高中物理 第5章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 第2節(jié) 科學(xué)探究 加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系習(xí)題(含解析)魯科版必修第一

7ord根根底鞏固1.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系〞的實(shí)驗(yàn)中,采用如下列圖的裝置。A.在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí),應(yīng)改變拉力的大小B.在探究加速度與外力的關(guān)系時(shí),應(yīng)該改變小車的質(zhì)量D.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0.10①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)圖上作出a-F圖像。2/7 ord ②圖線不過原點(diǎn)的原因可能是。解析(1)實(shí)驗(yàn)采用了控制變量法,即先保證物體質(zhì)量不變,研究加速度與合力的關(guān)系;再保證物體受力不變,研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系。質(zhì)量遠(yuǎn)大于托盤與砝碼的總質(zhì)量,托盤與砝碼受到的總重力才約等于小車受到的合力,D對(duì)。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)小車所受的摩擦力沒有完全平衡掉。答案(1)A(2)CD(3)①圖見解析②未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠(4)小車受到的阻力為0.1N2.如下列圖是某同學(xué)探究小車加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置,他將光電門固定在水平軌道上的B點(diǎn),(1)假設(shè)遮光條的寬度d=4.7mm,實(shí)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3/7 ord 加速度與力的關(guān)系,處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出圖像。C.-mD.-m(3)有一位同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測量作出的圖線如下列圖,試分析:①圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是;;②圖線上部彎曲的原因是。解析(1)小車經(jīng)過光電門時(shí)的速度v=。m車的質(zhì)量的關(guān)系。答案(1)(2)D(3)①?zèng)]有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠②未滿足重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量能力能力提升1.如圖甲所示是“研究小車加速度與力關(guān)系〞的實(shí)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,改變桶中沙的質(zhì)量屢次實(shí)驗(yàn)。完成如下問題:甲4/7 ord A.測量沙和沙桶的總質(zhì)量B.保持細(xì)線與長木板平行C.保持小車的質(zhì)量不變D.滿足沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量驗(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(3)實(shí)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)的原因是。解析(1)繩子的拉力可以通過拉力傳感器測出,不需要用天平測出沙和沙桶的質(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,需要平衡摩擦力,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)整長木板上滑輪的高度使細(xì)線與長木板平行,所以B選項(xiàng)是正確的;本實(shí)驗(yàn)采用的是控制變量法,要研究小車加速度與力的關(guān)系,必須保持小車的質(zhì)量不變,所以C選項(xiàng)是正確的;實(shí)驗(yàn)中拉力通過拉力傳感器測出,(2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz,如此紙帶上相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T=5×0.02s=0.1s。由圖乙知s=3.40cm,s=(8.32-3.40)cm=4.92cm,s=(14.73-8.32)cm=6.41cm,123s=(22.56-14.73)cm=7.83cm。45/7 ord 中,平衡摩擦力時(shí)斜面傾角過大。2.某物理課外小組利用圖甲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,置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的長木板水平放置,其右端固定一輕滑輪:輕繩跨過滑輪,一端與放在木板上的小滑車相連,另一端可懸掛鉤碼。本實(shí)驗(yàn)中可用的鉤碼共有N=5個(gè),每個(gè)質(zhì)量均為0.010kg。實(shí)驗(yàn)步驟如下:甲1)將5個(gè)鉤碼全部放入小車中,在長木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物塊,使小車(和鉤碼)可以在木并使輕繩與木板平行。釋放小車,同時(shí)用傳感器記錄小車在時(shí)刻t相對(duì)于其起始位置的位移s,繪制nn12345ams.580.781.006/7ord乙an像可以看出:當(dāng)物體質(zhì)量一定時(shí),物體的加速度與其所受的合外力成正比。丙(6)假設(shè)以“保持木板水平〞來代替步驟(1),如下說法正確的答案是(填入正確選項(xiàng)前的標(biāo)號(hào))Ban但該直線不過