2024-2025學(xué)年新教材高中物理第四章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系2實(shí)驗(yàn)探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系課后提升訓(xùn)練含解析新人教版必修第一冊(cè)

PAGE6-2試驗(yàn):探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系1.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的試驗(yàn)中,采納如圖所示的裝置。(1)本試驗(yàn)應(yīng)用的試驗(yàn)方法是。

A.限制變量法B.假設(shè)法C.志向試驗(yàn)法(2)下列說法正確的是。

A.在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí),應(yīng)變更拉力的大小B.在探究加速度與外力的關(guān)系時(shí),應(yīng)當(dāng)變更小車的質(zhì)量C.在探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時(shí),為了直觀推斷二者間的關(guān)系,應(yīng)作出a-1mD.當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于托盤和砝碼的總質(zhì)量時(shí),才能近似認(rèn)為細(xì)線對(duì)小車的拉力大小等于托盤和砝碼受到的總重力大小(3)某同學(xué)測(cè)得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)見下表。(小車質(zhì)量保持不變)F/N0.200.300.400.500.60a/(m·s-2)0.100.200.280.400.52①依據(jù)表中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)圖上作出a-F圖像。②圖線不過原點(diǎn)的緣由可能是。

(4)圖線(或延長(zhǎng)線)與F軸截距的物理意義是

。

2.如圖所示是某同學(xué)探究小車加速度與力的關(guān)系的試驗(yàn)裝置,他將光電門固定在水平軌道上的B點(diǎn),用不同重物通過細(xì)線拉同一小車,每次小車都從同一位置A由靜止釋放。(1)若遮光條的寬度d=4.7mm,試驗(yàn)時(shí)將小車從圖示位置由靜止釋放,由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門的時(shí)間Δt,則小車經(jīng)過光電門時(shí)的速度為v=(用字母表示)。

(2)測(cè)出多組重物的質(zhì)量m和對(duì)應(yīng)遮光條通過光電門的時(shí)間Δt,通過描點(diǎn)作出線性圖像,探討小車加速度與力的關(guān)系,處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出圖像。

A.Δt-m B.Δt2-mC.1Δt-m D.1(3)有一位同學(xué)通過試驗(yàn)測(cè)量作出的圖線如圖所示,試分析:①圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)的緣由是;

;

②圖線上部彎曲的緣由是

。

3.如圖甲所示是探討小車加速度與力關(guān)系的試驗(yàn)裝置。木板置于水平桌面上,一端系有沙桶的細(xì)繩通過滑輪與拉力傳感器相連,拉力傳感器可顯示所受的拉力大小F,變更桶中沙的質(zhì)量多次試驗(yàn)。完成下列問題:甲(1)試驗(yàn)中須要。

A.測(cè)量沙和沙桶的總質(zhì)量B.保持細(xì)線與長(zhǎng)木板平行C.保持小車的質(zhì)量不變D.滿意沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量(2)試驗(yàn)中得到一條紙帶,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出,各計(jì)數(shù)點(diǎn)到A點(diǎn)的距離如圖乙所示。電源的頻率為50Hz,則打B點(diǎn)時(shí)小車速度大小為m/s,小車的加速度大小為m/s2。

(3)試驗(yàn)中描繪出a-F圖像如圖丙所示,圖像不過坐標(biāo)原點(diǎn)的緣由是。

4.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,可以采納不同的探討方案。(1)甲同學(xué)采納的方案如圖甲所示,將兩個(gè)相同的小車放在水平木板上,前端各系一條細(xì)線,線的另一端跨過定滑輪各掛一個(gè)小盤,盤中可以放不同的砝碼,盤與砝碼的總重力可以近似認(rèn)為是小車受到的拉力。兩小車后端各系一條細(xì)線,用黑板擦可以同時(shí)按住或放開這兩條細(xì)線,使兩車同時(shí)停止或運(yùn)動(dòng)。某次操作中,在相同時(shí)間內(nèi)測(cè)得小車的位移分別為x1、x2,若小車的加速度分別為a1、a2,則a1∶a2=,這么做的依據(jù)是。

(2)乙同學(xué)用如圖乙所示器材進(jìn)行定量探究。用拉力傳感器(能測(cè)量拉力的儀器)和速度傳感器(能測(cè)量瞬時(shí)速度的儀器)探究加速度與物體受力的關(guān)系。用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小,在長(zhǎng)木板上相距L=48.0cm的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器,分別測(cè)量小車到達(dá)A、B時(shí)的速度。①乙同學(xué)認(rèn)為,運(yùn)動(dòng)時(shí)小車受到的拉力懸掛物的總重力(選填“大于”或“小于”),所以乙同學(xué)采納力傳感器進(jìn)行試驗(yàn)。

②試驗(yàn)主要步驟如下:Ⅰ.將拉力傳感器固定在小車上;Ⅱ.墊高木板右端,讓小車在不受拉力時(shí)做運(yùn)動(dòng);

Ⅲ.把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上,另一端通過定滑輪與鉤碼相連;為保證細(xì)線的拉力不變,必需調(diào)整滑輪的高度使;

Ⅳ.接通電源后自C點(diǎn)釋放小車,小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng),記錄細(xì)線拉力F的大小及小車分別到達(dá)A、B時(shí)的速度vA、vB;Ⅴ.變更所掛鉤碼的數(shù)量,重復(fù)步驟Ⅳ的操作。③下表中記錄了試驗(yàn)測(cè)得的幾組數(shù)據(jù),vB2-vA2次數(shù)F/NvB2-vA2a/(m·s-10.600.770.8021.041.611.6831.422.342.4442.624.65

53.005.495.72④由表中數(shù)據(jù),在坐標(biāo)紙上作出a-F關(guān)系圖線。⑤對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算得到的關(guān)系圖線(圖中已畫出理論圖線),造成上述偏差的緣由除了拉力傳感器讀數(shù)可能偏大外,還可能是。

參考答案2試驗(yàn):探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系1.解析(1)試驗(yàn)采納了限制變量法,即先保證物體質(zhì)量不變,探討加速度與合力的關(guān)系;再保證物體受力不變,探討加速度與質(zhì)量的關(guān)系。(2)探究a與m關(guān)系時(shí),保持F不變,變更m大小;探究a與F關(guān)系時(shí),保持m不變,變更F大小,故A、B錯(cuò)。a-1m關(guān)系圖像為過原點(diǎn)的直線,作出這個(gè)圖像簡(jiǎn)單證明a與m(3)①作出的a-F圖像如圖所示。②由a-F圖像可知,當(dāng)力F<0.1N時(shí),小車沒有動(dòng),說明此時(shí)沒有補(bǔ)償小車所受的摩擦力。(4)由a-F圖像可知,當(dāng)力F=0.1N時(shí),小車起先運(yùn)動(dòng),說明此時(shí)小車受到的阻力為0.1N。答案(1)A(2)CD(3)①圖見解析②未補(bǔ)償阻力或補(bǔ)償阻力不夠(4)小車受到的阻力為0.1N2.解析(1)小車經(jīng)過光電門時(shí)的速度v=dΔ(2)由mg=Ma,v2=2aL,v=dΔt,可得:1(3)①圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)而與F軸相交,說明沒有補(bǔ)償阻力或補(bǔ)償阻力不夠。②圖線上部彎曲是因?yàn)殡S著m的增大,不能滿意重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量的關(guān)系。答案(1)dΔt(2)D(3)①?zèng)]有補(bǔ)償阻力或補(bǔ)償阻力不夠②未3.解析(1)繩子的拉力可以通過拉力傳感器測(cè)出,不須要用天平測(cè)出沙和沙桶的質(zhì)量,故A錯(cuò)誤;為了使細(xì)線對(duì)小車的拉力等于小車所受的合外力,須要平衡摩擦力,平衡摩擦力時(shí)應(yīng)當(dāng)將穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶連在小車上,調(diào)整長(zhǎng)木板的傾斜度,讓小車拖著紙帶做勻速直線運(yùn)動(dòng),同時(shí)要調(diào)整長(zhǎng)木板上滑輪的高度使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行,所以B選項(xiàng)是正確的;本試驗(yàn)采納的是限制變量法,要探討小車加速度與力的關(guān)系,必需保持小車的質(zhì)量不變,所以C選項(xiàng)是正確的;試驗(yàn)中拉力通過拉力傳感器測(cè)出,不須要滿意沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,故D錯(cuò)誤。(2)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz,則紙帶上相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T=5×0.02s=0.1s。B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度為:vB=xAC2T=8由圖乙知x1=3.40cm,x2=(8.32-3.40)cm=4.92cm,x3=(14.73-8.32)cm=6.41cm,x4=(22.56-14.73)cm=7.83cm。所以小車加速度a=(x3+x4(3)由圖像可以知道,a-F圖像在a軸上有截距,這是因?yàn)檠a(bǔ)償阻力過度造成的,即在實(shí)際操作中,補(bǔ)償阻力時(shí)斜面傾角過大。答案(1)BC(2)0.416或0.421.48(3)補(bǔ)償阻力過度4.解析(1)依據(jù)位移與加速度、時(shí)間的關(guān)系x=12at2a=2由于時(shí)間相等,所以a1∶a2=x1∶x2由上分析可知,加速度與位移成正比;(2)①由于鉤碼向下加速運(yùn)動(dòng),所以繩子的拉力比鉤碼的總重力更小;②墊高木板右端,讓小車在不受拉力時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng),這樣掛上物體后,小車的合力即為拉力傳感器的示數(shù);為保證細(xì)線的拉力不變,必需調(diào)整滑輪的高度使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行;③依據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度公式v2-v02=