課時跟蹤檢測（二十一 ） 科學探究：加速度與力、質(zhì)量的關系

PAGE第1頁共4頁課時跟蹤檢測（二十一）科學探究：加速度與力、質(zhì)量的關系1．[多選]利用打點計時器探究加速度與力、質(zhì)量的關系的實驗中，以下做法正確的是()A．平衡摩擦力時，應將重物用細繩通過定滑輪系在小車上B．每次改變小車質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力C．平衡摩擦力時，小車后面的紙帶必須連好，打點計時器處于工作狀態(tài)D．若紙帶上的點分布均勻，說明已平衡了摩擦力解析：選BCD因為小車在運動時要受到阻力，紙帶與打點計時器間也有阻力，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，此時不能將重物用細繩通過定滑輪系在小車上，B、C、D正確，A錯誤。2．[多選]如圖是某些同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的圖像，下列說法中正確的是()A．甲、乙和丙同學較好地把握了實驗條件M遠大于mB．丙和丁同學沒有把握好實驗條件M遠大于mC．甲同學長木板的傾角太小，而乙同學長木板的傾角太大D．甲、乙、丙三同學中，丙較好地完成了平衡摩擦力的操作解析：選ACD因為圖像甲、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系；圖像丙經(jīng)過坐標原點，說明平衡摩擦力比較到位；甲同學中當力F到達一定值時才有加速度，說明沒有平衡摩擦力或者長木板的傾角太小，而乙同學中當F＝0時就有加速度，說明平衡摩擦力過頭了，長木板的傾角太大；故選項A、C、D正確，B錯誤。3．某同學設計了如甲、乙兩圖所示的實驗裝置來探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關系。(1)圖________(填“甲”或“乙”)實驗裝置比較好，原因是________________________________________________________________________。(2)該同學選擇比較理想的實驗裝置后進行實驗，打出了一條紙帶如圖丙所示，計時器打點的時間間隔為0.02s。從比較清晰的點起，每5個點取一個計數(shù)點，量出相鄰計數(shù)點之間的距離，該小車的加速度a＝________m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(3)在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，當小車的質(zhì)量不變時，小車的加速度與小車所受的合外力滿足________圖的關系。解析：(1)因為甲圖通過拉力傳感器能夠準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)量遠大于鉤碼的質(zhì)量才能近似認為小車受到的拉力等于鉤碼的重力，所以甲實驗裝置較好。(2)根據(jù)公式Δs＝at2求解加速度。由于每5個點取一個計數(shù)點，則相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為t＝0.1s，代入數(shù)據(jù)可得加速度a＝0.16m/s2。(3)在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，當小車的質(zhì)量不變時，小車的加速度與小車所受的合外力成正比，圖線是過原點的直線，故A正確。答案：(1)甲甲圖通過拉力傳感器能夠準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、計算機)研究加速度和力的關系”的實驗裝置：(1)在該實驗中必須采用控制變量法，應保持______________________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，多次重復測量。在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出a-F關系圖線(如圖乙所示)。①分析此圖線的OA段可得出的實驗結(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系時，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，實驗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實驗得到的a-F關系圖線OA段為過原點的傾斜直線，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實驗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，加速度與合力成正比②C5.某組同學設計了“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”實驗，如圖甲為實驗裝置簡圖，A為小車，B為電火花打點計時器，C為裝有細沙的小桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板。實驗中認為細繩對小車的拉力F等于細沙和小桶的總重力，小車運動的加速度a可用紙帶上打出的點求得。(1)某次實驗時，測得小車和小車上的砝碼總質(zhì)量為800g，則細沙和小桶的總質(zhì)量較為合理的是________。A．50g B．500gC．5kg D．50kg(2)如圖乙為某次實驗得到的紙帶，已知實驗所用電源的頻率為50Hz，根據(jù)紙帶可求得電火花打點計時器打B點時的速度為________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的關系”時，某同學按照自己的方案將實驗數(shù)據(jù)都在坐標系中進行了標注，但尚未完成圖像(如圖丙所示)。請繼續(xù)幫助該同學作出坐標系中的圖像。(4)在“探究加速度a與合力F的關系”時，該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F的圖線如圖丁所示，圖線不通過坐標原點的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)為了使細繩對小車的拉力F等于細沙和小桶的總重力，則需要滿足小車和小車上的砝碼總質(zhì)量遠大于細沙和小桶的總質(zhì)量，若小車和小車上的砝碼總質(zhì)量為800g，則細沙和小桶的總質(zhì)量較為合理的是50g，選項A正確，B、C、D錯誤。(2)AC段位移的平均速度等于AC段時間中間時刻的瞬時速度，即B點的瞬時速度，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)由坐標系