時(shí)點(diǎn),測(cè)得x1=4.60cm、x2=11.52cm。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交變電源的頻率為50Hz,則小車的加速度大小a=

m/s2。

(3)多次實(shí)驗(yàn)后,根據(jù)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),以力傳感器的示數(shù)F為縱坐標(biāo),以小車的加速度a為橫坐標(biāo),畫出的F-a圖像如圖丙所示,測(cè)得圖線的斜率為k,則小車的質(zhì)量m=

。

2.32

2k12345(4)若實(shí)驗(yàn)時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交變電源的實(shí)際頻率為49Hz,而處理數(shù)據(jù)時(shí)卻仍按50Hz去處理,則實(shí)驗(yàn)計(jì)算得到的加速度相較于實(shí)際的加速度

(選填“偏大”或“偏小”)。