沪科版必修1 探究加速度与力、质量的关系 第1课时 作业.doc

5.2探究加速度与力、质量的关系1、用如图524所示的装置研究在作用力f一定时，小车的加速度a与小车质量m的关系，某位同学设计的实验步骤如下：图524a用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量；b按图装好实验器材；c把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶；d将电磁打点计时器接在6 v电压的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车的质量；e保持小桶及其中砂子的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的m值，重复上述实验；f分析每条纸带，测量并计算出加速度的值；g作am关系图像，并由图像确定am关系(1)该同学漏掉的重要实验步骤是_，该步骤应排在_步骤之后(2)在上述步骤中，有错误的是_，应把_改为_(3)在上述步骤中，处理不恰当的是_，应把_改为_解析(1)实验中把小桶及其中砂子的重力看作与小车所受拉力大小相等，没有考虑摩擦力，故必须平衡摩擦力(2)电磁打点计时器接在6 v电压的蓄电池上将无法工作，必须接在6 v以下交流学生电源上(3)作am关系图像，得到的是双曲线，很难作出正确的判断，必须“化曲为直”，改作a关系图像答案(1)平衡摩擦力 b(2)步骤d6 v电压的蓄电池6 v以下交流学生电源(3)步骤gama2、利用计算机辅助实验系统可定量研究加速度a与作用力f及小车质量m的关系(1)当小车质量m一定时，测得小车在不同拉力f作用下运动的加速度a.得到如图525甲所示的af图线后，并由此得出结论：_.(2)当作用力f一定时，测得小车加速度a与小车质量m的关系如表所示a/(ms2)4.02.721.61.31.0m/kg0.20.30.40.50.60.8为了清晰明确的研究a与m的准确的定量关系，在如图525乙图像的横轴括号中，应填上对应的物理量的符号为_，并得出结论：_.甲乙图525解析(1)当小车质量m一定时，af图像是过原点的直线，根据图像结合数学知识可知：质量一定，加速度与外力成正比(2)作am关系图像，得到的是双曲线，很难作出正确的判断，必须“化曲为直”，改作a关系图像因此由图像可知：外力一定，加速度与质量的倒数成正比，即与质量成反比答案(1)质量一定，加速度与外力成正比(2)外力一定，加速度与质量成反比3在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，为验证小车的质量m不变时加速度a与作用力f成正比，学生甲、乙、丙、丁分别选取四组小车的质量m及钩码的质量m做实验甲：m500 g，m分别为50 g、70 g、100 g、125 g乙：m500 g，m分别为20 g、30 g、40 g、50 g丙：m500 g，m分别为50 g、70 g、100 g、125 g丁：m500 g，m分别为30 g、40 g、50 g、60 g若其他操作都正确，那么学生_利用实验数据画出的af图像较准确解析牵引小车加速运动的重物为钩码，为使小车所受拉力近似等于钩码重力，应保持钩码重力远小于小车重力据此分析以上4组数据可知，乙同学利用实验数据画出的图像较准确答案乙2下面是“探究加速度与力、质量的关系”实验步骤：用天平测出小车质量m和小盘质量m安装好打点计时器，在小车上装好纸带调整长木板的倾斜程度在小盘中加入适量的砝码m1保持小车质量一定时，探究加速度与力的关系保持小车所受拉力一定时，探究加速度与质量的关系(1)步骤的目的是_(2)步骤中，要求小盘和砝码总质量(mm1)_(填“远大于”、“远小于”或“等于”)小车质量m.(3)步骤和，表明该实验采用的科学方法是_解析(1)步骤是为了平衡小车与木板、纸带与打点计时器间的摩擦力，使小车所受的合力等于小盘和砝码的重力(2)步骤中，要求小盘和砝码总质量(mm1)远小于小车的质量m.(3)该实验采用的是控制变量法答案(1)平衡摩擦力 (2)远小于(3)控制变量法4如图526所示为某同学所安装的“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置，在图示状态下开始做实验，该同学的装置和操作中的主要错误是(至少写出三个错误)：图526(1)_(2)_(3)_解析由图可知，本实验存在以下错误：长木板右端未垫高以平衡摩擦力(或没有平衡摩擦力)；错用了直流电源(或应该用交流电)；牵引小车的细线与板不平行；开始实验时，小车离滑轮太近(或小车离打点计时器太远、牵引小车的细线太短)；钩码不能满足远小于小车质量的条件，应换用砂桶(只说换用桶不给分，必须说明原因才行)答案见解析5用图527(a)所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系(a)(b)图527(1)某同学通过实验得到如图527(b)所示的af图像，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时_图中a0表示的是_时小车的加速度(2)某同学得到如图528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个连续的点ssdgsad_ cm.由此可算出小车的加速度a_m/s2(保留两位有效数字)图528解析由图纵截距可知，作用力为零时就运动了，说明长木板的倾角过大；f0，说明未挂沙桶；位移差ssdgsad(6.502.60)cm(2.600.50) cm1.80 cm；加速度a m/s25.0 m/s2.答案(1)长木板的倾角过大(能答到这个意思即可)未挂砂桶(2)1.805.06(1)在探究加速度与力、质量关系的实验中，以下操作正确的是() a平衡摩擦力时，应将重物用细线通过定滑轮系在小车上b平衡摩擦力时，应将纸带连接在小车上并穿过打点计时器c每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力d实验时，应先放开小车，后接通电源(2)表中是该实验所记录的部分数据组别小车质量m/kg受力f/n加速度a/(ms2)10.50.2520.5031.0041.051.5若利用1、2、3三组数据探究加速度与受力的关系，则2、3组数据中物体的质量分别为_、_；若利用3、4、5三组数据探究加速度与物体质量的关系，则4、5组数据中物体所受的力分别为_、_.解析(1)平衡摩擦力时，是使小车所受重力沿斜面向下的分力与小车向前运动过程中受到的阻力相等，故应将纸带连接在小车上并穿过打点计时器，但不需要将重物用细线通过定滑轮系在小车上，所以b对，a错；每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，c对；实验时，应先接通电源，后放开小车，d错(2)若用1、2、3三组数据探究加速度与受力的关系，需保持小车的质量一定，即1、2、3三组数据中小车质量相等，都为0.5 kg；若利用3、4、5三组数据探究加速度与物体质量的关系，需保持3、4、5三组数据中小车受到的f相等，都为1.00 n.答案(1)bc(2)0.5 kg0.5 kg1.00 n1.00 n7在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”实验中，某小组设计了如图529所示的实验装置图529(1)由于滑块m与轨道间有气垫，所以m受到的阻力极小，可以忽略不计实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，利用现有器材如何判断导轨是否水平；(2)为了使钩码所受的重力等于使滑块做匀加速运动的力，要求所挂钩码的质量m与滑块的质量m应满足什么关系？(3)实验中获得的数据如下表所示：m0.004 kg，两光电门之间的距离x0.500 m次数12345m/kg0.4400.6600.8801.1001.320/(kg1)2.2731.5151.1360.9090.758v1/(ms1)0.89260.74640.64120.58920.5530v2/(ms1)1.2731.0560.90680.82350.7628a/(ms2)0.8250.5570.4110.3310.276试根据表中所给的数据，在如图5210所示的坐标系中先标出各坐标轴所表示的合适的物理量及标度，然后作出相关图像图5