人教版高考物理一轮总复习课后习题 第3单元 牛顿运动定律 实验练4探究加速度与物体受力、物体质量的关系.docVIP

第PAGE6页共NUMPAGES8页

实验练4探究加速度与物体受力、物体质量的关系

1.(浙江精诚联盟高三模拟)用如图甲所示的实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验:

甲

(1)下面列出了一些实验器材:电磁打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码、砂和砂桶。除以上器材外,还需要的实验器材有。?

A.天平

B.秒表

C.刻度尺(最小刻度为1mm)

D.低压交流电源

(2)此实验中需要满足一些条件,下列做法正确的是。?

A.小车放在长木板上,反复调节长木板的倾斜程度,直至轻推小车使其在不受绳的拉力下沿长木板做匀速运动

B.小车放在长木板上,后面固定一条纸带,纸带穿过打点计时器。反复调节长木板的倾斜程度,直至轻推小车使其在不受绳的拉力下沿长木板做匀速运动

C.实验中,不需要满足砂和砂桶的总质量m与小车和车上砝码的总质量m之间m?m的条件

D.实验中,为了保证砂和砂桶所受的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力,砂和砂桶的总质量m与小车和车上砝码的总质量m之间应满足的条件是m?m

(3)某次实验得到的纸带如图乙所示,交变电流的频率为50Hz,在相邻两计数点间都有四个打点未画出,用刻度尺测得:,,,,,。

乙

①打下“3”点时小车的瞬时速度大小v3=m/s。?

②小车的加速度大小a=m/s2。(计算结果均保留2位有效数字)?

(4)另一小组在研究“小车质量一定时,加速度与力的关系”实验时,用改变砂的质量的办法来改变对小车的作用力F,然后根据测得的数据作出a-F图像,如图丙所示。发现图像既不过原点,末端又发生了弯曲,可能的原因是。?

丙

A.没有平衡摩擦力,且小车质量较大

B.平衡摩擦力时,木板的倾斜角度过大,且砂和砂桶的质量较大

C.平衡摩擦力时,木板的倾斜角度过小,且砂和砂桶的质量较大

D.平衡摩擦力时,木板的倾斜角度过小,且小车质量较大

2.实验小组做“探究在质量不变的情况下物体的加速度与所受合外力关系”的实验。实验装置示意图如图甲所示。

甲

(1)该实验中(选填“需要”或“不需要”)保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量m。?

(2)实验中选择的一条合适的纸带如图乙所示(纸带上相邻的两个计数点之间还有4个计时点没有画出),相关的测量数据已标在纸带上,已知打点计时器的打点频率为50Hz,则小车的加速度a=m/s2(结果保留两位有效数字)。?

乙

(3)保持小车的质量不变,改变砂桶中砂的质量,记录多组传感器的读数F和对应纸带的加速度a的数值,并根据这些数据,绘制出如图丙所示的a-F图像,分析此图像不过原点的原因可能是,实验所用小车的质量为m=kg(结果保留两位有效数字)。?

丙

(4)小组同学又利用“验证牛顿第二定律”的实验器材测量滑块和长木板之间的动摩擦因数。如图丁所示,带滑轮的长木板水平放置,力传感器在墙上,轻绳分别跨过固定在滑块和长木板上的滑轮,与力传感器和砂桶连接。在砂桶重力作用下滑块沿长木板做匀加速直线运动,滑块右侧纸带通过打点计时器打出一系列点迹,轻绳拉力可由力传感器直接读出。轻绳与长木板平行,且不计轻绳与各滑轮之间的摩擦。若力传感器示数为F,滑块的质量为m,重力加速度为g,用a表示滑块的加速度,则滑块与桌面之间的摩擦因数表达式为μ=。?

丁

3.(浙江金华统考三模)物理小组准备选用以下四种方案来完成“探究加速度与合外力的关系”的实验,绳子和滑轮均为轻质,请回答下列问题:

甲

乙

丙

丁

(1)四种方案中,需要平衡摩擦力的方案是。?

(2)四种方案中,需要满足重物或钩码质量远小于小车的质量的方案是。?

(3)某一小组同学用图乙的装置进行实验,得到如图戊所示的一条纸带(相邻两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时器使用的是频率为50Hz的交变电流。根据纸带可求出小车在E点的瞬时速度为m/s,加速度为m/s2。(计算结果保留三位有效数字)?

戊

(4)另一组学生用图乙的装置测量小车的质量m,及小车与木板的动摩擦因数μ,通过增减悬挂钩码的数目进行多次实验,通过分析纸带求出相应实验时小车的加速度,得到多组力传感器示数F和小车加速度a的数据,作出如图己所示的a-F图像。由图像可求得小车的质量m=kg,小车与长木板间的动摩擦因数μ=。(计算结果保留两位有效数字)?

己

参考答案

实验练4探究加速度与物体受力、物体质量的关系

1.答案(1)ACD(2)BD(3)0.160.40(4)C

解析(1)实验中,将砂和砂桶所受的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力,因此需要测量砂、砂桶和小车的质量,需要用到天平,A正确;打点计时器自身就