新教材2024-2025學(xué)年高中物理第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)系分層作業(yè)魯科版必修第一冊(cè)

第2節(jié)科學(xué)探究:加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系A(chǔ)級(jí)必備學(xué)問基礎(chǔ)練1.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的試驗(yàn)中,采納如圖甲所示的裝置。甲(1)下列說法正確的是。

A.在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí),應(yīng)變更拉力的大小B.在探究加速度與拉力的關(guān)系時(shí),應(yīng)當(dāng)變更小車的質(zhì)量C.在探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時(shí),為了直觀推斷二者間的關(guān)系,應(yīng)作出a-1mD.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(2)某同學(xué)測(cè)得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)見下表。(小車質(zhì)量保持不變)F/N0.200.300.400.500.60a/(m·s-2)0.100.200.280.400.50①依據(jù)表中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)圖上作出a-F圖像。乙②圖線不過原點(diǎn)的緣由可能是

。

(3)圖線(或延長(zhǎng)線)與F軸截距的物理意義是

。

2.某同學(xué)探究小車加速度與力的關(guān)系的試驗(yàn)裝置如圖甲所示,他將光電門固定在水平軌道上的B點(diǎn),用不同重物通過細(xì)線拉同一小車,每次小車都從同一位置A由靜止釋放。甲(1)若遮光條的寬度d=4.7mm,試驗(yàn)時(shí)將小車從圖示位置由靜止釋放,由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門的時(shí)間Δt,則小車經(jīng)過光電門時(shí)的速度v=。(用字母表示)

(2)測(cè)出多組重物的質(zhì)量m和對(duì)應(yīng)遮光條通過光電門的時(shí)間Δt,通過描點(diǎn)作出線性圖像,探討小車加速度與力的關(guān)系,處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出圖像。

A.Δt-m B.Δt2-mC.1Δt-m D.1(3)有一位同學(xué)通過試驗(yàn)測(cè)量作出的圖線如圖乙所示,試分析:乙圖線上部彎曲的緣由是

。

B級(jí)關(guān)鍵實(shí)力提升練3.“探討小車加速度與力關(guān)系”的試驗(yàn)裝置如圖甲所示。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,變更桶中沙的質(zhì)量多次試驗(yàn)。完成下列問題:甲(1)試驗(yàn)中須要。

A.測(cè)量沙和沙桶的總質(zhì)量B.保持細(xì)線與長(zhǎng)木板平行C.保持小車的質(zhì)量不變D.滿意沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量(2)試驗(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。電源的頻率為50Hz,則打B點(diǎn)時(shí)小車速度大小為m/s,小車的加速度大小為m/s2。

4.(2024安徽池州模擬改編)利用如圖所示的試驗(yàn)裝置,探究滑塊質(zhì)量肯定時(shí)加速度與合外力之間的關(guān)系。氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上,導(dǎo)軌上放有滑塊,滑塊上有遮光片。圖中A、B是兩個(gè)光電門,光電門與數(shù)字毫秒計(jì)相連。試驗(yàn)器材還有輕質(zhì)細(xì)繩、質(zhì)量可變更的重物等,遮光片的寬度d=4.20mm;重力加速度的大小為g。試驗(yàn)步驟如下:(1)試驗(yàn)起先之前測(cè)量并記錄:①滑塊與遮光片的總質(zhì)量M、重物的質(zhì)量m;②光電門A、B之間的距離L。(2)把氣墊導(dǎo)軌調(diào)整到水平,打開氣泵電源,氣泵正常工作,調(diào)整氣墊導(dǎo)軌墊腳螺絲。放上滑塊,輕輕推動(dòng)一下,讓滑塊在氣墊導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)起來,若遮光片經(jīng)過光電門A和B的遮光時(shí)間,即可判定氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)調(diào)整到水平。

(3)細(xì)繩跨過定滑輪一端與滑塊相連,一端與重物相連,調(diào)整細(xì)繩與導(dǎo)軌平行。輕輕放手后,滑塊在細(xì)繩拉力作用下運(yùn)動(dòng)起來。記錄下遮光片經(jīng)過A、B兩個(gè)光電門的時(shí)間分別為tA和tB。經(jīng)過光電門A時(shí)滑塊的速度為,滑塊的加速度為。(用題目中物理量的符號(hào)表示)

第2節(jié)科學(xué)探究:加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系1.解析(1)探究a與m關(guān)系時(shí),保持F不變,變更m大小;探究a與F關(guān)系時(shí),保持m不變,變更F大小,A、B錯(cuò)誤。a-1m關(guān)系圖像為過原點(diǎn)的直線,作出這個(gè)圖像簡(jiǎn)單證明a與m(2)①作出的a-F圖像如圖所示。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。(3)由a-F圖像可知,當(dāng)力F=0.1N時(shí),小車起先運(yùn)動(dòng),說明此時(shí)小車受到的阻力為0.1N。答案(1)CD(2)①圖見解析圖②未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠(3)小車受到的阻力為0.1N2.解析(1)小車經(jīng)過光電門時(shí)的速度v=dΔ(2)由mg=Ma,v2=2aL,v=dΔt,可得1(3)圖線上部彎曲是因?yàn)殡S著m的增大,不能滿意重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量的關(guān)系。答案(1)dΔt(2)D3.解析(1)繩子的拉力可以通過拉力傳感器測(cè)出,不須要用天平測(cè)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,須要調(diào)整長(zhǎng)木板上滑輪的高度使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行,故B正確;本試驗(yàn)采納的是限制變量法,要探討小車加速度與力的關(guān)系,必需保持小車的質(zhì)量不變,故C正確;試驗(yàn)中拉力通過拉力傳感器測(cè)出,不須要滿意沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,故D錯(cuò)誤。(2)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz,則紙帶上相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=5×0.02s=0.1sB點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度vB=sAC2T=8由圖乙知s1=3.40cm,s2=(8.32-3.40)cm=4.92cm,s3=(14.73-8.32)cm=6.41cms4=(22.56-14.73)cm=7.83cm所以小車加速度a=(s3+s