新教材高中物理第5章牛頓運(yùn)動(dòng)定律2科學(xué)探究：加速度與力質(zhì)量的關(guān)系課堂檢測(cè)含解析魯科版必修第一冊(cè)

科學(xué)探究：加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系1.(1)某同學(xué)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系〞的實(shí)驗(yàn)中打出了一條紙帶如圖1所示。計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s。從比擬清晰的點(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。那么小車在計(jì)數(shù)點(diǎn)1的速度v1=_____________m/s,該小車的加速度a=____________m/s2。(結(jié)果保存三位有效數(shù)字)

(2)如圖2為該同學(xué)使用的裝置,為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,該同學(xué)進(jìn)行了平衡摩擦力的操作:取下重物,把小車不帶滑輪的一端墊高,_______________(選填“釋放〞或“輕推〞)小車,不斷調(diào)整木板的傾角,直到小車能在木板上做_______________運(yùn)動(dòng)為止?！窘馕觥?1)由于每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間T=0.1s,設(shè)0到1之間的距離為x1,以后各段分別為x2、x3、x4、x5、x6,根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求解小車在計(jì)數(shù)點(diǎn)1的速度,得:v1==m/s=0.360m/s,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式Δx=aT2,用逐差法可以求出加速度的大小:a==1.58m/s2(2)平衡摩擦力時(shí)輕推小車,假設(shè)小車能夠做勻速直線運(yùn)動(dòng),那么摩擦力得到平衡。取下重物,把小車不帶滑輪的一端墊高,輕推小車,不斷調(diào)整木板的傾角,直到小車能在木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)為止。答案:(1)0.3601.58(2)輕推勻速直線2.某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)儀器,其電源頻率為50Hz,常用的電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,使用的都是____________(選填“直流電〞或“交流電〞)。(2)(多項(xiàng)選擇)以下說法中正確的選項(xiàng)是____________。A.圖甲中細(xì)線應(yīng)保持與木板外表平行B.每次改變小車質(zhì)量后都需要重新平衡摩擦力C.用盤和重物的總重力作為細(xì)線的拉力,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生誤差D.為消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,可以把木板的左端適當(dāng)墊高(3)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中,打出的一條紙帶如圖乙所示,他選擇了幾個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)A、B、C、D、E作為計(jì)數(shù)點(diǎn),且相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒有標(biāo)出,其中x1=7.06cm、x2=7.68cm、x3=8.30cm、x4=8.92cm,那么打B點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小是________m/s;【解析】(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電。(2)細(xì)線必須與板面平行,否那么小車受力情況復(fù)雜,應(yīng)選項(xiàng)A正確;實(shí)驗(yàn)過程中,只需平衡一次摩擦力,改變小車質(zhì)量時(shí),不必重新平衡摩擦力,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;設(shè)盤和重物的質(zhì)量為m,小車的質(zhì)量為M,只有當(dāng)m?M時(shí),細(xì)線的拉力T≈mg,實(shí)際情況T略小于mg,所以mg代替拉力是有誤差的,應(yīng)選項(xiàng)C正確;只能減小摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,但不能消除,應(yīng)選項(xiàng)D錯(cuò)誤。(3)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和逐差相等來求小車的瞬時(shí)速度和加速度,因?yàn)橄噜弮蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫出,所以相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間為T=0.1s,vB===m/s=0.74m/s,a==m/s2=0.62m/s答案:(1)交流電(2)A、C(3)0.740.623.如圖甲所示是研究小車加速度與力的關(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)繩通過滑輪與固定的拉力傳感器相連,拉力傳感器可顯示所受的拉力大小F,改變沙桶中沙的質(zhì)量并屢次實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)答復(fù)以下問題:(1)如圖乙所示為實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出,所接電源的頻率為50Hz,那么打B點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為____________m/s,小車的加速度大小為_______________m/s2。(結(jié)果保存三位有效數(shù)字)

(2)實(shí)驗(yàn)中描繪出a-F圖像如圖丙所示,圖像不過原點(diǎn)的原因是____________________________________?！窘馕觥?1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz,那么紙帶上相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為:T=5×0.02s=0.1s。B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度為:vB==m/s=0.416m/s;根據(jù)Δx=aT2可得,小車運(yùn)動(dòng)的加速度為:a==m/s2=1.48m/s2(2)由圖像可知,a-F圖像在a軸上有截距,這是由于平衡摩擦力過度,即在實(shí)際操作中,平衡摩擦力時(shí)木板傾角過大,平衡摩擦力過度。答案:(1)0.4161.48(2)平衡摩擦力過度【加固訓(xùn)練】某同學(xué)用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“探究加速度與力的關(guān)系〞的實(shí)驗(yàn),方法如下:在水平軌道的B點(diǎn)固定一個(gè)光電門,A點(diǎn)有一個(gè)小車,小車上有一個(gè)寬度為d的遮光條,用重物通過細(xì)線拉小車,小車在A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)。(1)假設(shè)A、B之間的距離為L(zhǎng),遮光條通過光電門的時(shí)間為t,那么小車的加速度a=____________。(2)本實(shí)驗(yàn)中,他根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),畫出了圖2所示的圖像,圖線不過原點(diǎn)的原因是他在實(shí)驗(yàn)中漏掉了一個(gè)重要的步驟是_________。(3)完善實(shí)驗(yàn)步驟后,甲、乙兩個(gè)同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn),為方便比照,兩個(gè)同學(xué)畫圖時(shí)橫、縱坐標(biāo)的標(biāo)度都是一樣的,各自得到了a-F圖像如圖3所示,圖像的斜率不同說明兩位同學(xué)使用的器材中____________是不同的,且大小關(guān)系是____________?！窘馕觥?1)小車到達(dá)B點(diǎn)的瞬時(shí)速度vB=再由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,那么有=2aL解得:a=。(2)根據(jù)圖像可知,圖線不過原點(diǎn),說明開始施加的力沒