高中物理第四章牛頓運動定律2實驗：探究加速度與力質量的關系檢測新人教版.docx

第四章 牛頓運動定律2 實驗：探究加速度與力、質量的關系1如圖所示為某同學所安裝的“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置，在圖示狀態(tài)下開始做實驗，該同學的裝置和操作中的主要錯誤是(至少寫出三個錯誤)：(1)_(2)_(3)_解：由圖可知，本實驗存在以下錯誤：長木板右端未墊高以平衡摩擦力(或沒有平衡摩擦力)；錯用了直流電源(或應該用交流電)；牽引小車的細線與板不平行；開始實驗時，小車離滑輪太近(或小車離打點計時器太遠、牽引小車的細線太短)；鉤碼不能滿足遠小于小車質量的條件，應換用沙桶(只說換用桶不給分，必須說明原因才行)答案：(1)長木板右端未墊高以平衡摩擦力(2)錯用了直流電源(3)牽引小車的細線與板不平行2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：_；(5)由a-M車圖象轉化為a-圖象，所用的科學方法：_.(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”)解析：(1)由于小車運動受到摩擦阻力，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車圖象轉化為a-圖象，使圖線由曲線轉化為直線，稱為化曲為直法答案：(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3如圖表示“探究加速度與力的關系”的實驗裝置. (1)平衡摩擦力時，要先 _(填“掛上”或“取下”)鉤碼進行實驗操作. (2)平衡摩擦力后，在小車內放入4個相同的砝碼，并保持小車和砝碼的總質量不變逐漸增加鉤碼的個數(shù)，測量小車(包括砝碼)的加速度和鉤碼重力，探究加速度與力的關系這樣操作比不在小車上放砝碼而進行同樣的實驗，結果會更_(填“準確”或“不準確”)(3)如果平衡摩擦力時過度，木板與桌面的夾角偏大，掛1個鉤碼時，測得小車的加速度為a，掛2個鉤碼時，測得小車的加速度為a，則a _2a(填“”或“”)解析：(1)平衡摩擦力，要反復調節(jié)高、低調旋鈕使長直導軌有一定的傾角，在不掛鉤碼時輕推小車一下，觀察到小車勻速下滑即可，故應取下鉤碼(2)應為該實驗中需要滿足小車和砝碼質量遠遠大于鉤碼質量，小車的質量相對于鉤碼的質量越大，實驗越準確(3)平衡摩擦力過度，相當于不掛鉤碼時小車的外力為不為零，即存在一個沿斜面向下的力F，掛一個鉤碼時，F(xiàn)mgMa，掛兩個鉤碼時F2mgMa，即a，a，所以有a2a.答案：(1)取下(2)準確(3)4在探究加速度與力、質量的關系實驗中，采用如圖所示的實驗裝置，小車及車中砝碼的質量用M表示，盤及盤中砝碼的質量用m表示，小車的加速度可由小車拖動紙帶打上的點計算出(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中砝碼的重力(2)一組同學在做加速度與質量的關系實驗時，保持盤及盤中砝碼的質量一定，改變小車及車中砝碼的質量，測出相應的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù)為了比較容易地觀測加速度a與質量M的關系，應該作a與_的圖象(3)乙、丙同學用同一裝置做實驗，畫出了各自得到的a圖線如圖所示，兩個同學做實驗時的哪一個物理量取值不同？()A拉力FB質量M解析：(1)以整體為研究對象有：mg(mM)a解得：a，以M為研究對象有繩子的拉力為：FMa顯然要有Fmg必有mMM，故有Mm，即只有Mm時才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力(2)根據(jù)FMa可得aF，故為了比較容易地觀測加速度a與質量M的關系，應該做a與的圖象(3)根據(jù)aF，圖象的斜率等于盤及盤中砝碼的重力，乙的斜率較大，故乙中盤及盤中砝碼的質量較大答案：(1)Mm(2)(3)A5.某同學設計了如圖所示的裝置來探究加速度與力的關系彈簧測力計固定在一合適的木板上，桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪，細繩的兩端分別與彈簧測力計的掛鉤和礦泉水瓶連接在桌面上畫出兩條平行線MN、PQ，并測出間距d.開始時將木板置于MN處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開始運動為止，記下彈簧測力計的示數(shù)F0，以此表示滑動摩擦力的大小再將木板放回原處并按住，繼續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧測力計的示數(shù)F1，然后釋放木板，并用秒表記下木板運動到PQ處的時間t.(1)木板的加速度可以用d、t表示為a_；為了減少測量加速度的偶然誤差可以采用的方法是(一種即可)_.(2)改變瓶中水的質量重復實驗，確定加速度a與彈簧測力計示數(shù)F1的關系下列圖象能表示該同學實驗結果的是_(3)(多選)用加水的辦法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點是_A可以改變滑動摩擦力的大小B可以更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)C可以比較精確地測出摩擦力的大小D可以獲得更大的加速度以提高實驗精度解析：(1)由dat2可知a；減少偶然誤差的方法是多次測量取平均值(2)圖象不過原點，剛要運動時，F(xiàn)