高中物理第四章牛顿运动定律2实验：探究加速度与力质量的关系检测新人教版.docx

第四章 牛顿运动定律2 实验：探究加速度与力、质量的关系1如图所示为某同学所安装的“验证牛顿第二定律”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)：(1)_(2)_(3)_解：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，应换用沙桶(只说换用桶不给分，必须说明原因才行)答案：(1)长木板右端未垫高以平衡摩擦力(2)错用了直流电源(3)牵引小车的细线与板不平行2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a-M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”)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a-M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3如图表示“探究加速度与力的关系”的实验装置. (1)平衡摩擦力时，要先 _(填“挂上”或“取下”)钩码进行实验操作. (2)平衡摩擦力后，在小车内放入4个相同的砝码，并保持小车和砝码的总质量不变逐渐增加钩码的个数，测量小车(包括砝码)的加速度和钩码重力，探究加速度与力的关系这样操作比不在小车上放砝码而进行同样的实验，结果会更_(填“准确”或“不准确”)(3)如果平衡摩擦力时过度，木板与桌面的夹角偏大，挂1个钩码时，测得小车的加速度为a，挂2个钩码时，测得小车的加速度为a，则a _2a(填“”或“”)解析：(1)平衡摩擦力，要反复调节高、低调旋钮使长直导轨有一定的倾角，在不挂钩码时轻推小车一下，观察到小车匀速下滑即可，故应取下钩码(2)应为该实验中需要满足小车和砝码质量远远大于钩码质量，小车的质量相对于钩码的质量越大，实验越准确(3)平衡摩擦力过度，相当于不挂钩码时小车的外力为不为零，即存在一个沿斜面向下的力F，挂一个钩码时，FmgMa，挂两个钩码时F2mgMa，即a，a，所以有a2a.答案：(1)取下(2)准确(3)4在探究加速度与力、质量的关系实验中，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拖动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观测加速度a与质量M的关系，应该作a与_的图象(3)乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a图线如图所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？()A拉力FB质量M解析：(1)以整体为研究对象有：mg(mM)a解得：a，以M为研究对象有绳子的拉力为：FMa显然要有Fmg必有mMM，故有Mm，即只有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)根据FMa可得aF，故为了比较容易地观测加速度a与质量M的关系，应该做a与的图象(3)根据aF，图象的斜率等于盘及盘中砝码的重力，乙的斜率较大，故乙中盘及盘中砝码的质量较大答案：(1)Mm(2)(3)A5.某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系弹簧测力计固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧测力计的挂钩和矿泉水瓶连接在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距d.开始时将木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧测力计的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧测力计的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t.(1)木板的加速度可以用d、t表示为a_；为了减少测量加速度的偶然误差可以采用的方法是(一种即可)_.(2)改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧测力计示数F1的关系下列图象能表示该同学实验结果的是_(3)(多选)用加水的办法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是_A可以改变滑动摩擦力的大小B可以更方便地获取多组实验数据C可以比较精确地测出摩擦力的大小D可以获得更大的加速度以提高实验精度解析：(1)由dat2可知a；减少偶然误差的方法是多次测量取平均值(2)图象不过原点，刚要运动时，F