2018高中物理第四章牛顿运动定律43深入探究加速度与力质量关系练习新人教版必修1

深入研究加快度与力、质量的关系（答题时间：20分钟）在利用打点计时器和小车来做“研究加快度与力、质量的关系”的实验时，以下说法中正确的选项是（）均衡摩擦力时，应将砝码盘及盘内砝码经过定滑轮系在小车上连结砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行均衡摩擦力后，长木板的地点不可以挪动小车开释前应凑近打点计时器，且应先接电源再开释小车（三明模拟）用如图甲所示的装置做“考证牛顿第二定律”的实验时，甲同学依据实验数据画出的小车的加快度a和小车所受拉力F的图象为图中的直线Ⅰ，乙同学画出的a－图象为以下图中的直线Ⅱ。直线Ⅰ、Ⅱ在纵轴或横轴上的截距较大，显然高出了偏差范围，下边给出了对于形成这类状况的四种解说，此中可能正确的选项是（）实验前甲同学没有均衡摩擦力甲同学在均衡摩擦力时，把长木板的尾端抬得过高了实验前乙同学没有均衡摩擦力乙同学在均衡摩擦力时，把长木板的尾端抬得过高了（江苏高考）“研究加快度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示。（1）在均衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示。计时器打点的时间间隔为0.02s，从比较清楚的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。该小车的加快度a＝________m/s2。（结果保存两位有效数字）2）均衡摩擦力后，将5个同样的砝码都放在小车上。挂上砝码盘，而后每次从小车上取一个砝码增添到砝码盘中，丈量小车的加快度。小车的加快度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据以下表：砝码盘中砝码0.1960.3920.5880.7840.980总重力F（）N加快度0.691.181.662.182.701a（m·s－2）请依据实验数据在以下图中作出a－F的关系图象。3）依据供给的实验数据作出的a－F的图线不经过原点，请说明主要原由。以以下图所示的实验装置能够研究加快度与力、质量的关系，小车上固定一个盒子，盒子内盛有沙子。沙桶的总质量（包含桶以及桶内沙子质量）记为m，小车的总质量（包含车、盒子及盒内沙子质量）记为M。（1）考证在质量不变的状况下，加快度与合外力成正比：从盒子中拿出一些沙子，装入沙桶中，称量并记录沙桶的总重力mg，将该力视为合外力F，对应的加快度a则从打点的纸带上当算得出。多次改变合外力F的大小，每次都会获取一个相应的加快度。本次实验中，桶内的沙子取自小车中，故系统的总质量不变。以合外力F为横轴，以加快度a为纵轴，画出a—F图象，图象是一条过原点的直线。a—F图象斜率的物理意义是______________________________________。②你以为把沙桶的总重力mg看作合外力F能否合理？答：________。（填“合理”或“不合理”）③本次实验中，能否应当知足M>>m这样的条件？答：________（填“是”或“否”）；原由是_____________________________________。（2）考证在合外力不变的状况下，加快度与质量成反比：保持桶内沙子质量m不变，在盒子内增添或去掉一些沙子，考证加快度与质量的关系。本次实验中，桶内的沙子总质量不变，故系统所受的合外力不变。用图象法办理数据时，以加快度a为纵轴，应当以____________的倒数为横轴。某学习小组的同学在用打点计时器研究物体的加快度与物体的质量之间的关系实验中，不改变拉力，只改变物体的质量，获取了以下表所示的几组数据，此中第3组数据还未算出加快度，但对应当组已打出了纸带，以以下图所示（长度单位：cm），图中各点为每5个打点选出的计数点（两计数点间还有4个打点未标出）。实验次数1234562小车质量（g）200300400500600700小车加快度2.001.330.790.670.40（m/s2）小车质量的5.003.332.502.001.671.00倒数（kg－1）1）请由纸带上的数据，计算出缺乏的加快度值并填入表中（小数点后保存两位小数）。2）请在以下图中成立适合的坐标，将表中各组数据用小黑点描在座标纸上，并作出光滑的图线。3）由图象得出的结论是：________________________________。6.以下图为考证牛顿第二定律的实验装置表示图。图中打点计时器的电源为50Hz的沟通电源，打点的时间间隔用t表示。在小车质量未知的状况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力必定的条件下，物体的加快度与其质量间的关系”。（1）达成以下实验步骤中的填空①均衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列________的点；②按住小车，在小吊盘中放入适合质量的物块，在小车中放入砝码；③翻开打点计时器电源，开释小车，获取带有点列的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m；④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③；⑤在每条纸带上清楚的部分，每5个间隔标明一个计数点。丈量相邻计数点的间距s1、s2、求出与不一样m相对应的加快度a；⑥以砝码的质量m为横坐标，1为纵坐标，在座标纸上作出1－m关系图线。若加快度aa与小车和砝码的总质量成反比，则1与应成________关系（填“线性”或“非线性”）。am（2）达成以下填空①本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应知足的条件是________。②设纸带上三个相邻计数点的间距为s、s和s，则a可用s、s和t表示为a＝12313________。以下图为用米尺丈量某一纸带上的s1、s3的状况，由图可读出s1＝________mm，s33________mm，由此求得加快度的大小a＝________m/s2。③以下图为所得实验图线的表示图。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车遇到的拉力为________，小车的质量为________。4BCD分析：此题考察实验过程中应注意的事项，选项A中均衡摩擦力时，不可以将砝码盘及盘内砝码（或小桶）经过细绳系在小车上，A错；选项B、C、D切合正确的操作方法．2.BC分析：图线Ⅰ与纵轴的截距表示当小车收到的拉力为0时也有加快度，即可能是乙同学实验前均衡摩擦力过头，把长木板的尾端抬得太高了，致使小车在无拉力的状况下由重力的沿斜面的分力产生了加快度；图线Ⅱ与横轴的截距表示当拉力达到必定数值的时候，小车的加快度仍为0，即可能是甲同学在实验前没有均衡摩擦力或许均衡摩擦力不足。（1）0.16（2）看法析（3）忘掉加砝码盘的重力分析：（1）由题意可知，计数间隔T＝5T0＝0.1s，选用第一段为第二段位移进行计算。由x＝aT2和x＝0.16cm＝1.6×10－3m，可得a＝0.16m/s2。（2）a－F图线以下图。（3）均衡小车与桌面之间的摩擦力，a－F图象仍不经过原点，可能是在计算F时忘掉了加入砝码盘的重力，使作出的图象向左平移造成的。4.（1）①1②合理③否因为实验的研究对象是整个系统，系统遇到的合外Mm力就等于mg（2）M＋m分析：（1）将车内的沙子转移到桶中，就保证了M＋m不变，即系统的总质量不变，研究对象是整个系统，F合＝mg1a＝M，可见a—F图象斜率的物理意义是，系MmmMm统的合外力就等于所悬挂沙桶的重力mg，不用知足M?m这样的条件。（2）向小车内增添或去掉部分沙子，是改变系统的总质量M＋m，实验的研究对象仍为整个系统，而系统的合外力仍等于所悬挂沙桶的重力mg，保证了合外力不变。故图象法处理数据时，应以M+m的倒数为横轴。（1）0.99（2）看法析图（3）在拉力一准时，物体的加快度与质量成反比（与质量的倒数成正比）分析：（1）a的计算利用逐差法a＝(xCDxOA)(xDExAB)(xEFxBC)＝(xCDxDExEF)(xOAxABxBC)xOF2xOC9T26.039T220.9822＝0.99m/s=9T290.12×10－2m/s2（2）描点画图，以下图。5（3）由图象知a－1图象是一条直线，即在拉力一准时，物体的加快度与质量成反比。M（1）①等间距⑥线性2）①远小于小车和砝码的总质量（填“远小于小车的质量”也可）②s3s124.2（答案范围在23.9～24.5之间均可）50t247.3（答案范围在47.0～47.6之间均可）1.16（答案范围在1.13～1.19之间均可）③

1bkk分析：（1）均衡小车阻力后，小车可做匀速直线运动，因此打出的点是等间距的；设小车质量为M，因为加快度与小车和砝码的总质量成反比，则有a＝k（k为常数），变Mm形得1＝Mm，因为k、M不变，故1与m为线性关系。akka（2）①依据牛顿第二定律，对小吊盘和盘中物块：m0g－F＝m0a，对小车：F＝M′a因此F＝M'·mg＝1·mg，M'm00m001M当m0?M′时，F≈m0g，因此要保证小车和车中砝码所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和m0要远小于小车和车中砝码的总质量M′。②由运动学推论sm－sn＝（m－