(精品word)4.2-实验：探究加速度与力、质量的关系-习题(3)

1、4. 2实验：探究加速度与力、质量的关系一、选择题1 为了更直观地反映物体的加速度 a 与物体质量 m 的关系，往 往用二者的关系图象表示出来，该关系图象应选（）A. a m 图象B. m a 图象11C. a 图象D 一a 图象mm答案C解析在作用力相同的情况下，质量越大，速度的变化越慢，加速度越小，两者可能成反比，则用 am 图象更容易判断。2.如果a m 图象是通过原点的一条直线，则说明（）A. 物体的加速度 a 与质量 m 成正比B. 物体的加速度 a 与质量 m 成反比C. 物体的质量 m 与加速度 a 成正比D. 物体的质量 m 与加速度 a 成反比答案B解析am 图象是通过原点的

2、一条直线，则 a 与 m 成正比，则mm加速度 a 与质量 m 成反比，A 项错误，B 项正确。物体的质量为定值, 故C、D 选项错误3.在利用打点计时器和小车做“探究加速度与力、质量的关系” 的实验时，下列说法中正确的是（ ）A .平衡摩擦力时，应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车B.连接砝码盘和小车的细绳应与长木板保持平行C .平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动D .小车释放前应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车答案BCD解析本实验先平衡摩擦力而后再把悬挂小盘的细绳系在小车上，所以 A 选项错误4.“验证牛顿第二定律”的实验中，在研究加速度a 与小车的质量 M 的关系时，力F= _

3、Mmg，在研究加速度跟小车质量M + m若横轴为 1/(M + m)，则 a 1/(M + m)图象应是过原点的直线，当满足 M?m 时，m 可以忽略不计，a晋，a 1/M 图象还可以满足图象是 过原点由于没有注意始终满足M ? m 的条件，结果得到的图象应是图中的答案解析在本实验中，小车的加速度* M -卷则绳子的张M 的关系时，保持 m 不变,()D的直线；当小车的质量较小，不满足 M? m 时，斜率将变小，图象便发生弯曲。故选 D、非选择题5. (2012 宝鸡质检) )某实验探究小组为了探究物体的加速度与所 受合外力之间的关系，设计了如图 a 所示的实验装置。该实验小组成 员用钩码的重

4、力作为小车所受的合力，用传感器测小车的加速度，通 过改变钩码的数量，多次重复测量，可得小车运动的加速度a 和所受合力 F 的关系图象，他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实 验，得到了两条 a F 图象，如图 b 所示。(1) 图 b 中的图象_ 在轨道右侧抬高的情况下得到的(填“”或“”) )。当钩码的数量增大到一定程度时，图b 中的图象明显偏离直线，造成此误差的主要原因是 _。(2) 小车和传感器接收器的总质量 m =_ kg,小车和轨道间的动摩擦因数 尸_ (g= 10m/s2)。答案(1) 所挂钩码的总质量太大(2)0.5 0.2解析由图象可知，图象中没有拉力的时候已经有加速度了，

5、因此是在轨道右侧抬高的情况下得到的；钩码的数量增大到一定 程度时，图象明显偏离直线，是因为所挂码的总质量太大，钩码的重力不能看做小车所受的合力了。( (2)由题图 b 可知图象斜率为 1/m;由图中数据可求得 m= 0.5kg,尸 0.2。6. (2012 南京模拟) )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)所示为实验装置简图。( (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

6、对应的 m 数据如下表：实验次数12345678小车加速度a/m S21901.721.491.251.000.750.500.30小车质量 m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67m/kg-14.003.453.032.502.001.411.000.60请在如图所示的坐标纸中画出 a -图象，并由图象求出小车加 m1速度 a 与质量倒数 m之间的关系式是 _ 。ii1diI kII1ilI|Illil* |iiX -L亠_ LB-L.-1 -亠.IL.亠 丄-Ln1Hii1 1I1n1 1llit iII.j丄L亠 L.L J .丄亠J.IL. -1-. J

7、L亠-1 Iil111iik11i1 Hiilm Iii r T -r L =rT RT - TT r r-T-IT1Tr -ii1|!1iii ik11Il l|!4if 1i|-1T-r1r -r -rTT Tr1 nr -T-iF Titnii1iiiil kII1ii *1I 1i鸣 * -kr -1-十耳+ -+耳-II- -i- +-1- -1 -i1Ii11 I111i llil Hil 1-Tr-r ITFTT TTl TrTr 1u丄.L.L J.丄_-亠.L l_ - JLiil1HilI IJiiiI 1ilil Kil宀X NL4 J J 7 4 .L 亠- -4-1-

8、 4-1 II11IIil 11kill ViHI PIIF1nv一1 Hl H11*1i1 iIii1 1Hm iHrT11 TTI -rr-r -t*r 1rM J 丄L.亠L亠-二亠JBik Uk- JLL三1i11ii11ii1 Hiii i1十t h1- ia+ i 耳- r -i- 于 li 存-il1n1iii i1inii inil1 1II-rT rL .-r T T T - TT ) TiTr -i|l|F1ili| 11V|i| i|il|i|i PnIIllk11il 111IIll IIIllII 1II-Jh Jr =L.亠、.L .亠r- Jl-JJ-1-A亠-I

9、I1P1I1 I11I1 1IIIIPnT -戸仆-BT云 云-|p寺，片W T壬 T可戸卯 mF =!11 i111 Hlil1 1ll1rT - r !*=rT 1 T - 1-rT-T*ir n *F JI .1-L.1-LJL J, 1 - JLL.111Iil l1IiII IIIilm iil1A 而血】1答案(1)3.2 (2)图象见解析a = 2m解析(1)由逐差法得X3+ X4 Xi+ X27.72+ 7.21 6.70+ 6.194X0.042X102m/s2 3.2m/S。(2)如图所示2.00L50LOO0500a/(m尸)il 1 k kh il li ilk h f

10、t 1h 1 d k X_ J _1 _L _LL L J _ 1 _.IL亠_丄丄ili i ih !l h IIkillh l-1- - 1- J- 4 - -1- J. b -1- l-jf- 4-I|Ii I 1n ii ii11 H 1li1T T-r -r -r - r n -T- n - n - r -i-TJF i - r v i p iV H P V1 V 11# iH-TII-T-r -irr * rTI-T n*TrTjnr - rTr -由图知斜率 k= 0.5,即保持拉力 F = 0.5N，所以 a = =2m7. (2013 山东潍坊) )某同学将力传感器固定在小车

11、上，然后把绳 的一端固定在传感器的控钩上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小 车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，根据所测数 据在坐标系中作出了如图所示的 a F 图象。(1)图象不过坐标原点的原因是 _;本实验中是否仍需要细沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量_ (填 “是”或“否”) )；(3)由图象求出小车和传感器的总质量为 _kg。答案(1)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足( (2)否(3)1解析图象不过坐标原点，即当 F 工 0 时，a= 0,说明摩擦力平衡不足或未平衡摩擦力(2) 本实验中能从传感器上直接准确读出拉力的大小， 不需要细沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总

12、质量。F f1(3) 由牛顿第二定律得，F f= ma,即 a =-二,图象的斜率为-mmm0 5=.kg= 1kg,所以小车和传感器的总质量为 1kg。0.6 0.18. (2012 南通一模) )某实验小组用如图甲所示的装置测量木块与木板间的动摩擦因数 卩，提供的器材有带定滑轮的长木板，打点计时器，交流电源，木块，纸带，米尺，8 个质量均为 20g 的钩码，细线 等。实验操作过程如下：A .长木板置于水平桌面上，带定滑轮的一端伸出桌面，把打点 计时器固定在长木板上并与电源连接，纸带穿过打点计时器并与木块 相连，细线一端与木块相连，另一端跨过定滑轮挂上钩码，其余钩码 都叠放在木块上；B.使木

13、块靠近打点计时器，接通电源，释放木块，打点计时器 在纸带上打下一系列点，记下悬挂钩码的个数n;C .将木块上的钩码逐个移到悬挂钩码端，更换纸带，重复实验 操作B；D .测出每条纸带对应木块运动的加速度a,实验数据如图乙所示。(1)实验开始时，必须调节滑轮高度，保证 _ 。根据图乙数据，在图丙中作出 a-n 图象；由图象得到 尸g=9.8m/s?),还可求的物理量是 _(只需填写物理量名称)。答案(1)细线与木板表面平行OOn45678050L302203.003.90图乙甲图象如图 0.31（0.290.33 均对）木块的质量解析（1）为了保证压力大小等于木块与木块上钩码的总重力,必须使细线与

14、木板表面平行，细线拉力无竖直方向上的分力。（2）用描点法作出图象如图，设木块质量为 m,钩码质量为 mo,根据牛顿第二 定律得 nmog-让 mg + (8- n)mog = (mg +8mg)a,则 a吗 由图象易知 卩尸 3.0,尸 0.31,考虑误差，卩的值在 0.290.33 范围内均正确9. （2012 山东临沂高三质检）在用图示装置做 验证牛顿第二定 律的实验中：（1）甲同学在外力 F 一定的条件下，探究 a-M 关系时，所得到的 实验结果如下表：外力 F = 0.1N次数 n12345nmog 1+口8mo+ m0车的质量为质量 M(g)100140180200240加速度 a(m/s2)1.000.670.53 048 0.4质量的倒数 1/M(kg-1)107.145.564.17图象；2由图象可得到的结论是_ 。(2)乙同学在探究加速度与外力关系的实验中得到的a- F 图象如下图，则该图象中图象不过原点的原因是： _ ,小1请你计算完善表