2017高考物理总复习强化作业13实验四-探究加速度与力、质量的关系含解析精品.pdf
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1、课时强化作业十三实验四探究加速度与力、质量的 关系 1(2016 届邯郸大名月考)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,下列做法中 正确的是 () A实验时,先接通打点计时器电源,再放开小车 B平衡摩擦力时,应将装砝码的砝码盘用细绳通过定滑轮系在小车上 C改变小车的质量再次进行实验时,需要重新平衡摩擦力 D小车运动的加速度可由牛顿第二定律直接求出 解析:涉及打点计时器的实验,要先接通打点计时器的电源,再释放小车, A 选项正确; 平衡摩擦力时, 应将绳从小车上拿去,轻轻推动小车,使小车沿木板运动,通过打点计时器 打出来的纸带判断小车是否匀速运动,B 选项错误;实验过程中,只需要平衡一次摩擦
2、力, 改变小车的质量时,不需要重新平衡,C 选项错误;小车运动的加速度通过纸带求得,不能 用牛顿第二定律直接求出,D 选项错误 答案: A 2(2016 届天水市秦安县月考)某同学用图1 所示的实验装置验证牛顿第二定律: (1)通过实验得到如图2 所示的 a-F 图象,造成这一结果的原因是:在平衡摩擦力时木 板与水平桌面的倾角_(填“偏大”或“偏小”). (2)该同学在平衡摩擦力后进行实验,为了便于探究、减小误差,应使小车质量M 与砝 码和盘的总质量m 满足 _的条件 (3)该同学得到如图3 所示的纸带已知打点计时器电源频率为50 Hz.A、B、C、D、E、 F、G 是纸带上7 个计数点,两计
3、数点之间还有四个点未画出 由此可算出小车的加速度a_m/s2(保留 2 位有效数字 ). 解析: (1)分析图 2 可知,当拉力F 等于零时,小车已经产生了加速度,说明平衡摩擦 力过度,即在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角偏大 (2)根据牛顿第二定律求出绳子拉力与砝码和盘的总重力的关系,可以判断满足什么条 件时砝码和盘的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力 以小车和砝码为研究对象,由牛顿第二定律得,mg(mM)a,研究小车可得, F Ma, 联立解得, F mg 1 m M ,当 M? m, 即砝码和盘的总质量远小于小车和小车上砝码的总质量时, 砝码和盘的总重力在数值上近似等于小车运动
4、时受到的拉力 (3)两计数点之间还有四个点未画出,所以时间间隔为T0.1 s,根据匀变速直线运动的 规律 xaT 2可以求出加速度的大小, as DGsAD 9T 2 ,代入数据解得,a0.20 m/s 2. 答案: (1)偏大(2)M? m(3)0.20 3(2016 届广东省四校联考)图 1 为验证牛顿第二定律的实验装置示意图图中打点计 时器的电源为50 Hz 的交流电源,打点的时间间隔用 t 表示在小车质量未知的情况下, 某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关 系” . (1)完成下列实验步骤中的填空: 平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板
5、右端的高度,用手轻拨小车,直 到打点计时器打出一系列_的点 按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码 打开打点计时器电源,释放小车, 获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的 质量 m. 按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤. 在每条纸带上清晰的部分,每5 个间隔标注一个计数点测量相邻计数点的间距s1, s2, .求出与不同 m 相对应的加速度a. 以砝码的质量m 为横坐标, 1 a为纵坐标,在坐标纸上做出 1 a-m 关系图线若加速度与 小车和砝码的总质量成反比,则 1 a与 m 应成 _关系 (填“线性”或“非线性” ) (2)完成下列填空: 本实验中, 为了保证在
6、改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘 和盘中物块的质量之和应满足的条件是_ 设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3.a 可用 s1、s3和 t 表示为 a_. 图 2 为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况,由图可读出s1 _mm, s3 _mm.由此求得加速度的大小a_m/s 2. 图 3 为所得实验图线的示意图设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛 顿定律成立,则小车受到的拉力为_,小车的质量为_. 解析: (1)平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻 拨小车,直到打点计时器打出一系列点迹间隔均匀的点 以砝码的质量m 为横坐标,
7、 1 a 为纵坐标,在坐标纸上做出 1 a-m 关系图线若加速度与 小车和砝码的总质量成反比,则 1 a与 m 应成线性关系 (2)为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中 物块的质量之和应该远小于小车和砝码的总质量 用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况, 由图可读出s124.2 mm,s347.2 mm.由匀 变速直线运动的推论 xaT 2 得,加速度a s3s1 2 5 t 2,代入数据解得,a1.15 m/s 2. 小车的质量为M,受到的合外力为F,根据牛顿第二定律得,F(mM)a;解得, 1 a m F M F ,即 1 a-m 图象的斜率为 1 F,解
8、得 F 1 k ,纵轴截距bM F kM,故 M b k. 答案: (1)点迹间隔均匀线性(2)小吊盘和盘中物块的质量之和应该远小于小 车和砝码的总质量 s3s1 2 5 t 224.247.21.15 1 k b k 4 (2016 届泗县一中月考)如图甲的光电门传感器是测定物体通过光电门的时间的仪 器其原理是发射端发出一束很细的红外线到接收端,当固定在运动物体上的一个已知宽度 为 d 的挡光板通过光电门挡住红外线时,和它连接的数字计时器可记下挡光的时间 t,则 可以求出运动物体通过光电门时的瞬时速度大小 (1)为了减小测量瞬时速度的误差,应选择宽度比较_(选填“宽”或“窄”)的挡 光板 (
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