4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系 习题.doc

4. 2 实验：探究加速度与力、质量的关系 习题一、非选择题1在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，渗透了研究问题的多种科学方法：(1)实验环境的等效法：_；(2)实验条件设计的科学方法：_；(3)实验原理的简化：_，即当小车质量M车m沙时，细绳对小车的拉力大小近似等于沙及桶的总重力m沙g；(4)实验数据处理的科学方法：_；(5)由aM车图象转化为a图象，所用的科学方法：_。(以上各题均选填“理想实验法”、“图象法”、“平衡摩擦力法”、“化曲为直法”、“控制变量法”或“近似法”)答案：(1)平衡摩擦力法(2)控制变量法(3)近似法(4)图象法(5)化曲为直法解析：(1)由于小车运动受到摩擦阻力，所以要进行平衡摩擦力，以减小实验误差，称为平衡摩擦力法；(2)在探究加速度、力与质量三者关系时，先保持其中一个量不变，来探究其他两个量之间的关系，称为控制变量法；(3)当小车质量M车m沙时，细绳对小车的拉力大小近似等于沙及桶的总重力m沙g，称为近似法；(4)通过图象研究实验的结果，称为图象法；(5)在作图时，由aM车图象转化为a图象，使图线由曲线转化为直线，称为化曲为直法。2(重庆一中20132014学年高一上学期期末)(1)某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F关系的实验，图甲为实验装置简图。他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为下列说法正确的是()A实验时要平衡摩擦力B实验时不需要平衡摩擦力C钩码的重力要远小于小车的总重力D实验进行时应先释放小车再接通电源(2)如图乙所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E是计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，距离如图所示。则打C点时小车速度的表达式为_；该同学计算小车加速度的表达式为_。答案：C或解析：(1)只有保证钩码的重力要远小于小车的总重力，钩码的重力才能近似等于小车受到的合外力。(2)C点的瞬时速度等于AE或者BD的平均速度，即vC求加速度，使用逐差法，得a3某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，图(a)表示为实验装置简图。(交流电的频率为50Hz)(1)图(b)所示为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为_m/s2。(保留两位有效数字)(2)保持沙和沙桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据如下表：实验次数12345678小车加速度a/ms21.901.721.491.251.000.750.500.30小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67kg14.003.453.032.502.001.411.000.60请在下图所示的坐标纸中画出a图线，并由图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是_。答案：(1)3.2m/s2(2)a解析：(1)由逐差法得a102m/s23.2m/s2(2)如图所示由图知斜率k0.5，即保持拉力 F0.5N，所以a4(天津市20142015学年高一上学期五校期末联考)在探究加速度与力、质量的关系实验中，某组同学用如图1所示装置，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到力的关系。(1)图2是实验中获取的一条纸带的一部分，其中0、1、2、3、4是计数点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示，打“3”计数点时小车的速度大小为_m/s，由纸带求出小车的加速度的大小为a_m/s2。(计算结果均保留2位有效数字)(2)下列措施中不正确的是_。A首先要平衡摩擦力，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力B平衡摩擦力的方法就是在塑料小桶中添加砝码，使小车能匀速滑动C每次改变拉小车的拉力后都需要重新平衡摩擦力D实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力(3)某组同学由实验得出数据，画出的a的关系图线，如图3所示，从图象中可以看出，作用在小车上的恒力F_N。当小车的质量为5kg时，它的加速度为_m/s2。答案：(1)0.260.50(2)BC(3)51解析：(1)v3m/s0.26m/sam/s20.50m/s2。(2)实验首先要平衡摩擦力，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力，故A正确；平衡摩擦力的方法就是，小车与纸带相连，小车前面不挂小桶，把小车放在斜面上给小车一个初速度，看小车能否做匀速直线运动，故B错误；改变小车拉力，不需要重新平衡摩擦力，C错误；实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力，故D正确，本题选不正确的，故选B、C。(3)由图可知a的关系图线是一条过坐标原点的直线，说明物体所受的合力是定值，a图象的斜率：kF5N，当M5N时，a1m/s2能力提升一、非选择题1(东北育才中学20142015学年高一上学期期末)用如图所示的装置探究加速度与力和质量的关系，带滑轮的长木板和弹簧测力计均水平固定。(1)实验时，一定要进行的操作是_。A小车靠近打点计时器，选接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数B改变砂和砂桶质量，打出几条纸带C用天平测出砂和砂桶的质量D为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量(2)以弹簧测力计的示数F为横坐标，以加速度a为纵坐标，画出的aF图象可能正确的是_。(3)若测出的aF图象的斜率为K后，则小车的质量为_。答案：(1)AB(2)A(3)解析：(1)根据实验原理不难选出A、B；(2)当质量一定，加速度与合外力成正比，所以A正确；(3)由实验装置图可知拉小车的力等于2倍的弹簧测力计示数，故M。2在做“探究加速度和力、质量的关系”的实验中，保持小车和砝码的总质量不变，测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示F(N)0.200.300.400.500.60a(m/s2)0.110.190.290.400.51(1)根据表中的数据在坐标系上作出aF图象；(2)图象斜率的物理意义是_。(3)小车和砝码的总质量为_kg。(4)图线(或延长线)与F轴截距的物理意义是_。答案：(1)见解析(2)小车和砝码总质量的倒数(3)1(4)小车受到的阻力为0.1N解析：(1)根据所给数据在所给坐标系中准确描点，作出的aF图象如图所示。(2)图象斜率表示小车和砝码总质量的倒数。(3)由(1)中图象可得：，解得M1kg。(4)由aF图象可知，当力F0.1N时，小车开始运动，说明此时小车受到的阻力为0.1N。3(云南楚雄市20142015学年高一上学期期末)在“验证牛顿第二定律”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出。(1)当M与m的大小关系满足_时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力。(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据。为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与_的图象。(3)如图(a)是甲同学根据测量数据做出的aF图线，说明实验存在的问题是_。(4)乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的aF图线，如图(b)所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？答：_。(5)已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，每相邻两个计数点间还有4个点未画出，利用下图给出的数据可求出小车运动的加速度a_。(结果保留三位有效数字)答案：(1)M远大于m(2)(3)摩擦力平衡过度或倾角过大(4)小车及车中砝码的质量M(5)1.58m/s2解析：(1)只有Mm时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力。(2)a与成正比，而正比例函数图象是过坐标原点的一条直线，比