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1、(新課標(biāo))2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 主題二 相互作用 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 綜合技能演練2-1-6
1.(2017·長春模擬)為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”,現(xiàn)提供如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置,請(qǐng)回答下列問題:
(1)為了消除小車與木板之間摩擦力的影響,具體的做法是____________________________.
(2)消除小車與木板之間摩擦力的影響后,使鉤碼總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車和小車中砝碼總質(zhì)量M的目的是________________
(3)有一組同學(xué)保持小車及車中的砝碼質(zhì)量一定,探究加速度a與所受外力F的關(guān)系,他們在軌道水平和傾斜兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn),得到了兩條a-F圖線,如
2、圖乙所示.圖線________是在軌道傾斜情況下得到的(選填“①”或“②”);小車及車中的砝碼總質(zhì)量M=________kg.
[解析] (2)消除小車與木板之間摩擦力的影響后,使鉤碼總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車和小車中鉤碼總質(zhì)量M的目的是使繩子的拉力近似等于鉤碼的總重力.(3)軌道傾斜程度太大,即使沒有鉤碼拉小車,小車也將加速下滑,因此圖線①為軌道傾斜情況下得到的,由題圖乙中圖線①可得Mgsinθ-f=Ma0,F(xiàn)1+Mgsinθ-f=Ma1,聯(lián)立得F1+Ma0=Ma1,由圖象知F1=1 N,a0=2 m/s2,a1=4 m/s2,所以可得M=0.5 kg.
[答案] (1)將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)
3、墊高,在不掛鉤碼的情況下輕推小車,反復(fù)調(diào)節(jié),直到紙帶上打出的點(diǎn)跡均勻?yàn)橹埂?2)使繩子的拉力近似等于鉤碼的總重力 (3)① 0.5
2.
在探究小車的加速度a與小車質(zhì)量M和小車受到的外力F的關(guān)系時(shí),
(1)探究加速度和力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出的a-F圖象如右圖所示,下列說法正確的是( )
A.三條傾斜的直線所對(duì)應(yīng)的小車的質(zhì)量相等
B.三條傾斜的直線所對(duì)應(yīng)的小車的質(zhì)量不同
C.直線1所對(duì)應(yīng)的小車的質(zhì)量最大
D.直線3所對(duì)應(yīng)的小車的質(zhì)量最大
(2)由于沒有始終滿足小車的質(zhì)量M遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量m的關(guān)系,結(jié)果得到的圖象應(yīng)是下圖中的( )
[解析] (1)a-F關(guān)系圖線的斜
4、率表示質(zhì)量的倒數(shù),三條圖線的斜率不等,表明三條傾斜的直線所對(duì)應(yīng)的小車的質(zhì)量不同,直線1的斜率最大,對(duì)應(yīng)的小車的質(zhì)量最小,直線3對(duì)應(yīng)的小車的質(zhì)量最大.B、D正確.
(2)a-關(guān)系圖線的斜率表示小車受到的外力,當(dāng)較小時(shí),即M較大,可以認(rèn)為小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量,可認(rèn)為細(xì)線的拉力等于鉤碼的重力,而鉤碼的重力一定,所以圖線的斜率不變,圖線是直線;當(dāng)較大即M較小時(shí),不再滿足小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量,a-關(guān)系圖線為向下彎曲的曲線,故A、C錯(cuò)誤,D正確.在沒有始終滿足小車的質(zhì)量M遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量m的前提下研究a-F的關(guān)系,所畫圖線也應(yīng)是一條向下彎曲的曲線,故B錯(cuò)誤.
[答案] (1)BD (2)D
5、
3.“用DIS研究加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示,實(shí)驗(yàn)中用所掛鉤碼的重量作為細(xì)線對(duì)小車的拉力F.通過增加鉤碼的數(shù)量,多次測量,可得小車運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象.他們在軌道水平和傾斜的兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn),得到了兩條a-F圖線.如圖(b)所示.
(1)圖線________(選填“①”或“②”)是在軌道右側(cè)抬高成為斜面情況下得到的;
(2)在軌道水平時(shí),小車運(yùn)動(dòng)的阻力Ff=________N;
(3)圖(b)中,拉力F較大時(shí),a-F圖線明顯彎曲,產(chǎn)生誤差,為避免此誤差,可采取的措施是________.
A.調(diào)整軌道的傾角,在未掛鉤碼時(shí)使小車能在軌道上勻速運(yùn)
6、動(dòng)
B.在增加鉤碼數(shù)量的同時(shí)在小車上增加砝碼,使鉤碼的總質(zhì)量始終遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量
C.將無線力傳感器捆綁在小車上,再將細(xì)線連在力傳感器上,用力傳感器讀數(shù)代替鉤碼的重力
D.更換實(shí)驗(yàn)中使用的鉤碼規(guī)格,采用質(zhì)量較小的鉤碼進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)
[解析] (1)在水平軌道上,由于受到摩擦力,拉力不為零時(shí),加速度仍然為零.可知圖線②是在軌道水平的情況下得到的.當(dāng)軌道的右側(cè)抬高過高時(shí)(平衡摩擦力過度),拉力等于0時(shí),會(huì)出現(xiàn)加速度,所以圖線①是在軌道右側(cè)抬高成為斜面情況下得到的.
(2)根據(jù)牛頓第二定律得,F(xiàn)-Ff=ma,a=-,圖線的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù);因?yàn)镕=0.5 N時(shí),加速度為零,解得Ff=0.
7、5 N.
(3)由于開始段a-F關(guān)系為一傾斜的直線,所以在質(zhì)量不變的條件下,加速度與外力成正比;由實(shí)驗(yàn)原理:mg=Ma得a==,而實(shí)際上a′=,可見圖線明顯偏離直線是由于沒有滿足M?m造成的.所以更換實(shí)驗(yàn)中使用的鉤碼規(guī)格,采用質(zhì)量較小的鉤碼進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),可以減小彎曲的程度,而將無線力傳感器捆綁在小車上,再將細(xì)線連在力傳感器上,用力傳感器讀數(shù)代替鉤碼的重力可以避免出現(xiàn)這種情況.故最佳的答案是C選項(xiàng).
[答案] (1)① (2)0.5 (3)C
4.用如圖甲所示裝置做“探究物體的加速度跟力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)時(shí)保持小車的質(zhì)量不變,用鉤碼所受的重力作為小車受到的合力,用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和小車后端拖動(dòng)
8、的紙帶測出小車運(yùn)動(dòng)的加速度.
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)先不掛鉤碼,反復(fù)調(diào)整墊塊的左右位置,直到小車做勻速直線運(yùn)動(dòng),這樣做的目的是_______________.
(2)圖乙為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶的一部分,從比較清晰的點(diǎn)跡起,在紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、
E,相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間都有4個(gè)點(diǎn)跡沒有標(biāo)出,測出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到A點(diǎn)之間的距離,如圖所示.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50 Hz的交流電源兩端,則此次實(shí)驗(yàn)中小車運(yùn)動(dòng)的加速度的測量值a=________m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)改變所掛鉤碼的質(zhì)量,分別測量小車在不同外力
作用下的加速度.根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)畫
9、出a-F關(guān)系圖象,如圖丙所示.此圖象的AB段明顯偏離直線,造成此現(xiàn)象的主要原因可能是________.(選填下列選項(xiàng)的序號(hào))
A.小車與平面軌道之間存在摩擦
B.平面軌道傾斜角度過大
C.所掛鉤碼的總質(zhì)量過大
D.所用小車的質(zhì)量過大
[解析] (1)使平面軌道的右端墊起,讓小車重力沿斜面方向的分力與它受到的摩擦阻力平衡,才能認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)中小車所受的合外力等于鉤碼的重力,所以這樣做的目的是平衡小車運(yùn)動(dòng)中所受的摩擦阻力.
(2)由逐差法可知a=
= m/s2≈1.0 m/s2.
(3)在實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩的張力F等于鉤碼的重力mg
實(shí)際上,細(xì)繩張力F′=Ma,mg-F′=ma
即F′=·mg,a=·mg=F
所以當(dāng)細(xì)繩的張力F變大時(shí),m必定變大,必定減?。?
當(dāng)M?m時(shí),a-F圖象為直線,當(dāng)不滿足M?m時(shí),便有a-F圖象的斜率逐漸變小偏離直線,選項(xiàng)C正確.
[答案] (1)平衡小車運(yùn)動(dòng)中所受的摩擦阻力 (2)1.0 (3)C