課時(shí)跟蹤檢測（二十一 ） 科學(xué)探究：加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

PAGE第1頁共4頁課時(shí)跟蹤檢測（二十一）科學(xué)探究：加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系1．[多選]利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，以下做法正確的是()A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將重物用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上B．每次改變小車質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力C．平衡摩擦力時(shí)，小車后面的紙帶必須連好，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處于工作狀態(tài)D．若紙帶上的點(diǎn)分布均勻，說明已平衡了摩擦力解析：選BCD因?yàn)樾≤囋谶\(yùn)動時(shí)要受到阻力，紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間也有阻力，將長木板一端墊高一些，利用小車重力沿斜面向下的分力來平衡摩擦力，此時(shí)不能將重物用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上，B、C、D正確，A錯(cuò)誤。2．[多選]如圖是某些同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的圖像，下列說法中正確的是()A．甲、乙和丙同學(xué)較好地把握了實(shí)驗(yàn)條件M遠(yuǎn)大于mB．丙和丁同學(xué)沒有把握好實(shí)驗(yàn)條件M遠(yuǎn)大于mC．甲同學(xué)長木板的傾角太小，而乙同學(xué)長木板的傾角太大D．甲、乙、丙三同學(xué)中，丙較好地完成了平衡摩擦力的操作解析：選ACD因?yàn)閳D像甲、乙和丙中都是直線，說明滿足M≥m的條件，而圖像丁沒有滿足此關(guān)系；圖像丙經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)，說明平衡摩擦力比較到位；甲同學(xué)中當(dāng)力F到達(dá)一定值時(shí)才有加速度，說明沒有平衡摩擦力或者長木板的傾角太小，而乙同學(xué)中當(dāng)F＝0時(shí)就有加速度，說明平衡摩擦力過頭了，長木板的傾角太大；故選項(xiàng)A、C、D正確，B錯(cuò)誤。3．某同學(xué)設(shè)計(jì)了如甲、乙兩圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系。(1)圖________(填“甲”或“乙”)實(shí)驗(yàn)裝置比較好，原因是________________________________________________________________________。(2)該同學(xué)選擇比較理想的實(shí)驗(yàn)裝置后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，打出了一條紙帶如圖丙所示，計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s。從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，該小車的加速度a＝________m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(3)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，當(dāng)小車的質(zhì)量不變時(shí)，小車的加速度與小車所受的合外力滿足________圖的關(guān)系。解析：(1)因?yàn)榧讏D通過拉力傳感器能夠準(zhǔn)確得到小車受到的拉力大小，不需像乙圖那樣要使小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量才能近似認(rèn)為小車受到的拉力等于鉤碼的重力，所以甲實(shí)驗(yàn)裝置較好。(2)根據(jù)公式Δs＝at2求解加速度。由于每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為t＝0.1s，代入數(shù)據(jù)可得加速度a＝0.16m/s2。(3)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，當(dāng)小車的質(zhì)量不變時(shí)，小車的加速度與小車所受的合外力成正比，圖線是過原點(diǎn)的直線，故A正確。答案：(1)甲甲圖通過拉力傳感器能夠準(zhǔn)確得到小車受到的拉力大小(2)0.16(3)A4．如圖甲所示為“用DIS(位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī))研究加速度和力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置：(1)在該實(shí)驗(yàn)中必須采用控制變量法，應(yīng)保持______________________不變，用鉤碼所受的重力作為________________，用DIS測小車的加速度。(2)改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量。在某次實(shí)驗(yàn)中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出a-F關(guān)系圖線(如圖乙所示)。①分析此圖線的OA段可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是________________________________。②此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是()A．小車與軌道之間存在摩擦B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)C．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大D．所用小車的質(zhì)量太大解析：(1)探究加速度與力的關(guān)系時(shí)，采用控制變量法，保持研究對象即小車與發(fā)射器的質(zhì)量不變，實(shí)驗(yàn)中為了便于獲得對小車施加恒定拉力且容易知道其大小，此拉力用鉤碼的重力代替。(2)①實(shí)驗(yàn)得到的a-F關(guān)系圖線OA段為過原點(diǎn)的傾斜直線，表明在小車質(zhì)量一定的情況下，它的加速度與其所受的合力成正比；②實(shí)驗(yàn)中用鉤碼的重力替代小車受到合力的前提是鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，若鉤碼的質(zhì)量與小車的質(zhì)量差不多大，則不能用鉤碼的重力替代小車受到的合力，a-F圖線也不再是過原點(diǎn)的直線。答案：(1)小車與發(fā)射器的質(zhì)量小車受到的合力(2)①質(zhì)量一定時(shí)，加速度與合力成正比②C5.某組同學(xué)設(shè)計(jì)了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，如圖甲為實(shí)驗(yàn)裝置簡圖，A為小車，B為電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，C為裝有細(xì)沙的小桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板。實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對小車的拉力F等于細(xì)沙和小桶的總重力，小車運(yùn)動的加速度a可用紙帶上打出的點(diǎn)求得。(1)某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，測得小車和小車上的砝碼總質(zhì)量為800g，則細(xì)沙和小桶的總質(zhì)量較為合理的是________。A．50g B．500gC．5kg D．50kg(2)如圖乙為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，已知實(shí)驗(yàn)所用電源的頻率為50Hz，根據(jù)紙帶可求得電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)的速度為________m/s，小車的加速度大小為________m/s2。(結(jié)果均保留兩位小數(shù))(3)在“探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系”時(shí)，某同學(xué)按照自己的方案將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都在坐標(biāo)系中進(jìn)行了標(biāo)注，但尚未完成圖像(如圖丙所示)。請繼續(xù)幫助該同學(xué)作出坐標(biāo)系中的圖像。(4)在“探究加速度a與合力F的關(guān)系”時(shí)，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F的圖線如圖丁所示，圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)為了使細(xì)繩對小車的拉力F等于細(xì)沙和小桶的總重力，則需要滿足小車和小車上的砝碼總質(zhì)量遠(yuǎn)大于細(xì)沙和小桶的總質(zhì)量，若小車和小車上的砝碼總質(zhì)量為800g，則細(xì)沙和小桶的總質(zhì)量較為合理的是50g，選項(xiàng)A正確，B、C、D錯(cuò)誤。(2)AC段位移的平均速度等于AC段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，即B點(diǎn)的瞬時(shí)速度，故vB＝eq\f(xAB＋xBC,4T)＝1.63m/s。由Δx＝aT2可得，小車的加速度，a＝eq\f(xCD＋xDE－xAB＋xBC,4×2T2)＝1.72m/s2。(3)由坐標(biāo)系