新教材2024-2025學(xué)年高中物理第5章牛頓運動定律第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

第2節(jié)科學(xué)探究:加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系A(chǔ)級必備學(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,應(yīng)變更拉力的大小B.在探究加速度與拉力的關(guān)系時,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,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)量遠大于托盤和砝碼的總質(zhì)量時,才能近似認為細線對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圖線不過原點的緣由可能是

。

(3)圖線(或延長線)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)系的試驗裝置如圖甲所示,他將光電門固定在水平軌道上的B點,用不同重物通過細線拉同一小車,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,試驗時將小車從圖示位置由靜止釋放,由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門的時間Δt,則小車經(jīng)過光電門時的速度v=。(用字母表示)

(2)測出多組重物的質(zhì)量m和對應(yīng)遮光條通過光電門的時間Δt,通過描點作出線性圖像,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)通過試驗測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級關(guān)鍵實力提升練3.“探討小車加速度與力關(guān)系”的試驗裝置如圖甲所示。木板置于水平桌面上,一端系有沙桶的細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。完成下列問題:甲(1)試驗中須要。

A.測量沙和沙桶的總質(zhì)量B.保持細線與長木板平行C.保持小車的質(zhì)量不變D.滿意沙和沙桶的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量(2)試驗中得到一條紙帶,相鄰計數(shù)點間有四個點未標(biāo)出,各計數(shù)點到A點的距離如圖乙所示。電源的頻率為50Hz,則打B點時小車速度大小為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裝置,探究滑塊質(zhì)量肯定時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是兩個光電門,光電門與數(shù)字毫秒計相連。試驗器材還有輕質(zhì)細繩、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。試驗步驟如下:(1)試驗起先之前測量并記錄: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,輕輕推動一下,讓滑塊在氣墊導(dǎo)軌上運動起來,若遮光片經(jīng)過光電門A和B的遮光時間,即可判定氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)調(diào)整到水平。

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

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,保持F不變,變更m大小;探究a與F關(guān)系時,保持m不變,變更F大小,A、B錯誤。a-1m關(guān)系圖像為過原點的直線,作出這個圖像簡單證明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,小車沒有動,說明此時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,小車起先運動,說明此時小車受到的阻力為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)圖線上部彎曲是因為隨著m的增大,不能滿意重物質(zhì)量遠小于小車的質(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出,不須要用天平測出沙和沙桶的質(zhì)量,故A錯誤;為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力,須要調(diào)整長木板上滑輪的高度使細線與長木板平行,故B正確;本試驗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;試驗中拉力通過拉力傳感器測出,不須要滿意沙和沙桶的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量,故D錯誤。(2)已知打點計時器電源頻率為50Hz,則紙帶上相鄰計數(shù)點間的時間間隔T=5×0.02s=0.1sB點對應(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