2019高中物理 第四章 力與運動 課時訓練19 探究加速度與力、質(zhì)量的定量關系 粵教版必修1.docx

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課時訓練19　探究加速度與力、質(zhì)量的定量關系 基礎夯實 1.如果a- 1m圖象是通過原點的一條直線,則說明(　　) A.物體的加速度a與質(zhì)量m成正比 B.物體的加速度a與質(zhì)量m成反比 C.物體的質(zhì)量m與加速度a成正比 D.物體的質(zhì)量m與加速度a成反比 答案B 解析a- 1m圖象是過原點的直線,表明加速度a與質(zhì)量m成反比,但不能說物體的質(zhì)量與加速度成正比或成反比,因為物體的質(zhì)量是個定值,B正確,A、C、D錯. 2.某同學做“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”實驗中,在平衡摩擦力時,把長木板的一端墊得偏低,使得傾角偏小,他所得的a-F關系圖象可以用圖所示的哪一個來表示(　　) 答案D 解析在平衡摩擦力時,若把長木板的一端墊得過低,小車重力沿木板方向的分力小于摩擦力. 3.在“探究加速度與物體質(zhì)量的定性關系”實驗中,在增大物體的質(zhì)量的同時,要保證物體所受的合外力不變,下列措施可行的是(　　) A.增大斜面的傾角 B.減小斜面的傾角 C.保持斜面傾角不變 D.以上措施都不能實現(xiàn) 答案B 解析小車下滑過程中受到有重力、支持力和摩擦力的作用,假設動摩擦因數(shù)為μ,斜面傾角為θ,物體質(zhì)量為m,則所受的合外力為F合=mgsin θ-μmgcos θ,則在增大m的同時必須要減小θ,才能保持F合不變. 4.用打點計時器測量加速度探究加速度與力、質(zhì)量的關系時,需要平衡摩擦力.平衡摩擦力時,應該讓小車(　　) A.掛上小盤,拖上紙帶,啟動打點計時器 B.不掛小盤,拖上紙帶,啟動打點計時器 C.掛上小盤,不拖紙帶 D.不掛小盤,不拖紙帶 答案B 解析平衡摩擦力時,應將繩從小車上拿去,不拴盤,選項A、C錯誤;應把紙帶所受的摩擦阻力一起平衡掉,所以應讓小車拖上紙帶,且讓打點計時器處于工作狀態(tài),選項B正確,選項D錯誤. 5.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”的實驗中,關于平衡摩擦力的說法中不正確的是(　　) A.“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是想辦法讓小車受到的摩擦力為零 B.“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是使小車所受的重力的下滑分力與所受到的摩擦阻力相平衡 C.“平衡摩擦力”的目的就是要使小車所受的合外力等于所掛鉤碼通過細繩和滑輪對小車施加的拉力 D.“平衡摩擦力”是否成功,可輕輕推動小車,由打點計時器打出的紙帶上的點跡間距是否相等而確定 答案A 6.(多選)如圖是某些同學在探究加速度與力、質(zhì)量關系時根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的圖象,下列說法中正確的是 (　　) A.形成圖甲的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過大 B.形成圖乙的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過小 C.形成圖丙的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過大 D.形成圖丁的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過小 答案AD 解析圖甲a-F的圖象,當F=0時,加速度a≠0,說明F=0時,物體受到的合外力已不等于零,即平衡摩擦力時長木板傾角過大,使mgsin α>f滑;圖乙同圖甲的原因相同.圖丙、丁是由于平衡摩擦力時傾角過小,而使f滑>mgsin α.所以,選項A、D正確. 能力提升 7.一同學準備做“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”實驗. 圖1 (1)圖1中A、B、C、D、E表示部分實驗器材,該同學需在圖中選用的器材是　　　　.(用字母表示) (2)該同學在實驗室選齊所需器材后,經(jīng)正確操作獲得如圖2所示的兩條紙帶①和②.紙帶　　　　的加速度大(填“①”或“②”),其加速度大小為　　　　. 圖2 答案(1)BDE　(2)①　(2.50.2) m/s2 解析(1)該同學需要打點計時器(B)、小車(D)和鉤碼(E),不需要重錘(A)和秒表(C). (2)紙帶①的加速度 a1=[(38.10-34.20)-(34.20-30.70)]10-2(20.02)2 m/s2 =2.50 m/s2 紙帶②的加速度 a2=[(35.90-32.35)-(32.35-29.00)]10-2(20.02)2 m/s2 =1.25 m/s2. 8.(2016全國Ⅲ)某物理課外小組利用圖(a)中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關系.圖中,置于實驗臺上的長木板水平放置,其右端固定一輕滑輪:輕繩跨過滑輪,一端與放在木板上的小滑車相連,另一端可懸掛鉤碼.本實驗中可用的鉤碼共有N=5個,每個質(zhì)量均為0.010 kg.實驗步驟如下: 圖(a) (1)將5個鉤碼全部放入小車中,在長木板左下方墊上適當厚度的小物塊,使小車(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑. (2)將n(依次取n=1,2,3,4,5)個鉤碼掛在輕繩右端,其余N-n個鉤碼仍留在小車內(nèi);用手按住小車并使輕繩與木板平行.釋放小車,同時用傳感器記錄小車在時刻t相對于其起始位置的位移s,繪制s-t圖象,經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應的加速度a. (3)對應于不同的n的a值見下表.n=2時的s-t圖象如圖(b)所示:由圖(b)求出此時小車的加速度(保留2位有效數(shù)字),將結果填入下表. n 1 2 3 4 5 a/(ms-2) 0.20 0.58 0.78 1.00 (4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖(c)中補齊數(shù)據(jù)點,并作出a-n圖象.從圖象可以看出:當物體質(zhì)量一定時,物體的加速度與其所受的合外力成正比. 圖(b) 圖(c) (5)利用a-n圖象求得小車(空載)的質(zhì)量為　　　　 kg(保留2位有效數(shù)字,重力加速度取g=9.8 ms-2). (6)若以“保持木板水平”來代替步驟(1),下列說法正確的是　　　　(填入正確選項前的標號). A.a-n圖線不再是直線 B.a-n圖線仍是直線,但該直線不過原點 C.a-n圖線仍是直線,但該直線的斜率變大 答案(3)0.40(0.37~0.49均對)　(4)a-n圖線見解析　(5)0.45(0.43~0.47均對)　(6)BC 解析(3)小滑車釋放后做初速度為零的勻加速直線運動滿足x=12at2 ① 由題圖(b)知,當x=0.8 m時,t=2.00 s,代入①式解得a=0.40 m/s2 (4)描點作圖a-n圖線如圖: (5)對鉤碼與小滑車組成的系統(tǒng)有 nmg=(m+5m)a 代入數(shù)據(jù)解得a=mgm+5mn=0.1Nm+0.05kgn 由圖象知k=15, 故0.1m+0.05=15, 解得m=0.45 kg. (6)若木板保持水平,則對系統(tǒng)由牛頓第二定律得 nmg-μ[m+(N-n)m]g=(m+Nm)a a=(1+μ)mgm+Nmn-μg=(1+μ)mgm+5mn-μg. 由此知圖線不過原點,且斜率增大,故B、C選項正確. 9.在探究加速度與力、質(zhì)量的關系實驗中,由于存在摩擦力的影響使實驗有較大的誤差,有人設計了如下實驗: 如圖所示,質(zhì)量為m的滑塊A放在氣墊導軌B上,C為位移傳感器,它能將滑塊A到傳感器C的距離數(shù)據(jù)實時傳送到計算機上,經(jīng)計算機處理后在屏幕上顯示滑塊A的位 移—時間(s-t)圖象和速度—時間(v-t)圖象.整個裝置置于高度可調(diào)節(jié)的斜面上,斜面的長度為l、高度為h. (1)本實驗中摩擦力對滑塊A的影響　　　　　　　　　(選填“明顯,不可忽略”或“不明顯,可忽略”). (2)本實驗中滑塊A所受的合外力表達式為　　　　.實驗中可以通過改變　　　來驗證質(zhì)量一定時,加速度與力成正比的關系;通過保持　　　　不變,可驗證力一定時,加速度與質(zhì)量成反比的關系. 答案(1)不明顯,可忽略　(2)m0ghl　h　m0h 解析(1)本實驗儀器用的是氣墊導軌,滑塊A在運動中幾乎不受摩擦力的作用. (2)本實驗中滑塊A的合外力為F=m0gsin θ=m0ghl,如驗證質(zhì)量一定時,加速度與合外力的關系只需要調(diào)節(jié)h即可;如驗證合外力一定時,應使F=m0ghl不變,即保持m0h之積不變即可.