1、探究加速度与力、质量的关系1.(多选)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,关于小车所受的合力,下列叙述中正确的是()A.小车所受合力就是所挂小桶和桶内细沙的重力B.小车所受合力的大小等于小桶和桶内细沙通过细绳对小车所施加的拉力C.只有平衡摩擦力后,小车所受合力才等于细绳对小车的拉力D.只有平衡摩擦力后,且小车和车上砝码的质量远大于小桶和桶内细沙的总质量时,小车所受合力可以认为等于小桶和桶内细沙的重力解析:小桶和桶内细沙的重力不可以说成是小车所受的合力,选项A错误。由于小车下滑必受摩擦力作用,平衡摩擦力实际是小车重力的下滑分力抵消摩擦力,此时小车所受合力等于细绳的拉力,故选项B错误,选项C正
2、确。因为小桶和桶内细沙拉动小车共同加速运动,细绳对小车的拉力并不等于小桶和桶内细沙的重力。可以证明只有当小车和车上砝码质量远远大于小桶和桶内细沙质量时,细绳中的拉力才可以近似等于小桶和桶内细沙的重力,故选项D正确。答案:CD2.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沿斜面方向的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力等于所挂重物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,可由纸带上的点迹间距是否均匀来确定解析:
3、小车所受的摩擦力不可避免,平衡摩擦力的目的就是使小车的重力沿斜面方向的分力与小车所受的阻力相平衡,其目的是使小车所受的合力等于细绳对小车的拉力,故A错,B、C正确;恰好平衡摩擦力时,由打点计时器打出的纸带上的点迹间距应该是均匀的,故D正确。答案:A3.(多选)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,下列说法正确的是()A.平衡摩擦力时,小桶应用细线通过定滑轮系在小车上,但小桶内不能装沙B.实验中应始终保持小车和砝码的总质量远远大于沙和小桶的质量C.实验中如用纵坐标表示加速度,用横坐标表示小车和车内砝码的总质量,描出相应的点在一条直线上时,即可证明加速度与质量成反比D.平衡摩擦力时,小车后面的
4、纸带必须连好,因为运动过程中纸带也要受阻力解析:平衡摩擦力时,不应挂小桶,但应带纸带运动,所以A错、D对;实验中要求始终保持小车和砝码的总质量远远大于沙和小桶的质量,所以B正确;实验中如用纵坐标表示加速度,用横坐标表示小车和车内砝码的总质量的倒数,描出相应的点在过原点的同一条直线上时,证明加速度与质量成反比,故C项错误。答案:BD4.(多选)经过对加速度与物体的质量和合力的关系的探究学习,已经知道物体的加速度a与物体受的合力F及物体的质量m满足的关系式aF,am。如果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,从静止开始在t时间内移动了s距离,今要使距离变为4s可采用以下哪一种方法()
5、A.将水平恒力增为4FB.将物体质量减为原来的一半C.将作用时间增为2tD.将作用时间增为4t解析:当质量m、作用时间不变时,作用力增为4F,由于aF,所以加速度a增为原来的4倍,由s=at2得,距离变为4s;当F、m不变时,a不变,时间变为2t时,由s=at2得,距离变为4s。答案:AC5.探究物体的加速度与力、质量的关系的实验如下: (1)在探究物体的加速度与力的关系时,应保持不变,分别改变施加在物体上的水平拉力F,测出相对应的加速度a。(2)在探究物体的加速度与物体质量的关系时,应保持不变,分别改变物体的质量m,测出相对应的加速度a。 (3)本实验也可以不测加速度的具体数值,通过测出两个
6、初速度为零的匀加速直线运动在相同时间内发生的位移s1、s2来测量不同情况下物体加速度的比值,此比值a1a2=。 (4)如果a- 1m图像是通过坐标原点的一条直线,则说明。A.加速度a与质量m成正比B.加速度a与质量m成反比C.质量m与加速度a成反比D.质量m与加速度a成正比解析:(1)在探究物体的加速度与力的关系时,应保持物体的质量不变。(2)在探究物体的加速度与物体质量的关系时,应保持物体所受的合力不变。(3)由s=12at2可知,物体的位移与加速度成正比,所以a1a2=s1s2。(4)a- 1m图线经过原点的话,说明a与1m成正比,即加速度a与质量m成反比。答案:(1)质量 (2)力 (3
7、)s1s2(4)B6.导学号63994113为了探究加速度与力的关系,使用如图所示的气垫导轨装置进行实验。其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器通过G1、G2光电门时,光束被遮挡的时间t1、t2都可以被测量并记录。滑行器M连同上面固定的一条形挡光片的总质量为m,挡光片宽度为D,光电门间距离为s,牵引砝码的质量为m。回答下列问题:(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉,使气垫导轨水平,在不增加其他仪器的情况下,如何判定调节是否到位?(2)若取m=0.4 kg,改变m的值,进行多次实验,以下m的取值不合适的一个是。A.m1=5 gB.m2=15 gC.m3=40 gD.m4=
8、400 g(3)在此实验中,需要测得每一个牵引力对应的加速度,其中求得的加速度的表达式为。(用t1、t2、D、s表示)解析:(1)取下牵引砝码,M放在任意位置都不动;或取下牵引砝码,轻推滑行器M,数字计时器记录每一个光电门的光束被挡的时间t都相等。(2)实验要求mm,而m=0.4 kg,故当m=400 g时不符合要求,D项正确。(3)滑行器通过光电门G1时的速度v1=Dt1,通过光电门G2时的速度v2=Dt2。滑行器做匀加速运动,根据运动学公式v22-v12=2as可得a=Dt22-Dt122s。答案:(1)见解析(2)D(3)a=Dt22-Dt122s7.导学号63994114在探究“加速度
9、与力、质量的关系”实验中:(1)某同学在接通电源进行实验之前,将实验器材组装如图所示。请你指出该装置中的两处错误或不妥之处:、。(2)该同学在实验中保持拉力不变,得到了小车加速度随质量变化的一组数据,如下表所示:实验次数加速度a/(ms-2)小车与砝码总质量m/kg小车与砝码总质量的倒数m-1/kg-110.290.205.020.250.254.030.220.303.340.180.352.950.160.402.5请你在下面方格纸中建立合适坐标并画出能直观反映出加速度与质量关系的图像。解析:(1)打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,该同学用干电池作为电源,是不对的;实验时,应将木板没有滑轮的一端垫高,以平衡摩擦力,这样才有小车受到的合力等于绳中的拉力;小车的初始位置应靠近打点计时器,该同学没有这样做。(2)图像如图所示。答案:(1)电源使用的是直流电源未平衡摩擦力小车位置太靠左边(任选其二)(2)见解析图
