人教版高中物理必修第一冊第四章運動和力的關系2實驗：探究加速度與力、質量的關系練習含答案

2.實驗:探究加速度與力、質量的關系課后訓練鞏固提升基礎鞏固1.(多選)下圖是某同學探究加速度與力、質量的關系時已接通電源正要釋放小車時的情況,對該同學操作的評價,下列說法正確的是()A.應使用約為8V的交變電源B.打點計時器應固定于長木板沒有滑輪的一端,且小車緊靠打點計時器停放C.應調節(jié)滑輪的高度使細線與長木板平行D.應調節(jié)長木板的傾角以平衡小車受到的阻力答案:BCD解析:打點計時器的工作電源是交變電源,若為電磁打點計時器,則應使用約為8V的交變電源,若為電火花計時器,則應使用220V的交變電源,題中未說明打點計時器的種類,故選項A錯誤;打點計時器應固定在長木板沒有滑輪的一端,且小車應緊靠打點計時器停放,這樣可充分利用紙帶,打上更多的點以便采集更多的數據,選項B正確;滑輪位置偏低,應通過調節(jié)滑輪的高度以確保細線與長木板平行,從而保證小車所受的合力等于細線的拉力,選項C正確;應將長木板沒有滑輪的一端適當墊高以平衡小車受到的阻力,選項D正確。2.(多選)某同學根據實驗數據畫出的圖像如圖所示,下列說法正確的是()A.形成圖甲的原因是平衡小車受到的阻力時長木板傾角過大B.形成圖乙的原因是平衡小車受到的阻力時長木板傾角過小C.形成圖丙的原因是平衡小車受到的阻力時長木板傾角過大D.形成圖丁的原因是平衡小車受到的阻力時長木板傾角過小答案:AD解析:a-F圖像縱軸有截距說明力F為零時加速度不為零,此時傾角過大,A正確;橫軸有截距說明施加力F不大時加速度仍為零,說明傾角太小,平衡小車受到的阻力不足,C錯誤;a-1m圖像縱軸有截距說明傾角太大,平衡小車受到的阻力過大,B錯誤;橫軸有截距,說明平衡小車受到的阻力不足,傾角太小,故D3.一同學在探究加速度與力、質量的關系的實驗中保持拉力不變,得到了物體加速度與物體質量變化的一組數據(見下表)。實驗次數物體質量m/kg質量的倒數1m/kg-加速度a/(m·s-2)10.205.00.2920.254.00.2530.303.30.2240.352.90.1850.402.50.16(1)請你在如圖所示的方格紙中建立合適的坐標,并畫出能直觀地反映加速度與質量關系的圖像。(2)由圖像可知F一定時,a與m成關系。

答案:(1)如圖所示(2)反比解析:(1)由數據猜測a與1m成正比關系,以a為縱坐標、1m為橫坐標建立坐標系(2)由圖可知a-1m圖像為過原點的直線,故F一定時,a與1m成正比,即a與能力提升1.在探究加速度與力、質量的關系的實驗中,采用如圖甲所示的裝置。(1)本實驗應用的實驗方法是。

A.控制變量法B.假設法C.理想實驗法(2)下列說法正確的是。

A.在探究加速度與質量的關系時,應改變小車所受拉力的大小B.在探究加速度與外力的關系時,應改變小車的質量C.在探究加速度a與質量m的關系時,作出a-1mD.無論在什么條件下,細線對小車的拉力大小總等于砝碼盤和砝碼的總重力大小(3)在探究加速度與力的關系時,若取車的質量m車=0.5kg,改變砝碼質量m的值,進行多次實驗,以下m的取值最不合適的一個是。

A.m1=4g B.m2=10gC.m3=40g D.m4=500g(4)在平衡小車受到的阻力的過程中,打出了一條紙帶,如圖乙所示。打點計時器打點的時間間隔為0.02s。從比較清晰的點起,每5個點取一個計數點,量出相鄰計數點之間的距離,根據圖中給出的數據求出該小車的加速度a=m/s2(結果保留兩位有效數字)。

(5)下圖為某同學在探究加速度a與力F的關系時,根據測量數據作出的a-F圖像,說明實驗存在的問題是。

答案:(1)A(2)C(3)D(4)0.16(5)平衡小車受到的阻力不足或未平衡小車受到的阻力解析:(1)該實驗是探究加速度與力、質量的關系,研究三者關系必須先使某一個量不變,研究另兩個量之間的關系,即運用控制變量法,故選A。(2)在探究加速度與質量的關系時,應保持小車所受拉力的大小不變,改變小車的質量,A錯誤;在探究加速度與外力的關系時,應保持小車的質量不變,改變小車所受拉力的大小,B錯誤;在探究加速度a與質量m的關系時,作出的a-1m圖像是直線,容易更直觀地判斷出二者間的關系,C正確;當不滿足m?m車的條件時,細線對小車的拉力大小就不能近似等于砝碼盤和砝碼的總重力大小,D(3)實驗時要求小車質量m車要遠遠大于砝碼盤和砝碼的質量m,D中m車與m相等,所以D最不合適。(4)根據Δx=aT2得,a=Δx(3.83-3.52)×10(5)圖中圖像與橫軸的截距大于0,說明在拉力大于0時,加速度等于0,說明物體所受拉力之外的其他力的合力大于0,即沒有平衡小車受到的阻力或平衡小車受到的阻力不足。2.某同學做加速度與物體質量關系的實驗,所用裝置圖如圖所示。實驗中他保持砝碼盤和盤中砝碼的總質量m一定,保證小車質量遠大于m。(1)在該實驗中,打點計時器所用交變電源的頻率為50Hz。某次實驗中得到的一條紙帶如下圖所示,從比較清晰的某點起,取五個計數點,分別標明0、1、2、3、4。量得s1=5.25cm,s2=6.10cm,s3=6.95cm,s4=7.85cm,則打點“3”時小車的瞬時速度大小為m/s,用逐差法求得小車的加速度大小為m/s2。(結果均保留三位有效數字)

(2)以下是其部分操作步驟,其中正確的是(多選)。

A.平衡小車受到的阻力時,應將砝碼盤及盤中的砝碼用細繩通過定滑輪系在小車上B.釋放小車時,小車的位置應靠近打點計時器C.實驗時,先接通打點計時器的電源,再放開小車D.用天平測出m以及小車質量m車,小車運動的加速度可直接用公式a=mgm(3)改變小車的質量m車,測出多組數據,根據數據作出加速度的倒數1a與小車質量m車關系的1a-m車圖像如圖所示。圖像的延長線沒有過原點的原因是答案:(1)0.7400.863(2)BC(3)沒有平衡小車受到的阻力或平衡小車受到的阻力時傾角不夠解析:(1)由于每相鄰兩個計數點間還有4個點,所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.1s,根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度,可以求出打紙帶上3點時小車的瞬時速度大小v3=s3+s42T=根據勻變速直線運動的推論公式Δx=aT2可以求出加速度的大小,即小車運動的加速度a=x=(0.078=0.863m/s2。(2)平衡小車受到的阻力時,不掛砝碼盤及盤中的砝碼,只讓小車拖著紙帶在木板上勻速運動,選項A錯誤;釋放小車時,小車的位置應靠近打點計時器,以充分利用紙帶,選項