新教材高中物理第5章牛頓運動定律2科學探究：加速度與力質(zhì)量的關系課堂檢測含解析魯科版必修第一冊

科學探究：加速度與力、質(zhì)量的關系1.(1)某同學在“探究加速度與力、質(zhì)量的關系〞的實驗中打出了一條紙帶如圖1所示。計時器打點的時間間隔為0.02s。從比擬清晰的點起,每5個點取一個計數(shù)點,量出相鄰計數(shù)點之間的距離。那么小車在計數(shù)點1的速度v1=_____________m/s,該小車的加速度a=____________m/s2。(結(jié)果保存三位有效數(shù)字)

(2)如圖2為該同學使用的裝置,為了減小實驗誤差,該同學進行了平衡摩擦力的操作:取下重物,把小車不帶滑輪的一端墊高,_______________(選填“釋放〞或“輕推〞)小車,不斷調(diào)整木板的傾角,直到小車能在木板上做_______________運動為止?！窘馕觥?1)由于每5個點取一個計數(shù)點,所以相鄰的計數(shù)點間的時間T=0.1s,設0到1之間的距離為x1,以后各段分別為x2、x3、x4、x5、x6,根據(jù)一段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求解小車在計數(shù)點1的速度,得:v1==m/s=0.360m/s,根據(jù)勻變速直線運動的推論公式Δx=aT2,用逐差法可以求出加速度的大小:a==1.58m/s2(2)平衡摩擦力時輕推小車,假設小車能夠做勻速直線運動,那么摩擦力得到平衡。取下重物,把小車不帶滑輪的一端墊高,輕推小車,不斷調(diào)整木板的傾角,直到小車能在木板上做勻速直線運動為止。答案:(1)0.3601.58(2)輕推勻速直線2.某同學用如圖甲所示的實驗裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關系。(1)打點計時器是一種計時儀器,其電源頻率為50Hz,常用的電磁打點計時器和電火花打點計時器,使用的都是____________(選填“直流電〞或“交流電〞)。(2)(多項選擇)以下說法中正確的選項是____________。A.圖甲中細線應保持與木板外表平行B.每次改變小車質(zhì)量后都需要重新平衡摩擦力C.用盤和重物的總重力作為細線的拉力,對實驗結(jié)果會產(chǎn)生誤差D.為消除摩擦力對實驗的影響,可以把木板的左端適當墊高(3)某同學在實驗中,打出的一條紙帶如圖乙所示,他選擇了幾個計時點A、B、C、D、E作為計數(shù)點,且相鄰兩計數(shù)點間還有4個計時點沒有標出,其中x1=7.06cm、x2=7.68cm、x3=8.30cm、x4=8.92cm,那么打B點的瞬時速度大小是________m/s;【解析】(1)打點計時器使用的是交流電。(2)細線必須與板面平行,否那么小車受力情況復雜,應選項A正確;實驗過程中,只需平衡一次摩擦力,改變小車質(zhì)量時,不必重新平衡摩擦力,選項B錯誤;設盤和重物的質(zhì)量為m,小車的質(zhì)量為M,只有當m?M時,細線的拉力T≈mg,實際情況T略小于mg,所以mg代替拉力是有誤差的,應選項C正確;只能減小摩擦力對實驗的影響,但不能消除,應選項D錯誤。(3)由運動學公式和逐差相等來求小車的瞬時速度和加速度,因為相鄰兩個計數(shù)點間有四個點未畫出,所以相鄰兩個計數(shù)點間時間為T=0.1s,vB===m/s=0.74m/s,a==m/s2=0.62m/s答案:(1)交流電(2)A、C(3)0.740.623.如圖甲所示是研究小車加速度與力的關系的實驗裝置。木板置于水平桌面上,一端系有沙桶的細繩通過滑輪與固定的拉力傳感器相連,拉力傳感器可顯示所受的拉力大小F,改變沙桶中沙的質(zhì)量并屢次實驗。請答復以下問題:(1)如圖乙所示為實驗中得到的一條紙帶,相鄰計數(shù)點間有四個點未標出,所接電源的頻率為50Hz,那么打B點時小車的速度大小為____________m/s,小車的加速度大小為_______________m/s2。(結(jié)果保存三位有效數(shù)字)

(2)實驗中描繪出a-F圖像如圖丙所示,圖像不過原點的原因是____________________________________?！窘馕觥?1)打點計時器電源頻率為50Hz,那么紙帶上相鄰計數(shù)點間的時間間隔為:T=5×0.02s=0.1s。B點對應的速度為:vB==m/s=0.416m/s;根據(jù)Δx=aT2可得,小車運動的加速度為:a==m/s2=1.48m/s2(2)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,即在實際操作中,平衡摩擦力時木板傾角過大,平衡摩擦力過度。答案:(1)0.4161.48(2)平衡摩擦力過度【加固訓練】某同學用如圖1所示的實驗裝置做“探究加速度與力的關系〞的實驗,方法如下:在水平軌道的B點固定一個光電門,A點有一個小車,小車上有一個寬度為d的遮光條,用重物通過細線拉小車,小車在A點由靜止開始運動。(1)假設A、B之間的距離為L,遮光條通過光電門的時間為t,那么小車的加速度a=____________。(2)本實驗中,他根據(jù)實驗數(shù)據(jù),畫出了圖2所示的圖像,圖線不過原點的原因是他在實驗中漏掉了一個重要的步驟是_________。(3)完善實驗步驟后,甲、乙兩個同學用同一裝置做實驗,為方便比照,兩個同學畫圖時橫、縱坐標的標度都是一樣的,各自得到了a-F圖像如圖3所示,圖像的斜率不同說明兩位同學使用的器材中____________是不同的,且大小關系是____________?！窘馕觥?1)小車到達B點的瞬時速度vB=再由運動學公式,那么有=2aL解得:a=。(2)根據(jù)圖像可知,圖線不過原點,說明開始施加的力沒