【學(xué)與練】高中物理粵教2019版必修1：第4章2課時(shí)評(píng)價(jià)作業(yè)十九加速度與力質(zhì)量之間的關(guān)系習(xí)題

課時(shí)評(píng)價(jià)作業(yè)（十九）加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系A(chǔ)級(jí)合格達(dá)標(biāo)1.如圖所示為一氣墊導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上安裝有一個(gè)光電門B，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連，力傳感器可測出繩子上的拉力大小.力傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放.（1）該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d＝2.25mm.（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門B的時(shí)間t＝1.0×10－2s，則滑塊經(jīng)過光電門B時(shí)的瞬時(shí)速度為m/s.（3）若某同學(xué)用該實(shí)驗(yàn)裝置探究加速度與力的關(guān)系.①要求出滑塊的加速度，還需要測量的物理量是_________________________________________________________________________________（文字說明并用相應(yīng)的字母表示）.②下列不必要的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)要求是.A.滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量B.應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些C.應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平D.應(yīng)使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行解析：（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從A位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門B的時(shí)間t，滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過光電門的平均速度，即v＝eq\f(d,t)＝eq\f(2.25×10－3,0.01)m/s＝0.225m/s.（3）①根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式a＝eq\f(v2,2s)，若要得到滑塊的加速度，還需要測量的物理量是遮光條到光電門的距離s.②拉力是直接通過傳感器測量的，無須保證M≥m的實(shí)驗(yàn)條件，故A錯(cuò)誤；應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些，有利于減小誤差，故B正確；應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平，使拉力等于合力，故C正確；要保持拉線方向與木板平面平行，拉力才等于合力，故D正確.答案：（2）0.225（3）①遮光條到光電門的距離s②A2.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，采用如圖所示的裝置：實(shí)驗(yàn)中，下列操作正確的是.A.平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將重物用細(xì)線通過定滑輪系在小車上B.平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將紙帶連接在小車上并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器C.每次改變拉力的大小，需要重新平衡摩擦力D.實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先放開小車，后接通電源解析：平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)取下細(xì)線和鉤碼，讓小車僅僅系上紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔，把木板一端抬高，通過小車重力分力平衡小車受到的摩擦力和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器帶來的摩擦力，故A錯(cuò)誤，B正確；平衡摩擦力后，改變拉力大小和小車質(zhì)量都不需要重新平衡摩擦力，故C錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，后釋放小車，故D錯(cuò)誤.答案：B3.某學(xué)習(xí)小組利用圖甲所示的裝置探究質(zhì)量一定時(shí)木塊的加速度與合力的關(guān)系.（1）在盡可能減小測量誤差的情況下，下列操作或應(yīng)保證的條件正確的是.A.由于使用了彈簧測力計(jì)，不需要平衡摩擦力B.跨過木塊和滑輪的上、下兩段輕繩都應(yīng)調(diào)成水平狀態(tài)C.沙和沙桶的總質(zhì)量可以接近木塊的質(zhì)量D.應(yīng)先釋放木塊，再接通電源使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作（2）同學(xué)們按正確操作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到的一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖乙所示（相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出），用毫米刻度尺量得數(shù)據(jù)如下：s1＝1.50cm，s2＝2.27cm，s3＝3.04cm，s4＝3.82cm，s5＝4.57cm，s6＝5.36cm.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出木塊的加速度大小為m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）.（3）若木塊的質(zhì)量為M，當(dāng)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F時(shí)，木塊的加速度大小可表示為a＝.解析：（1）由于使用了彈簧測力計(jì)直接測量繩的拉力，不需要滿足沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊的質(zhì)量；為了讓繩的拉力成為小車的合外力，必須平衡摩擦力，A錯(cuò)誤，C正確；平衡摩擦力后木板是傾斜的，跨過木塊和滑輪的上、下兩段輕繩都應(yīng)調(diào)成與木板平行，不應(yīng)該是水平的，B錯(cuò)誤；應(yīng)先接通電源使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作，后釋放木塊，D錯(cuò)誤.故選C.（2）根據(jù)紙帶可求出木塊的加速度大小為a＝eq\f(（5.36＋4.57＋3.82）×10－2－（3.04＋2.27＋1.50）×10－2,（3×0.1）2)m/s2≈0.77m/s2.（3）若木塊的質(zhì)量為M，當(dāng)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律，木塊的加速度大小可表示為a＝eq\f(2F,M).答案：（1）C（2）0.77（0.76～0.78均可）（3）eq\f(2F,M)4.某實(shí)驗(yàn)小組用圖甲所示裝置探究加速度與力的關(guān)系.（1）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是.A.拉小車的細(xì)線要與木板平行B.沙桶和沙的質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車傳感器的質(zhì)量C.平衡摩擦力時(shí)，需要用沙桶通過細(xì)線拉小車D.平衡摩擦力時(shí)，紙帶不要穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器后連在小車上（2）圖乙中的兩種穿紙帶方法，你認(rèn)為（選填“左”或“右”）邊的打點(diǎn)效果好.（3）實(shí)驗(yàn)中得到一條如圖丙所示的紙帶，圖中相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz.由圖中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，小車的加速度a＝m/s2.（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（4）某同學(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的a-F圖像如圖丁所示.該直線不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因可能是.解析：（1）為了保證拉力沿水平方向，拉小車的細(xì)線要與木板平行，A正確；本實(shí)驗(yàn)采用力傳感器測量小車受到的力，故不需要要求沙桶和沙的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和傳感器的質(zhì)量，B錯(cuò)誤；平衡摩擦力時(shí)，不需砝碼和小桶，但小車后面必須與紙帶相連，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)過程中紙帶受到阻力，C、D錯(cuò)誤.故選A.（2）在實(shí)驗(yàn)中紙帶應(yīng)放在復(fù)寫紙的下方，這樣才能打出清楚的點(diǎn)，故右邊打點(diǎn)效果要好.（3）由逐差法可知加速度大小為a＝eq\f(CE－AC,4T2)＝eq\f(（0.0241＋0.0289）－（0.0140＋0.0189）,4×0.01)m/s2≈0.50m/s2.（4）由圖像可知，a-F圖像在a軸上有截距，這是由于平衡摩擦力過度造成的，即在實(shí)際操作中，平衡摩擦力時(shí)斜面傾角過大.答案：（1）A（2）右（3）0.50m/s2（4）平衡摩擦力時(shí)斜面傾角過大B級(jí)等級(jí)提升5.“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示.小車后面固定一條紙帶，穿過電火花計(jì)時(shí)器，細(xì)線一端連著小車，另一端通過光滑的定滑輪和動(dòng)滑輪與掛在豎直面內(nèi)的拉力傳感器相連，拉力傳感器用于測量小車所受拉力的大小.（1）關(guān)于平衡摩擦力，下列說法正確的是.A.平衡摩擦力時(shí)，需要在動(dòng)滑輪上掛上鉤碼B.改變小車質(zhì)量時(shí)，需要重新平衡摩擦力C.改變小車?yán)r(shí)，不需要重新平衡摩擦力（2）實(shí)驗(yàn)中（選填“需要”或“不需要”）滿足所掛鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量.（3）某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與力F的關(guān)系，圖像如圖乙所示，圖線不過原點(diǎn)的原因是.A.鉤碼質(zhì)量沒有遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量B.平衡摩擦力時(shí)木板傾角過大C.平衡摩擦力時(shí)木板傾角過小或未平衡摩擦力解析：（1）平衡摩擦力時(shí)，小車在不受拉力作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以不能在動(dòng)滑輪上掛上鉤碼，故A錯(cuò)誤；平衡摩擦力時(shí)有mgsin