1、课时训练19探究加速度与力、质量的定量关系基础夯实1.如果a- 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:a- 图象是过原点的直线,表明加速度a与质量m成反比,但不能说物体的质量与加速度成正比或成反比,因为物体的质量是个定值,B正确,A、C、D错.2.某同学做“探究加速度与力、质量的关系”实验中,在平衡摩擦力时,把长木板的一端垫得偏低,使得倾角偏小,他所得的a-F关系图象可以用图所示的哪一个来表示()答案:D解析:在平衡摩擦力时,若把长木板的一端垫得过低,小车
2、重力沿木板方向的分力小于摩擦力.3.在“探究加速度与物体质量的定性关系”实验中,在增大物体的质量的同时,要保证物体所受的合外力不变,下列措施可行的是()A.增大斜面的倾角B.减小斜面的倾角C.保持斜面倾角不变D.以上措施都不能实现答案:B解析:小车下滑过程中受到有重力、支持力和摩擦力的作用,假设动摩擦因数为,斜面倾角为,物体质量为m,则所受的合外力为F合=mgsin -mgcos ,则在增大m的同时必须要减小,才能保持F合不变.4.用打点计时器测量加速度探究加速度与力、质量的关系时,需要平衡摩擦力.平衡摩擦力时,应该让小车()A.挂上小盘,拖上纸带,启动打点计时器B.不挂小盘,拖上纸带,启动打
3、点计时器C.挂上小盘,不拖纸带D.不挂小盘,不拖纸带答案:B解析:平衡摩擦力时,应将绳从小车上拿去,不拴盘,选项A、C错误;应把纸带所受的摩擦阻力一起平衡掉,所以应让小车拖上纸带,且让打点计时器处于工作状态,选项B正确,选项D错误.5.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,关于平衡摩擦力的说法中不正确的是()A.“平衡摩擦力”的本质就是想办法让小车受到的摩擦力为零B.“平衡摩擦力”的本质就是使小车所受的重力的下滑分力与所受到的摩擦阻力相平衡C.“平衡摩擦力”的目的就是要使小车所受的合外力等于所挂钩码通过细绳和滑轮对小车施加的拉力D.“平衡摩擦力”是否成功,可轻轻推动小车,由打点计时器打出的
4、纸带上的点迹间距是否相等而确定答案:A6.(多选)如图是某些同学在探究加速度与力、质量关系时根据实验数据画出的图象,下列说法中正确的是()A.形成图甲的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大B.形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小C.形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大D.形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小答案:AD解析:图甲a-F的图象,当F=0时,加速度a0,说明F=0时,物体受到的合外力已不等于零,即平衡摩擦力时长木板倾角过大,使mgsin f滑;图乙同图甲的原因相同.图丙、丁是由于平衡摩擦力时倾角过小,而使f滑mgsin .所以,选项A、D正确.能力提升7.(2015浙江
5、理综)一同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验.(导学号51090154)图1(1)图1中A、B、C、D、E表示部分实验器材,该同学需在图中选用的器材是.(用字母表示)(2)该同学在实验室选齐所需器材后,经正确操作获得如图2所示的两条纸带和.纸带的加速度大(填“”或“”),其加速度大小为.图2答案:(1)BDE(2)(2.50.2) m/s2解析:(1)该同学需要打点计时器(B)、小车(D)和钩码(E),不需要重锤(A)和秒表(C).(2)纸带的加速度a1= m/s2=2.50 m/s2纸带的加速度a2= m/s2=1.25 m/s2.8.图1为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图.砂和
6、砂桶的总质量为m,小车和砝码的总质量为m0.实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小.(导学号51090155)图1(1)实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一端滑轮的高度,使细线与长木板平行.接下来还需要进行的一项操作是()A.将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节m的大小,使小车在砂和砂桶的牵引下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动B.将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂和砂桶,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动C.将长木板的一端垫起适当的高度,
7、撤去纸带以及砂和砂桶,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动(2)实验中要进行质量m和m0的选取,以下最合理的一组是()A.m0=200 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gB.m0=200 g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 gC.m0=400 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gD.m0=400 g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g(3)图2是实验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出.量出相邻的计数点之间
8、的距离分别为sAB=4.22 cm、sBC=4.65 cm、sCD=5.08 cm、sDE=5.49 cm、sEF=5.91 cm、sFG=6.34 cm.已知打点计时器的工作频率为50 Hz,则小车的加速度a= m/s2(结果保留两位有效数字).图2答案:(1)B(2)C(3)0.42解析:(1)需要将长木板一端适当垫起一定高度,以平衡摩擦力,完成此项工作的标志就是不挂砂桶条件下小车能带动纸带匀速运动(通过打点计时器点痕间隔是否均匀判定).(2)根据实验原理:实验中小车的实际加速度为a=,实验时把mg当成对m0的拉力,即忽略m对加速度的影响,使加速度约为a=,显然需mm0,据此可知C组最合理
9、.(3)由逐差法求小球运动的加速度a=0.42 m/s2.9.在探究加速度与力、质量的关系实验中,由于存在摩擦力的影响使实验有较大的误差,有人设计了如下实验:如图所示,质量为m的滑块A放在气垫导轨B上,C为位移传感器,它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上,经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移时间(s-t)图象和速度时间(v-t)图象.整个装置置于高度可调节的斜面上,斜面的长度为l、高度为h.(导学号51090156)(1)本实验中摩擦力对滑块A的影响(选填“明显,不可忽略”或“不明显,可忽略”).(2)本实验中滑块A所受的合外力表达式为.实验中可以通过改变来验证质量一定时,加速度与力成正比的关系;通过保持不变,可验证力一定时,加速度与质量成反比的关系.答案:(1)不明显,可忽略(2)m0ghm0h解析:(1)本实验仪器用的是气垫导轨,滑块A在运动中几乎不受摩擦力的作用.(2)本实验中滑块A的合外力为F=m0gsin =m0g,如验证质量一定时,加速度与合外力的关系只需要调节h即可;如验证合外力一定时,应使F=m0g不变,即保持m0h之积不变即可.
