1、课时作业(十一)实验、探究：加速度与物体质量、物体受力的关系1已知物体的加速度a与物体受的力F及物体的质量m满足关系式aF，a.在光滑的水平面上有一质量为m的物体受到水平力F作用，在t时间内移动了x距离，今要使距离变为4x.可采用下列哪一种方法() A将水平恒力增为4F B将物体质量减为 C将作用时间增为2t D将作用时间增为4t2在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列说法中正确的是() A为了减小实验误差，沙和沙桶的总质量应远小于小车和砝码的总质量 B为减小小车、纸带受到的摩擦力对实验的影响，需把小车运动平板起始端略垫高 C实验结果采用描点法画图象，是为了减小误差 D实验结果采用a坐
2、标作图，是为了根据图象直观地作出判断3如图所示是某些同学根据实验数据画出的图象，下列说法正确的是()第3题图 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4(13年江苏模拟)用如图所示装置探究“加速度与力的关系”已知砂和砂桶的总质量为 m，小车的质量为M，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 甲(1)实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是_ AM40g，m10g、20g、30g、40g、50g BM100g，m10g、20g、30g
3、、40g、50g CM500g，m10g、20g、30g、40g、50g DM500g，m30g、60g、90g、120g、150g(2)本实验中应在释放小车_(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源下图所示为实验中打出的一条纸带，A、B、C、D、 E为计数点，相邻计数点间还有四个点没有画出，计数点间的距离如图所示已知打点计时器的工作频率为50Hz.则小车加速度a_m/s2.(结果保留两位有效数字) 乙(3)实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的aF图象，可能是图中的图线_(选填“甲”、“乙”或“丙”) 丙第4题图5(12年江苏模拟)为了“探究加速度与力、质量的关
4、系”，现提供如图甲所示实验装置请思考探索思路并回答下列问题：(1)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是_第5题图甲 A将不带滑轮的木板一端垫高适当，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动 B将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动 C将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动 D将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动(2)在“探究加速度与力、质量关系”的实验中，得到一条打点的纸带，如图乙所示，已知相邻计数点间的时间间隔为T，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出，则小车加速度的表达式为a_；第5题
5、图乙(3)消除小车与水平木板之间摩擦力的影响后，可用钩码的重力代替小车所受的拉力，此时钩码质量m与小车总质量M之间满足的关系为_；(4)在“探究加速度与质量的关系”时，保持砝码质量不变，改变小车m，得到的实验数据如下表：实验次数12345小车加速度a/ms20.770.380.250.190.16小车质量m/kg0.200.400.600.801.00为了验证猜想，请在图丙坐标系中作出最能直观反映a与m之间关系的图象第5题图丙6某研究性学习小组欲探究光滑斜面上物体下滑的加速度与物体质量及斜面倾角是否有关系实验室提供如下器材：A表面光滑的长木板(长度为L)；B.小车；C.质量为m的钩码若干个；D
6、.方木块(备用于垫木板)；E.米尺；F.秒表(1)实验过程：第一步，在保持斜面倾角不变时，探究加速度与质量的关系实验中，通过向小车放入钩码来改变物体的质量，只要测出小车由斜面顶端滑至底端所用的时间t，就可以由公式a_求出a，某同学记录了数据如下表所示：质量时间t次数 MMmM2m11.421.411.4221.401.421.3931.411.381.42根据以上信息，我们发现，在实验误差范围内质量改变之后平均下滑时间_(填“改变”或“不改变”)，经过分析得出加速度和质量的关系为_第二步，在物体质量不变时，探究加速度与倾角的关系实验中通过改变方木块垫放位置来调整长木板倾角，由于没有量角器，因此
7、通过测量出木板顶端到水平面高度h，求出倾角的正弦值sin.某同学记录了高度h和加速度a的对应值如下表：L(m)1.00h(m)0.100.200.300.400.50sin0.100.200.300.400.50a(m/s2)0.971.9502.9253.9104.900请先在坐标纸上建立适当的坐标轴后描点作图，然后根据所作的图线求出当地的重力加速度g_.进一步分析可知，光滑斜面上物体下滑的加速度与倾角的关系为_.(2)该探究小组所采用的探究方法是_第6题图7(13年江苏模拟)如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置他在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过
8、气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放第7题图甲(1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d_mm.第7题图乙(2)实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是_；(3)下列不必要的一项实验要求是_(请填写选项前对应的字母)() A应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 B应使A位置与光电门间的距离适当大些 C应将气垫导轨调节水平 D应使细线与气垫导轨平行(4)改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图象，研究滑块的
9、加速度与力的关系，处理数据时应作出_图象(选填“t2F”、“F”或“F”)课时作业(十一)实验、探究：加速度与物体质量、物体受力的关系1.AC【解析】 当F增为4F时，a变为原来4倍，由sat2，变为4x，A正确；质量减半时，a变为原来2倍，距离变为2x，B错；当时间变为2t时，由sat2知，距离变为原来4倍，C正确，则D显然错误2.ABCD【解析】 本实验用沙和沙桶的总重力代替小车的拉力，沙和沙桶总质量越接近小车和砝码的总质量，误差越大，A正确；为平衡摩擦力，小车运动起始端需略垫高，B正确；用描点法画图像可减少误差，C正确；因a，采用a坐标作图可直观判断，D正确3.AD【解析】 若木板倾角过
10、大，则小车重力沿斜面方向的分力大于摩擦力，即mgsinFf，此时即使F外0，小车也会加速下滑，a0，故A选项正确而B选项错误；如果木板倾角过小，则小车重力沿斜面方向的分力会小于所受摩擦力，即mgsinFf，此时即使F外0(但F外Ffmgsin)时，小车也会静止，a0，故D选项正确而C选项错误4.(1)C(2)之前0.50(3)丙【解析】 (1)对小车和砂桶整体分析可得mg(Mm)a，ag，所以只有当Mm时，才能忽略m对加速度a的影响，近似看作a，比较可知，只有C选项最符合题意；(2)实验中应在释放小车之前接通打点计时器的电源，避免打点计时器开始时频率不稳定对实验产生影响由XaT2可得a0.50
11、m/s2；(3)未平衡摩擦力，故F轴截距即为摩擦力大小，故丙图是该同学得到的aF图象5.(1)C(2)(3)mM(4)如图所示第5题图【解析】 (1)“探究加速度与力、质量的关系”实验中，为了使小车的拉力更加接近钩码的重力，应平衡掉小车的摩擦力和托动纸带所受的阻力，故应使无滑轮的一端略微垫高，使小车能托动纸带做匀速直线运动；(2)由aT2可知a；(3)对小车和钩码分析可知，m钩g(m车m钩)a，ag，所以只有m车m钩时，才能忽略m钩对a的影响；(4)由牛顿第二定律可知，Fma，aF，故应作a图象便于直观判断，根据数据描点画线即可得a图6.(1)不改变无关如图所示9.81m/s2agsin(2)
12、控制变量法第6题图【解析】 (1)由运动学公式sat2可知，a；由数据可知，随着质量的改变，下滑所用的时间并不改变，则加速度与质量的大小无关；对应表格描点即可作图，由agsin可知，代入数据得gms29.83ms2，由图象可知，加速度与倾角成正比；(2)此为控制变量法的探究思想7.(1)2.25(2)遮光条到光电门的距离L(3)A(4)F【解析】 (1)游标卡尺读数d2mm5mm2.25mm；(2)实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是遮光条到光电门的距离L，根据Lat2，解得加速度a；(3)使用力传感器可以准确记录拉力大小，不需要使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量，A项不要求；使A位置与光电门间的距离适当大些，计算时减小误差，B项要求；气垫导轨不需要克服摩擦将气垫导轨调节水平，C项要求；使细线与气垫导轨平行，是为了使受力处于同一直线上，D项要求，故选A；(4)力传感器示数Fma，Lat2，则有F，则处理数据时应作F图象