3探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系(練)-2018年高考物理一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)含解析

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精1以以下圖是研究加快度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置,在氣墊導(dǎo)軌上安裝了一個(gè)光電門(mén)，滑塊上固定一寬度為d的遮光條，力傳感器固定在滑塊上,用細(xì)繩繞過(guò)圓滑定滑輪與砂桶相連，每次滑塊都從同一地點(diǎn)處由靜止釋放。開(kāi)始時(shí)遮光條到光電門(mén)的距離為L(zhǎng)。1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條經(jīng)過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t，則滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的剎時(shí)速度為_(kāi)，滑塊加快度為_(kāi).（2）改變砂桶質(zhì)量,讀出對(duì)應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t，用實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)描繪出F1圖像，若測(cè)(t)2得圖像的斜率為k，則滑塊和遮光條的總質(zhì)量M=_.【答案】（1）d、d22kLvaM學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精【名

2、師點(diǎn)睛】此題要知道滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的剎時(shí)速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)的平均速度,知道F1(t)2圖象斜率的含義，難度適中2某實(shí)驗(yàn)小組采用以以下圖的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車(chē)加快度與力、質(zhì)量的關(guān)系。（1）以下對(duì)于該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是_A平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤(pán)和盤(pán)中的砝碼用細(xì)繩經(jīng)過(guò)定滑輪系在小車(chē)上B每次改變小車(chē)的質(zhì)量時(shí),不需要從頭平衡摩擦力C實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，再松開(kāi)小車(chē)D在每次實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)使砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車(chē)的學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精質(zhì)量（2)該實(shí)驗(yàn)小組采用正確的實(shí)驗(yàn)步驟后，利用打點(diǎn)頻次為50Hz的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,獲得的其中一條紙帶以以下圖：（圖中每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出）則在

3、該次實(shí)驗(yàn)中，打下D點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度大小為_(kāi)m/s，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加快度大小為_(kāi)m/s2（以上結(jié)果均儲(chǔ)藏三位有效數(shù)字）.【答案】（1)BC;（2）0。562；1.19；3圖1為用拉力傳感器和速度傳感器研究“加快度與物體所受協(xié)力關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置拉力傳感器能記錄小車(chē)碰到拉力的大小在長(zhǎng)木板上相距L=4800cm的A、B兩地點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器，分別記錄小車(chē)抵達(dá)A、B時(shí)的剎時(shí)速率實(shí)驗(yàn)學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精主要步驟以下：將拉力傳感器固定在小車(chē)上把木板C端合適墊高，平衡摩擦力把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上,另一端經(jīng)過(guò)定滑輪與鉤碼相連接通電源后自C點(diǎn)釋放小車(chē),小車(chē)在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄細(xì)線拉力F的大小及小車(chē)分

4、別抵達(dá)A、B時(shí)的剎時(shí)速率vA、vB改變所掛鉤碼的數(shù)量，重復(fù)的操作（1）步驟中，平衡的摩擦力是指A小車(chē)與長(zhǎng)木板之間的摩擦力B細(xì)線與定滑輪之間的摩擦力C小車(chē)與長(zhǎng)木板之間的摩擦力和細(xì)線與定滑輪之間的摩擦力2）表中記錄了實(shí)驗(yàn)測(cè)得的幾組數(shù)據(jù)，vB2vA2是兩個(gè)速度傳感器記錄速率的平方差，則加快度的表達(dá)式a=學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精（用題中的字母符號(hào)表示），表中第3次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為(結(jié)果儲(chǔ)藏三位有效數(shù)字）（縱坐標(biāo)10改成15）3）由表中數(shù)據(jù),在坐標(biāo)紙上作出aF關(guān)系圖線(圖2中已畫(huà)出理論圖線）；(4）對(duì)照實(shí)驗(yàn)圖線與理論圖線的誤差，你認(rèn)為合理的講解為【答案】（1）A（2）a=244m/s2（3)圖象以以下圖：

5、（4）由于沒(méi)有完好平衡摩擦力學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精【剖析】【名師點(diǎn)睛】此題重點(diǎn)要明確實(shí)驗(yàn)原理，正確進(jìn)行誤差剖析和數(shù)據(jù)辦理是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的基本要求，掌握運(yùn)動(dòng)學(xué)公式中速度和位移的關(guān)系，要加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練4某同學(xué)利用圖（a）所示實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車(chē)加快度a與鉤碼的質(zhì)量m的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖.如圖（b）所示實(shí)驗(yàn)中小車(chē)（含發(fā)射器）的質(zhì)量為200g，實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇了不可以伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩和輕定滑輪,小車(chē)的加快度由位移傳感器及與之學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精相連的計(jì)算機(jī)獲得回答以下問(wèn)題：(1)依照該同學(xué)的結(jié)果,小車(chē)的加快度與鉤碼的質(zhì)量成（填“線性”或“非線性關(guān)系）。(2）由圖(b)可知,a-m圖線不經(jīng)過(guò)

6、原點(diǎn)，可能的原因是存在.3)若利用本實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)考證“在小車(chē)質(zhì)量不變的情況下，小車(chē)的加快度與作使勁成正比”的結(jié)論，并直接以鉤碼所受重力mg作為小車(chē)碰到的合外力，則實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采用的改良舉措是,鉤碼的質(zhì)量應(yīng)知足的條件是?！敬鸢浮浚?）非線性;(2)存在摩擦力;（3）將軌道右端合適墊高，調(diào)治軌道傾斜度,以平衡摩擦力；遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量?！酒饰觥繉W(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精5用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置考證牛頓第二定律.(1)以下做法正確的選項(xiàng)是（填字母代碼)A。調(diào)治滑輪的高度，使?fàn)恳≤?chē)的細(xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行B。在調(diào)治木板傾斜程度平衡小車(chē)碰到的滑動(dòng)摩擦力時(shí)，將裝有砂的砂桶經(jīng)過(guò)定滑輪拴在小車(chē)上C。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先松開(kāi)小

7、車(chē)再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源。經(jīng)過(guò)增減小車(chē)上的砝碼改變質(zhì)量時(shí)，需要再次調(diào)治木板傾斜度E。為取繩子拉力近似等于砂和砂桶總重力，應(yīng)保證砂和小桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量（2）如圖2所示為某次實(shí)驗(yàn)獲得的紙帶，紙帶中相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精間的距離已標(biāo)出，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出。由此可求得小車(chē)的加快度大小m/s2(3）保持小車(chē)的質(zhì)量M不變，改變砂桶與砂的總重力F，多次實(shí)驗(yàn)，依照獲得的數(shù)據(jù),在aF圖象中描點(diǎn)（如圖3所示）結(jié)果發(fā)現(xiàn)右側(cè)若干個(gè)點(diǎn)顯然偏離直線，造成此誤差的主要原因是若不斷增加砂桶中砂的質(zhì)量,aF圖象中各點(diǎn)連成的曲線將不斷延長(zhǎng)，加快度的趨向值為?！敬鸢浮浚?）AE（2）1。5（3)

8、沙桶的質(zhì)量較大，g【剖析】【名師點(diǎn)睛】書(shū)本上的實(shí)驗(yàn),我們要從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)辦理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)這幾點(diǎn)去搞清學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精楚對(duì)于實(shí)驗(yàn)中要注意的事項(xiàng)，要知其原因1如圖甲所示為阿特武德機(jī)的表示圖，它是早期測(cè)量重力加速度的器械，由英國(guó)數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家阿特武德于1784年制成他將質(zhì)量同為M（已知量）的重物用繩連結(jié)后,放在圓滑的輕質(zhì)滑輪上,處于靜止?fàn)顟B(tài)再在一個(gè)重物上附加一質(zhì)量為m的小重物,這時(shí)，由于小重物的重力而使系統(tǒng)做初速度為零的遲緩加快運(yùn)動(dòng)并測(cè)出加快度，達(dá)成一次實(shí)驗(yàn)后，換用不同樣質(zhì)量的小重物，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)出不同樣m時(shí)系統(tǒng)的加快度(1)若選定如圖甲左側(cè)物塊從靜止開(kāi)始下落

9、的過(guò)程進(jìn)行測(cè)量，則為了圖乙需要直接測(cè)量的物理量有_A小重物的質(zhì)量mB大重物質(zhì)量MC繩子的長(zhǎng)度D重物下落的距離及下落這段距離所用的時(shí)間學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精2)經(jīng)過(guò)多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，獲得多組a、m數(shù)據(jù)，作出圖象，如圖乙所示,已知該圖象斜率為k,縱軸截距為b，則可求出當(dāng)?shù)氐闹亓涌於萭=，并可求出重物質(zhì)量M=【答案】(1）AD（2）1/b；k2b【名師點(diǎn)睛】解決此題的重點(diǎn)經(jīng)過(guò)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得出重力加快度的表達(dá)式，以及推導(dǎo)出11關(guān)系式,聯(lián)合圖線am的斜率和解決進(jìn)行求解.2某同學(xué)在用如圖甲所示的裝置做“研究加快度與物體受力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)(1)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室找到了一個(gè)小正方體木塊,用實(shí)驗(yàn)桌上的一

10、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精把游標(biāo)卡尺測(cè)出正方體木塊的邊長(zhǎng),如圖甲所示，則正方體木塊的邊長(zhǎng)為cm（2）接著用這個(gè)小正方體木塊把小車(chē)軌道的一端墊高，經(jīng)過(guò)速度傳感器發(fā)現(xiàn)小車(chē)恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)設(shè)小車(chē)的質(zhì)量為M,正方體木塊的邊長(zhǎng)為a，并用刻度尺量出圖中AB的距離為L(zhǎng)（aL,已知很小時(shí)tansin），則小車(chē)向下滑動(dòng)時(shí)碰到的摩擦力為(3)爾后用細(xì)線經(jīng)過(guò)定滑輪掛上重物讓小車(chē)勻加快下滑，不斷改變重物的質(zhì)量m，測(cè)出對(duì)應(yīng)的加快度a，則以以下圖像中能正確反應(yīng)小車(chē)加快度a與所掛重物質(zhì)量m的關(guān)系的是【答案】（1)3.150（2)MgaL(3）C【剖析】學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精【名師點(diǎn)睛】掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)，注意游標(biāo)卡尺

11、不需估讀知道“研究加快度與物體受力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中平衡摩擦力的做法，能依照受力剖析和幾何關(guān)系求解認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)辦理以及注意事項(xiàng)3要測(cè)量?jī)蓚€(gè)質(zhì)量不等的沙袋的質(zhì)量,由于沒(méi)有直接的測(cè)量工具，某實(shí)驗(yàn)小組采用以下器械：輕質(zhì)定滑輪(質(zhì)量和摩擦可忽略)、砝碼一套（總質(zhì)量m0。5kg）、細(xì)線、刻度尺、秒表他們依照已學(xué)過(guò)的物理學(xué)知識(shí)，改變實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行多次測(cè)量,選擇合適的變量獲得線性關(guān)系，作出圖線并依照?qǐng)D線的斜率和截距求出沙袋的質(zhì)量請(qǐng)達(dá)成以下步驟學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精(1)實(shí)驗(yàn)裝置以以下圖，設(shè)右側(cè)沙袋A質(zhì)量為m1，左側(cè)沙袋B的質(zhì)量為m22）取出質(zhì)量為m的砝碼放在右側(cè)沙袋中，節(jié)余砝碼都放在左側(cè)沙袋中,發(fā)現(xiàn)

12、A下降,B上漲;（左右兩側(cè)砝碼的總質(zhì)量向來(lái)不變）3）用刻度尺測(cè)出A從靜止下降的距離h,用秒表測(cè)出A下降所用的時(shí)間t，則可知A的加快度大小a_；4）改變m，測(cè)量相應(yīng)的加快度a，獲得多組m及a的數(shù)據(jù)，作出_(選填“a。m或“am1/”）圖線；22(5)若求得圖線的斜率k4m/（kgs），截距b2m/s，則沙袋的質(zhì)量m1_kg，m2_kg.【答案】（3）2ht2；（4）am;（5）3;1。5學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精【名師點(diǎn)睛】此題是加快度不同樣的連結(jié)體問(wèn)題，運(yùn)用隔斷法研究加快度，獲得a與m的關(guān)系式，再依照?qǐng)D線的數(shù)學(xué)意義求解兩個(gè)沙袋的質(zhì)量。4如圖1所示，為“研究加快度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)字

13、化信息系統(tǒng)獲得了小車(chē)加快度a與鉤碼的質(zhì)量及小車(chē)和砝碼的質(zhì)量對(duì)應(yīng)的關(guān)系圖。鉤碼的質(zhì)量為m1，小車(chē)和砝碼的質(zhì)量為m2,重力加快度為g。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A每次在小車(chē)上加減砝碼時(shí)，應(yīng)從頭平衡摩擦力學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精B平衡摩擦?xí)r小車(chē)應(yīng)與輕繩和鉤碼相連C本實(shí)驗(yàn)m2應(yīng)遠(yuǎn)小于m1D在用圖象研究加快度與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，應(yīng)作a1圖象m2實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)由于馬虎,遺漏了平衡摩擦力這一步驟，若鉤碼重力記為F，作出aF圖像，他可能作出圖2中（選填“甲”、“乙”、“丙”）圖線。此圖線的AB段明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是A小車(chē)與軌道之間存在摩擦B導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)C所掛鉤碼的質(zhì)量太大D所用小車(chē)的質(zhì)量太大1實(shí)驗(yàn)

14、時(shí)，由于沒(méi)有平衡摩擦力且軌道水平，繪制的a圖m2像如圖3所示,設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b,則小車(chē)與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，鉤碼的質(zhì)量m1.【答案】(1）D（2）丙；C（3）b，m11gkgk【剖析】學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精【名師點(diǎn)睛】會(huì)依照實(shí)驗(yàn)原理剖析剖析為什么要平衡摩擦力和讓小車(chē)的質(zhì)量M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小桶（及砝碼）的質(zhì)量m，且會(huì)根據(jù)原理剖析實(shí)驗(yàn)誤差，同時(shí)掌握由牛頓第二定律列出方程，與圖象的斜率與截距綜合求解的方法.5在考證牛頓運(yùn)動(dòng)定律的實(shí)驗(yàn)中如同圖8（a）所示的裝置，小車(chē)放在斜面上,車(chē)前端拴有不可以伸長(zhǎng)的細(xì)線,超出固定在斜面邊緣的小滑輪與重物相連，小車(chē)后邊與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連.開(kāi)始時(shí)

15、，小車(chē)停在湊近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地點(diǎn)，重物到地面的距離學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精小于小車(chē)到滑輪的距離.啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，釋放重物，小車(chē)在重物牽引下,由靜止開(kāi)始沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，重物落地后，小車(chē)會(huì)繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)一段距離。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的溝通電頻次為50Hz.圖8(b）中a、b、c是小車(chē)運(yùn)動(dòng)紙帶上的三段，紙帶運(yùn)動(dòng)方向如圖箭頭所示。(1)依照所供應(yīng)的紙帶和數(shù)據(jù)，計(jì)算打c段紙帶時(shí)小車(chē)的加快度大小為m/s2(計(jì)算結(jié)果儲(chǔ)藏兩位有效數(shù)字）.(2）打a段紙帶時(shí)，小車(chē)的加快度是2。5m/s2,請(qǐng)依照加快度的情況，判斷小車(chē)運(yùn)動(dòng)的最大速度可能出現(xiàn)在b段紙帶中的兩點(diǎn)之間。（3)若重力加快度取10m/s2,由紙帶數(shù)據(jù)可計(jì)算出重物m與小

16、車(chē)的質(zhì)量M比為m:M=。單位：cm2.722.822.922.982.822.622.081.901.731.481.321.12D1D2D3D4D5D6D7abc圖8【答案】(1)5.0m/s2（2）物體在D4D5區(qū)間的速度可能最大；學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精（3）m:M1:1【剖析】1）C段的加快度為了減小誤差,采用逐差法aCx225.0m/sT(2)b段中只有D4D5之間位移最大,所以最大速度必然在D4D5之間（3）c段時(shí)，aC=5m/s2,設(shè):斜面的夾角為1,MgsinC=Masin=2A段時(shí)，aa=2。5m/s2，mgMgsin=m+M)a（a，解得：m：M=1:11【2016全國(guó)新

17、課標(biāo)卷】(10分）某物理課外小組利用圖（a）中的裝置研究物體加快度與其所受合外力之間的關(guān)系.圖中,置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的長(zhǎng)木板水平放置，其右端固定一輕滑輪;輕繩超出滑輪，一端與放在木板上的小滑車(chē)相連,另一端可懸掛鉤碼。本實(shí)驗(yàn)中可用的鉤碼共有N=5個(gè)，每個(gè)質(zhì)量均為0.010kg.實(shí)驗(yàn)步驟以下：學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精1）將5個(gè)鉤碼全部放入小車(chē)中，在長(zhǎng)木板左下方墊上合適厚度的小物快，使小車(chē)（和鉤碼)能夠在木板上勻速下滑。2)將n(依次取n=1，2,3，4，5)個(gè)鉤碼掛在輕繩右端，其余Nn個(gè)鉤碼仍留在小車(chē)內(nèi)；用手按住小車(chē)并使輕繩與木板平行。釋放小車(chē)，同時(shí)用傳感器記錄小車(chē)在時(shí)刻t相對(duì)于其開(kāi)頭地點(diǎn)的位移s，繪

18、制s-t圖像,經(jīng)數(shù)據(jù)辦理后可獲得相應(yīng)的加快度a。（3）對(duì)應(yīng)于不同樣的n的a值見(jiàn)下表。n=2時(shí)的s-t圖像如圖(b)所示；由圖（b）求出此時(shí)小車(chē)的加快度（儲(chǔ)藏2位有效數(shù)字），將結(jié)果填入下表。n123450。0。1。a/ms20.20587800（4）利用表中的數(shù)據(jù)在圖（c）中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn)，并作出an圖像。從圖像能夠看出：當(dāng)物體質(zhì)量一準(zhǔn)時(shí),物體的加快度與學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精其所受的合外力成正比.5）利用an圖像求得小車(chē)（空載)的質(zhì)量為_(kāi)kg（儲(chǔ)藏2位有效數(shù)字,重力加快度取g=9。8ms2)。(6)若以“保持木板水平”來(lái)代替步驟（1）,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是_(填入正確選項(xiàng)前的標(biāo)號(hào))Aan圖線不再是直線Ban圖線仍是直線,但該直線可是原點(diǎn)Can圖線仍是直線，但該直線的斜率變