【志鸿优化设计】（江苏专用）高考物理 第三章牛顿运动定律 实验3 探究加速度与物体质量、受力的关系练习.doc

课时作业14实验：探究加速度与力、质量的关系1（15分）某同学用如图甲所示的气垫导轨和光电门装置“研究物体的加速度与外力关系”，他的操作步骤如下：将一端带有定滑轮的气垫导轨放置在实验台上，将光电门固定在气垫导轨上离定滑轮较近一端的某点b处，将带有遮光条的质量为m的滑块放置在气垫导轨上的a处，用重力为f的钩码，经绕过滑轮的细线拉滑块，使滑块从同一位置a由静止释放，测出遮光条通过光电门的时间t，改变钩码个数，使滑块每次从同一位置a由静止释放，重复上述实验。记录的数据及相关计算如下表：甲乙实验次数12345f/n0.490.981.471.962.45t/ms28.623.320.218.116.5t2/ms2818.0542.9408.0327.6272.25t2/（104ms2）12.218.424.530.636.7（1）若用游标卡尺测出滑块上遮光条的宽度d如图乙所示，则遮光条的宽度d_cm，第一次测量中小车经过光电门时的速度为_m/s。（保留两位有效数字）（2）实验中遮光条到光电门的距离为s，遮光条的宽度为d，遮光条通过光电门的时间为t，可推导出滑块的加速度a与t关系式为_。（3）本实验为了研究加速度a与外力f的关系，只要作出_的关系图象，请作出该图象。（4）根据作出的图象，判断该同学可能疏漏的重要实验步骤是_。2（10分）某同学在研究“小车的加速度a与外力f关系”的探究实验中，使用了光电门。他将光电门固定在轨道上的某点b，用不同重物代表外力f通过定滑轮拉小车，在每次实验时小车总是从a处由静止释放，测出不同外力f时小车上遮光板通过光电门的对应时间t，然后经过数据分析，得出f反比于t2的结论。于是，该同学就得出物体的加速度a正比于外力f的结论。已知实验前小车所受的摩擦力已被平衡，请你简要说明该同学得出结论的依据。3（15分）用铁架台将长木板倾斜支在水平桌面上，组成如图（1）所示装置（示意图），测量木块沿斜面下滑的加速度。所提供的仪器有长木板、木块、打点计时器（含纸带）、学生电源、米尺、铁架台及导线、开关、刻度尺。图（2）是打点计时器打出的一条纸带，纸带上标注了o点和几个计数点：a、b、c、d等，相邻两个计数点间还有4个点没有标出，刻度尺的零点与o点对齐。已知打点计时器所用交流电源的频率是50 hz。图（1）图（2）（1）当打点计时器打点b时刻木块的速度为_m/s。（2）由纸带可以计算出木板滑动的加速度a的大小是_m/s2（均为两位有效数字）。（3）为了测定木块与长木板间的动摩擦因数，利用上述器材还需要测量的物理量有（指出物理量的名称并用符号表示出来）_。（4）用（3）中测量的物理量及加速度a、重力加速度g，计算动摩擦因数的计算式是_。4（20分）为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图所示实验装置。请思考探究思路并回答下列问题：（1）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响，应采取的做法是（）a将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动b将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动c将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动d将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动（2）在“探究加速度与力、质量关系”的实验中，得到一条打点的纸带，如图所示，已知相邻计数点间的时间间隔为t，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出，则小车加速度的表达式为a_；（3）消除小车与水平木板之间摩擦力的影响后，可用钩码总重力代替小车所受的拉力，此时钩码质量m与小车总质量m之间应满足的关系为_；（4）在“探究加速度与质量的关系”时，保持砝码质量不变，改变小车质量m，得到的实验数据如下表：实验次数12345小车加速度a/（ms2）0.770.380.250.190.16小车质量m/kg0.200.400.600.801.00为了验证加速度与物体质量成反比的猜想，请在下列坐标系中作出最能直观反映a与m之间关系的图象。5（20分）为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置（如图所示）。实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力。（1）往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车_（选填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点。（2）从纸带上选取若干计数点进行测量，得出打各计数点的时间t与速度v的数据如下表：时间t/s00.501.001.502.002.50速度v/（ms1）0.120.190.230.260.280.29请根据实验数据作出小车的vt图象（如图所示）。（3）通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大，你是否同意他的观点？请根据vt图象简要阐述理由。6（20分）用如图甲所示装置做“探究物体的加速度跟受力的关系”的实验。实验时保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车受到的合力，用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度。甲（1）实验时先_（填“挂”或“不挂”）钩码，_（填“安装”或“不安装”）纸带。反复调整垫木的位置，直到_，这样做的目的是_。（2）图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点a、b、c、d、e，相邻两个计数点之间有4个点迹没有标出，测出各计数点到a点之间的距离，如图乙所示。已知打点计时器接在频率为50 hz的交流电源两端，则此次实验中小车运动的加速度的测量值a_m/s2。（结果保留两位有效数字）乙参考答案 1答案：（1）1.0500.37（2）a（3）f如图所示（4）没有将气垫导轨调节水平解析：（1）将滑块经过光电门的短暂过程中的平均速度当做b点的瞬时速度。（3）因为a与成正比，f与a成正比，所以作与f的关系图。（4）f为零时，有加速度，说明轨道不水平，a端高、b端低。2答案：v22as，v，a。若f反比于t2，则加速度a正比于外力f3答案：（1）0.3（2）1.0（3）斜面的长度l、斜面上端离地高度h、斜面上端与下端水平位移x（4）（ghal）/gx4答案：（1）c（2）（3