2024-2025學(xué)年新教材高中物理課時(shí)分層作業(yè)16加速度與力質(zhì)量之間的關(guān)系含解析粵教版必修第一冊(cè)

PAGE5-加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系(建議用時(shí)：25分鐘)1.(多選)如圖所示是依據(jù)探究加速度與力的關(guān)系的試驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪的a-F圖像，下列說(shuō)法正確的是()A．三條傾斜直線所對(duì)應(yīng)的小車(chē)和砝碼的質(zhì)量相同B．三條傾斜直線所對(duì)應(yīng)的小車(chē)和砝碼的質(zhì)量不同C．直線1所對(duì)應(yīng)的小車(chē)和砝碼的質(zhì)量最大D．直線3所對(duì)應(yīng)的小車(chē)和砝碼的質(zhì)量最大BD[由圖像知F相同時(shí)，對(duì)應(yīng)的加速度大小a1＞a2＞a3，依據(jù)F相同時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比，所以m1＜m2＜m3，故選B、D.]2．物體放在足夠長(zhǎng)的光滑木板一端，在將木板一端緩慢抬起的過(guò)程中，物體的加速度將()A．不變 B．增大C．減小 D．先變大后變小B[物體受重力和支持力的作用，合力沿木板平面對(duì)下，在將木板緩慢抬起的過(guò)程中，物體質(zhì)量不變，合外力漸漸增大，加速度漸漸增大．]3．在利用氣墊導(dǎo)軌定量探究加速度a與外力F的關(guān)系的試驗(yàn)中，由于摩擦力的影響特別小，提高了試驗(yàn)水平．試驗(yàn)中下列做法不符合要求的是()A．保持滑塊的質(zhì)量不變B．保持軌道水平，在細(xì)繩的一端掛上不同質(zhì)量的鉤碼，通過(guò)滑輪對(duì)滑塊施加不同拉力C．確定滑塊起先的一段位移，用秒表記錄對(duì)應(yīng)的時(shí)間，利用eq\f(2s,t2)計(jì)算加速度D．利用相距某段距離的兩個(gè)光電門(mén)，記錄遮光條經(jīng)過(guò)的時(shí)間，計(jì)算加速度C[用光電門(mén)記錄遮光時(shí)間求出v1、v2利用veq\o\al(2,2)－veq\o\al(2,1)＝2as求加速度a更精確．而秒表計(jì)時(shí)誤差較大，所以不合適．]4.利用如圖所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，得到質(zhì)量相等的兩輛小車(chē)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：小車(chē)編號(hào)F/Ns/cm10.15020.299.5(1)從以上兩組數(shù)據(jù)中可以得出加速度a1與a2之比為多少？(2)從試驗(yàn)的結(jié)果得出什么結(jié)論？[解析]由eq\f(a1,a2)＝eq\f(s1,s2)可得eq\f(a1,a2)≈eq\f(1,2)，由表中數(shù)據(jù)可得eq\f(F1,F2)＝eq\f(1,2)，由此可知物體受到的合外力越大，加速度越大．[答案](1)eq\f(1,2)(2)當(dāng)物體的質(zhì)量保持不變時(shí)，物體受到的合外力越大，產(chǎn)生的加速度越大．5．一同學(xué)在“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”試驗(yàn)中保持拉力不變，得到了小車(chē)加速度隨質(zhì)量改變的一組數(shù)據(jù)，如下表所示．試驗(yàn)序號(hào)加速度a/(m·s－2)小車(chē)與砝碼總質(zhì)量m/kg小車(chē)與砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)m－1/(kg－1)10.290.205.020.250.254.030.220.303.340.180.352.950.160.402.5(1)請(qǐng)你在如圖所示的方格紙中建立合適的坐標(biāo)，并畫(huà)出能直觀反映出加速度與質(zhì)量關(guān)系的圖線．(2)由圖線可知F肯定時(shí)，a與m成________關(guān)系．[解析]由數(shù)據(jù)揣測(cè)a與eq\f(1,m)成正比關(guān)系，建立a-eq\f(1,m)坐標(biāo)進(jìn)行描點(diǎn)連線．由圖線可知a-eq\f(1,m)圖線為過(guò)原點(diǎn)的直線，故F肯定時(shí)，a與eq\f(1,m)成正比，即a與m成反比關(guān)系．[答案](1)見(jiàn)解析圖(2)反比6．某同學(xué)利用圖(a)所示試驗(yàn)裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車(chē)加速度a與鉤碼的質(zhì)量m的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖，如圖(b)所示．試驗(yàn)中小車(chē)(含放射器)的質(zhì)量為200g，試驗(yàn)時(shí)選擇了不行伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩和輕定滑輪，小車(chē)的加速度由位移傳感器及與之相連的計(jì)算機(jī)得到．回答下列問(wèn)題：(a)(b)(1)依據(jù)該同學(xué)的結(jié)果，小車(chē)的加速度與鉤碼的質(zhì)量成________(選填“線性”或“非線性”)關(guān)系．(2)由圖(b)可知，a-m圖線不經(jīng)過(guò)原點(diǎn)，可能的緣由是____________.(3)若利用本試驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證“在小車(chē)質(zhì)量不變的狀況下，小車(chē)的加速度與作用力成正比”的結(jié)論，并干脆以鉤碼所受重力mg作為小車(chē)受到的合外力，則試驗(yàn)中應(yīng)實(shí)行的改進(jìn)措施是_______________________________________，鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿意的條件是_____________________________________．[解析]這是探究小車(chē)加速度與鉤碼質(zhì)量的關(guān)系，所以該試驗(yàn)必需平衡摩擦力，并且要保證鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量．(1)由圖像可知小車(chē)的加速度與鉤碼的質(zhì)量成非線性關(guān)系．(2)a-m圖線不經(jīng)過(guò)原點(diǎn)，在m軸上有截距，即掛上小鉤碼后小車(chē)加速度仍為零，可能的緣由是未平衡摩擦力．(3)本試驗(yàn)干脆以鉤碼所受重力mg作為小車(chē)受到的合外力，則應(yīng)實(shí)行的措施是調(diào)整軌道的傾斜度以平衡摩擦力，鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿意的條件是遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量．[答案](1)非線性(2)未平衡摩擦力(3)調(diào)整軌道的傾斜度以平衡摩擦力遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量7.某物理課外小組利用圖(a)中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關(guān)系．圖中，置于試驗(yàn)臺(tái)上的長(zhǎng)木板水平放置，其右端固定一輕滑輪；輕繩跨過(guò)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．本試驗(yàn)中可用的鉤碼共有N＝5個(gè)，每個(gè)質(zhì)量均為0.010kg.試驗(yàn)步驟如下：(a)(1)將5個(gè)鉤碼全部放入小車(chē)中，在長(zhǎng)木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物塊，使小車(chē)(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑．(2)將n(依次取n＝1,2,3,4,5)個(gè)鉤碼掛在輕繩右端，其余(N－n)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)于其起始位置的位移s，繪制s-t圖像，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應(yīng)的加速度a.(3)對(duì)應(yīng)于不同的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)的加速度(保留2位有效數(shù)字)，將結(jié)果填入下表．n12345a/(m·s－2)0.200.580.781.00(b)(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a-n圖線．從圖線可以看出：當(dāng)物體質(zhì)量肯定時(shí)，物體的加速度與其所受的合外力成正比．(c)(5)若以“保持木板水平”來(lái)代替步驟(1)，下列說(shuō)法正確的是________(填入正確選項(xiàng)前的標(biāo)號(hào))．A．a(chǎn)-n圖線不再是直線B．a(chǎn)-n圖線仍是直線，但該直線不過(guò)原點(diǎn)C．a(chǎn)-n圖線仍是直線，但該直線的斜率變大[解析](3)依據(jù)題圖(b)可知，當(dāng)t＝2.00s時(shí)，位移s＝0.78m，由s＝eq\f(1,2)at2，得加速度a＝eq\f(