【导与练】（浙江专用）高考物理大一轮总复习 第三章 第5课时 实验 探究加速度与力 质量的关系知能达标训练(1).doc

第5课时实验:探究加速度与力、质量的关系 1.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,在拉力不变时探究加速度a与小车的质量m的关系时,由于没有注意始终满足mm的条件,结果得到的图象应是图中的(d)解析:在本实验中绳中的张力f和小车的加速度a可由以下关系求得mg-f=maf=ma即张力f=mmgm+m,加速度a=mgm+m因此在探究加速度跟小车质量m的关系时,保持m不变,若横轴为1m+m,则a1m+m图象应是过原点的直线,当满足mm时,m可以忽略不计, amgm,a1m图象可以认为是过原点的直线;当小车的质量较小、不满足mm时,图象便会发生向下弯曲.故只有选项d正确.2.如图所示,在探究牛顿运动定律的演示实验中,若1、2两个相同的小车所受拉力分别为f1、f2,车中所放砝码的质量分别为m1、m2,打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x1、x2,则在实验误差允许的范围内,有(a)a.当m1=m2、f1=2f2时,x1=2x2b.当m1=m2、f1=2f2时,x2=2x1c.当m1=2m2、f1=f2时,x1=2x2d.当m1=2m2、f1=f2时,x2=2x1解析:当m1=m2、f1=2f2时,由f=ma可知,a1=2a2,再由x=12at2可得:x1=2x2,故选项a正确,选项b错误;当m1=2m2、f1=f2时,无法确定两车加砝码后的质量关系,两小车的加速度关系也就不明确,故无法判断两车的位移关系,选项c、d均错.3.(2011年浙江理综)在“探究加速度与力、质量的关系”实验时,已提供了小车、一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线.为了完成实验,还须从图中选取实验器材,其名称是(漏选或全选得零分);并分别写出所选器材的作用 .解析:根据实验原理f=ma,必须要用打出的纸带来求a,这就需要学生电源和打点计时器.要测量和改变小车的质量,就要用砝码和钩码;要改变小车受到拉力的大小,需用砝码.答案:学生电源、电磁打点计时器、钩码、砝码(或电火花计时器、钩码、砝码)学生电源为电磁打点计时器提供交流电源;电磁打点计时器(电火花计时器)记录小车运动的位置和时间;钩码用以改变小车的质量;砝码用以改变小车受到拉力的大小,还可用于测量小车质量4.(2012年大纲全国卷节选)图(甲)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探究“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,获得带有点列的纸带,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,1a为纵坐标,在坐标纸上作出1am关系图线.若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则1a与m应成关系(填“线性”或“非线性”).(2)图(乙)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)平衡阻力的过程要求给定小车一个速度后,小车做匀速直线运动,所以直到打点计时器打出一系列间距相等的点,则表明小车做匀速直线运动.若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则1a与m应成线性关系.(2)若牛顿定律成立则应满足f=(m+m)a,可知1a=1fm+1fm,由题可知:k=1f,b=1fm,则小车受到的拉力f=1k,得小车的质量m=bk.答案:(1)间距相等线性(2)1kbk5.(2013宁波市六校期中)某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中,设计出如下的实验方案,其实验装置如图所示.已知小车质量m=214.6 g,砝码盘质量m0=7.8 g,所使用的打点计时器交流电频率f=50 hz.其实验步骤是:a.按图中所示安装好实验装置;b.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下做匀速运动;c.取下细绳和砝码盘,记下砝码盘中砝码的质量m;d.先接通电源,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求得小车的加速度a;e.重新挂上细绳和砝码盘,改变砝码盘中砝码的质量,重复bd步骤,求得小车在不同合外力f作用下的加速度.回答下列问题:(1)按上述方案做实验,是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量?(填“是”或“否”).(2)实验中打出的其中一条纸带如图所示,由该纸带可求得小车的加速度a=m/s2. (3)某同学将有关测量数据填入他所设计的表格中,如下表,次数12345砝码盘中砝码的重力f/n0.100.200.290.390.49小车的加速度a/(ms-2)0.881.441.842.382.89他根据表中的数据画出af图象如下.造成图线不过坐标原点的一条最主要原因,从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是,其大小为.解析:(1) 根据实验步骤b可得,mgsin -ff=(m0+m)g,其中是调节后长木板的倾角,ff是小车和纸带所受的阻力,由的牛顿第二定律得:mgsin -ff=ma,所以a=m0+mmg,由此可知,在该实验方案中没有必要砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量.(2)由于x=0.88 cm,根据x=at2得,a=0.8810-20.12m/s2=0.88 m/s2(3)由上述可知,小车的加速度应为a=m0+mmg,但从记录的数据可以看出,拉力只记为