【導(dǎo)與練】（浙江專用）高考物理大一輪總復(fù)習(xí) 第三章 第5課時 實驗 探究加速度與力 質(zhì)量的關(guān)系知能達標訓(xùn)練(1).doc

第5課時實驗: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”的實驗中,在拉力不變時探究加速度a與小車的質(zhì)量m的關(guān)系時,由于沒有注意始終滿足mm的條件,結(jié)果得到的圖象應(yīng)是圖中的(d)解析:在本實驗中繩中的張力f和小車的加速度a可由以下關(guān)系求得mg-f=maf=ma即張力f=mmgm+m,加速度a=mgm+m因此在探究加速度跟小車質(zhì)量m的關(guān)系時,保持m不變,若橫軸為1m+m,則a1m+m圖象應(yīng)是過原點的直線,當滿足mm時,m可以忽略不計, amgm,a1m圖象可以認為是過原點的直線;當小車的質(zhì)量較小、不滿足mm時,圖象便會發(fā)生向下彎曲.故只有選項d正確.2.如圖所示,在探究牛頓運動定律的演示實驗中,若1、2兩個相同的小車所受拉力分別為f1、f2,車中所放砝碼的質(zhì)量分別為m1、m2,打開夾子后經(jīng)過相同的時間兩車的位移分別為x1、x2,則在實驗誤差允許的范圍內(nèi),有(a)a.當m1=m2、f1=2f2時,x1=2x2b.當m1=m2、f1=2f2時,x2=2x1c.當m1=2m2、f1=f2時,x1=2x2d.當m1=2m2、f1=f2時,x2=2x1解析:當m1=m2、f1=2f2時,由f=ma可知,a1=2a2,再由x=12at2可得:x1=2x2,故選項a正確,選項b錯誤;當m1=2m2、f1=f2時,無法確定兩車加砝碼后的質(zhì)量關(guān)系,兩小車的加速度關(guān)系也就不明確,故無法判斷兩車的位移關(guān)系,選項c、d均錯.3.(2011年浙江理綜)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗時,已提供了小車、一端附有定滑輪的長木板、紙帶、帶小盤的細線、刻度尺、天平、導(dǎo)線.為了完成實驗,還須從圖中選取實驗器材,其名稱是(漏選或全選得零分);并分別寫出所選器材的作用 .解析:根據(jù)實驗原理f=ma,必須要用打出的紙帶來求a,這就需要學(xué)生電源和打點計時器.要測量和改變小車的質(zhì)量,就要用砝碼和鉤碼;要改變小車受到拉力的大小,需用砝碼.答案:學(xué)生電源、電磁打點計時器、鉤碼、砝碼(或電火花計時器、鉤碼、砝碼)學(xué)生電源為電磁打點計時器提供交流電源;電磁打點計時器(電火花計時器)記錄小車運動的位置和時間;鉤碼用以改變小車的質(zhì)量;砝碼用以改變小車受到拉力的大小,還可用于測量小車質(zhì)量4.(2012年大綱全國卷節(jié)選)圖(甲)為驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖.圖中打點計時器的電源為50 hz的交流電源,打點的時間間隔用t表示.在小車質(zhì)量未知的情況下,某同學(xué)設(shè)計了一種方法用來探究“在外力一定的條件下,物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”.(1)完成下列實驗步驟中的填空:平衡小車所受的阻力:小吊盤中不放物塊,調(diào)整木板右端的高度,用手輕撥小車,直到打點計時器打出一系列的點.按住小車,在小吊盤中放入適當質(zhì)量的物塊,在小車中放入砝碼.打開打點計時器電源,釋放小車,獲得帶有點列的紙帶,在紙帶上標出小車中砝碼的質(zhì)量m.按住小車,改變小車中砝碼的質(zhì)量,重復(fù)步驟.在每條紙帶上清晰的部分,每5個間隔標注一個計數(shù)點.測量相鄰計數(shù)點的間距s1、s2、求出與不同m相對應(yīng)的加速度a.以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標,1a為縱坐標,在坐標紙上作出1am關(guān)系圖線.若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比,則1a與m應(yīng)成關(guān)系(填“線性”或“非線性”).(2)圖(乙)為所得實驗圖線的示意圖.設(shè)圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,若牛頓定律成立,則小車受到的拉力為,小車的質(zhì)量為.解析:(1)平衡阻力的過程要求給定小車一個速度后,小車做勻速直線運動,所以直到打點計時器打出一系列間距相等的點,則表明小車做勻速直線運動.若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比,則1a與m應(yīng)成線性關(guān)系.(2)若牛頓定律成立則應(yīng)滿足f=(m+m)a,可知1a=1fm+1fm,由題可知:k=1f,b=1fm,則小車受到的拉力f=1k,得小車的質(zhì)量m=bk.答案:(1)間距相等線性(2)1kbk5.(2013寧波市六校期中)某實驗小組在“探究加速度與物體受力的關(guān)系”實驗中,設(shè)計出如下的實驗方案,其實驗裝置如圖所示.已知小車質(zhì)量m=214.6 g,砝碼盤質(zhì)量m0=7.8 g,所使用的打點計時器交流電頻率f=50 hz.其實驗步驟是:a.按圖中所示安裝好實驗裝置;b.調(diào)節(jié)長木板的傾角,輕推小車后,使小車能沿長木板向下做勻速運動;c.取下細繩和砝碼盤,記下砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m;d.先接通電源,再放開小車,打出一條紙帶,由紙帶求得小車的加速度a;e.重新掛上細繩和砝碼盤,改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量,重復(fù)bd步驟,求得小車在不同合外力f作用下的加速度.回答下列問題:(1)按上述方案做實驗,是否要求砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量?(填“是”或“否”).(2)實驗中打出的其中一條紙帶如圖所示,由該紙帶可求得小車的加速度a=m/s2. (3)某同學(xué)將有關(guān)測量數(shù)據(jù)填入他所設(shè)計的表格中,如下表,次數(shù)12345砝碼盤中砝碼的重力f/n0.100.200.290.390.49小車的加速度a/(ms-2)0.881.441.842.382.89他根據(jù)表中的數(shù)據(jù)畫出af圖象如下.造成圖線不過坐標原點的一條最主要原因,從該圖線延長線與橫軸的交點可求出的物理量是,其大小為.解析:(1) 根據(jù)實驗步驟b可得,mgsin -ff=(m0+m)g,其中是調(diào)節(jié)后長木板的傾角,ff是小車和紙帶所受的阻力,由的牛頓第二定律得:mgsin -ff=ma,所以a=m0+mmg,由此可知,在該實驗方案中沒有必要砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量.(2)由于x=0.88 cm,根據(jù)x=at2得,a=0.8810-20.12m/s2=0.88 m/s2(3)由上述可知,小車的加速度應(yīng)為a=m0+mmg,但從記錄的數(shù)據(jù)可以看出,拉力只記為