3-5實驗：探究加速度與力、質量的關系

1、35實驗：探究加速度與力、質量的關系一、選擇題1. 為了更直觀地反映物體的加速度“與物體質量加的關系，往 往用二者的關系圖象表示出來，該關系圖象應選（）aam圖象bma圖象c仏一+圖象d ma圖象答案c解析在作用力相同的情況下，質量越大，速度的變化越慢， 加速度越小，兩者可能成反比，則用a圖象更容易判斷。2. 如果a-圖象是通過原點的一條直線，則說明（）a. 物體的加速度a與質量加成正比b. 物體的加速度a與質量加成反比c. 物體的質量加與加速度a成正比d. 物體的質量加與加速度a成反比答案b解析a£圖象是通過原點的一條直線，則a與占成正比，則 加速度伉與質量加成反比，a項錯誤，b項

2、正確。物體的質量為定值, 故c、d選項錯誤。3. 在利用打點計時器和小車做“探究加速度與力、質量的關系” 的實驗時，下列說法中正確的是（）a平衡摩擦力時，應將祛碼盤及盤內祛碼通過定滑輪拴在小車b. 連接祛碼盤和小車的細繩應與長木板保持平行c. 平衡摩擦力后，長木板的位置不能移動d. 小車釋放前應靠近打點計時器，且應先接通電源再釋放小車答案bcd解析本實驗先平衡摩擦力而后再把懸掛小盤的細繩系在小車上，所以a選項錯誤。4. 在“驗證牛頓第二定律”的實驗中，在研究加速度a與小車的質量m的關系時，由于沒有注意始終滿足mm的條件，結果得到的圖象應是圖中的()答案d解析在本實驗中，小車的加速度。=音=則繩

3、子的張力f=mn9在研究加速度跟小車質量m的關系時，保持加不變， 若橫軸為1 /(a/+/w),則a1/(m+/m)圖象應是過原點的直線，當滿足m/w時，加可以忽略不計，m'a-1/m圖象還可以滿足圖象是過原點的直線；當小車的質量較小，不滿足m加時，斜率將變小, 圖象便發(fā)生彎曲。故選d。二、非選擇題5. (2012-寶雞質檢)某實驗探究小組為了探究物體的加速度與所 受合外力之間的關系，設計了如圖a所示的實驗裝置。該實驗小組成 員用鉤碼的重力作為小車所受的合力，用傳感器測小車的加速度，通 過改變鉤碼的數(shù)量，多次重復測量，可得小車運動的加速度a和所受合力f的關系圖象，他們在軌道水平和傾斜的

4、兩種情況下分別做了實 驗，得到了兩條a-f圖象，如圖b所示。傳蹄發(fā)射器)/傳歸接收器) 匸鳥小車 i視追白鉤碼(1) 圖b中的圖象是在軌道右側抬高的情況下得到的(填“”或“”)。當鉤碼的數(shù)量增大到一定程度時，圖b中的圖象明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是(2) 小車和傳感器接收器的總質量m=kg,小車和軌道間的動摩擦因數(shù)“=(=10m/s2)o答案(1)所掛鉤碼的總質量太大(2)0.5 0.2解析由圖象可知，圖象中沒有拉力的時候已經有加速度了，因此是在軌道右側抬高的情況下得到的；鉤碼的數(shù)量增大到一定 程度時，圖象明顯偏離直線，是因為所掛碼的總質量太大，鉤碼的重 力不能看做小車所受的合力了。(

5、2)由題圖b可知圖象斜率為1/加；由 圖中數(shù)據(jù)可求得w=0.5kg, “=02。6. (2012-南京模擬)某同學設計了一個探究加速度a與物體所受合力f及質量m關系的實驗,圖個)所示為實驗裝置簡圖。(交流電的頻率為50hz)(a)(b)(1) 圖(b)所示為某次實驗得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為m/s2o (保留兩位有效數(shù)字)(2) 保持沙和沙桶質量不變，改變小車質量加，分別得到小車加速答案32 (2)圖象見解析解析由逐差法得2m度a與質量加及對應的令數(shù)據(jù)如下表實驗次數(shù)12345678小車加速度a/m21.901.721.491.251.000.750.500.30小車質量w/k

6、g0.250.290.330.400.500.711.001.67丄 /kg-m &4.003.453.032.502.001.411.000.60請在如圖所示的坐標紙中畫出a-圖象，并由圖象求出小車加 速度«與質量倒數(shù)衆(zhòng)間的關系式是。兀3+兀4一仗1+兀2)_ 772+721 (670+619)4f=4 x 0.0422m/s23.2m/s2o如圖所示由圖知斜率zr=05,即保持拉力f=05n,所以"聘=±。7. (2013-山東濰坊)某同學將力傳感器固定在小車上，然后把繩 的一端固定在傳感器的控鉤上，用來測量繩對小車的拉力，探究在小 車及傳感器總質量不

7、變時加速度跟它們所受拉力的關系，根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標系中作出了如圖所示的a-f圖象。傳譬紙貪接逆裝細沙的桶圖象不過坐標原點的原因是;(2)本實驗中是否仍需要細沙和桶的總質量遠小于小車和傳感器(3) 由圖象求出小車和傳感器的總質量為kg o答案未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足否(3)1 解析圖象不過坐標原點，即當fho時，a=0,說明摩擦力平衡不足或未平衡摩擦力o(2)本實驗中能從傳感器上直接準確讀出拉力的大小，不需要細沙 和桶的總質量遠小于小車和傳感器的總質量。(3) 由牛頓第二定律得，ff=ma,即/=£-£圖象的斜率為+=0 6經1砲=1血,所以小車和傳感器的總質量為lkg。

8、8. (2012-南通一模)某實驗小組用如圖甲所示的裝置測量木塊與木板間的動摩擦因數(shù)“，提供的器材有帶定滑輪的長木板，打點計時 器，交流電源，木塊，紙帶，米尺，8個質量均為20g的鉤碼，細線 等。實驗操作過程如下：a. 長木板置于水平桌面上，帶定滑輪的一端伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上并與電源連接，紙帶穿過打點計時器并與木塊 相連，細線一端與木塊相連，另一端跨過定滑輪掛上鉤碼，其余鉤碼 都疊放在木塊上;b. 使木塊靠近打點計時器，接通電源，釋放木塊，打點計時器在紙帶上打下一系列點，記下懸掛鉤碼的個數(shù)皿c. 將木塊上的鉤碼逐個移到懸掛鉤碼端，更換紙帶，重復實驗操作b；d.測出每條紙帶對應木

9、塊運動的加速度仇，實驗數(shù)據(jù)如圖乙所(1)實驗開始時，必須調節(jié)滑輪高度，保證(2)根據(jù)圖乙數(shù)據(jù)，在圖丙中作出a-n圖象；由圖象得到“=(=9.8m/s2),還可求的物理量是(只需填寫物理量名稱)?？诳趎45678a/m-s2）0.501.302.203.003.90圖甲圖乙答案(1)細線與木板表面平行(2)圖象如圖0.31（0.290.33 均對）木塊的質量解析(1)為了保證壓力大小等于木塊與木塊上鉤碼的總重力， 必須使細線與木板表面平行，細線拉力無豎直方向上的分力。(2)用描 點法作出圖象如圖，設木塊質量為加，鉤碼質量為如)，根據(jù)牛頓第二定律得 nfngmg+ (8n)mg =,則 a加 og

10、(l+“) 8/w0+加內均正確。hg,由圖象易知“g=30, “=031,考慮誤差，“的值在0290339. (2012-山東臨沂高三質檢)在用圖示裝置做驗證牛頓第二定 律的實驗中：(1)甲同學在外力f 定的條件下，探究am關系時，所得到的 實驗結果如下表：外力f=0.1n次數(shù)12345質量mg)100140180200240加速度a(m/s2)1.000.670.530.480.4質量的倒數(shù)l/m(kgt)107.145.564.17請你計算完善表中數(shù)據(jù)，并在給出的坐標紙上畫出a-1/m的圖象;由圖象可得到的結論是 (2)乙同學在探究加速度與外力關系的實驗中得到的a-f圖象如下圖,則該圖象中圖象不過原點的原因是:a/(ms_2)次數(shù)12345質量m仗)100140180200240加速度«(m/s2)1.000.670.530.480.4質量的倒數(shù)l/m(kgt)107.145.565.004.17a/(m*s-2)1.00.80.60.40.20在外力