人教新课标高中物理必修一练习2实验：探究加速度与力、质量的关系基础习题

1、第2节科学探究：加速度与力、质量的关系.某同学用如图甲所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图乙所示，图中标出了五个连续点之间的距离。物块下滑时的加速度a=m/s2,打C点时物块的速度v=m/s。.某同学用图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律:(1)通过实验得到如图乙所示的a-F图象，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面的夹角(选填褊大”或褊小”J(2)该同学在平衡摩擦力后进行实验，实际小车在运动过程中所受的拉力祛码和盘的总重力(填大于“小于或等于“)为了便于探究、减小误差，应使小车质量M与祛码和盘

2、的总质量m满足的条件。该同学得到如图丙所示的纸带.已知打点计时器电源频率为50Hz.A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点.Ax=xdgxad=cm.由此可算出小车的加速度a=m/s2(结果保留两位有效数字)。AfiCDFFG,f.T*f*|lllllllll|lllll|lllll|IHII|INII|IIII|IIIII|llll|llII|llll|lllll|IIIH|llll|lllipilll|0em.如图所示，某同学设计了一个测量滑块与木板间的动摩擦因数的实验装置，装有定滑钩码和弹簧轮的长木板固定在水平实验台上，木板上有一滑块，滑块右端固定一个动滑轮,测力计通过绕在滑轮上

3、的轻绳相连，放开钩码，滑块在长木板上做匀加速直线运动。打点计纸带A时器长木板水平实验台钩码测力计滑轮(1)实验得到一条如图所示的纸带，相邻两计数点之间的时间间隔为0.1 s,由图中的数据可知，滑块运动的加速度大小是m/s2。(计算结果保留两位有效数字单位:I)b的一条倾斜直线，如图所示.已知滑块和动滑轮的总质量为M融梯打点计时器(2)读出弹簧测力计的示数F,处理纸带，得到滑块运动的加速度a；改变钩码个数，重复实验.以弹簧测力计的示数F为纵坐标，以加速度a为横坐标，得到的图象是纵轴截距为m,重力加速度为g,忽略滑.在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时，采用如图所示的实验装置，小车及车中的

4、祛码质量用M表示，盘及盘中的祛码质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带上由打点计时器打出的点计算出。(1)当M与m的大小关系满足时，才可以认为细线对小车的拉力大小等于盘和盘中祛码的重力。(2)在保持小车及车中的祛码质量M一定，探究加速度与所受合外力的关系时，由于平衡摩擦力时操作不当，两位同学得到的a-F关系分别如图中甲、乙所示(a是小车的加速度,F是细线作用于小车的拉力)。其原因分别是:甲图：乙图：.某同学利用如图甲所示的装置探究小车的加速度与所受合外力的关系”，具体实验步骤如下：cm0IIIIIIIIIIIII门III1020乙A.按照图示安装好实验装置，挂上沙桶(含少量沙子)。B.

5、调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车沿长木板向下运动，且通过两个光电门的时间相等。C.取下细绳和沙桶，测量沙子和桶的质量m,并记下。D.保持长木板的倾角不变，不挂沙桶，将小车置于靠近滑轮的位置，由静止释放小车，记录小车先后通过光电门甲和乙时显示的时间。E.重新挂上细绳和沙桶，改变沙桶中沙子的质量，重复BD步骤。(1)若沙桶和沙子的总质量为m,小车的质量为M,重力加速度为g,则步骤D中小车加速下滑时所受合力大小为。(忽略空气阻力)(2)用游标卡尺测得遮光片宽度(如图乙所示)d=mm。(3)若遮光片的宽度为d,光电门甲、乙之间的距离为1,显示的时间分别为ti、t2,则小车的加速度a=。(4)有关本

6、实验的说法正确的是。沙桶和沙子的总质量必须远远小于小车的质量小车的质量必须远远小于沙桶和沙子的总质量C.平衡摩擦力时要取下细绳和沙桶D.平衡摩擦力时不能取下细绳和沙桶参考答案1.答案：3.251.79(3.65+3.52) X 1022X 0.02解析：物块沿斜面下滑做匀加速运动，根据纸带可得连续两段距离之差为0.13cm,由Ax/曰0.13X1(2廿+上击群xbd产彳”(0.02)2m/s=3.25m/s,其中C点速反=嬴=m/s1.79m/s2.答案：(1)偏大(2)小于M?m(3)1.805.0解析：(1)根据所给的aF图象可知，当F=0时，小车已经有了加速度a。，所以肯定是在平衡摩擦力

7、时木板与水平桌面间的夹角偏大造成的。(2)根据牛顿第二定律，对小车F = Ma,对祛码和盘mg F = ma,解得Mmgmg,只有当M?m时，小车受到的拉力才近似等于mg,从而减小误差。由题图丙可读出xad=2.10cm,xdg=3.90cm,所以Ax=xdgxad=1.80cm,根据Ax=aAt2,解得a=5.0m/s2。2b3.答案：(1)2.4(2)g解析:(1)加速度a =xbd - xob4T2=0.288 1 2X 0.096 14X 0.01m/s22.4 m/2.(2)滑块受到的拉力Ft为弹簧测力计示数的两倍，即：Ft=2F滑块受到的摩擦力为：Ff=科mg由牛顿第二定律可得：F

8、t-Ff=ma解得力F与加速度a的函数关系式为：F=ma+2mg由图象所给信息可得图象截距为：b=解得：尸mg4.答案：(1)m? M (2)木板的倾角过大没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足解析：(1)平衡摩擦力后，对盘及盘中祛码:a= mg ., F = T mg, 只有当 m? M 时, m+MM + m g,mg F=ma;对小车：F = Ma ,联立可得:才可认为 F对g。(2)由甲图可看出F=0时，aw。说明木板的倾角过大，重力沿斜面方向的分力大于摩擦力。由乙图可看出，只有当F达到一定值时，才会有加速度，说明平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力。d25.答案：(1)mg(2)6.75(3)-tL-2ld 2ti一 (4)D(2)根据游标卡尺读数规则，遮光片宽度d= 6 mm + 15 x 0.05 mmp 6.75 mm。(3)遮光片通过两个光电门的速度分别为dd .22vi = 1、丫2 = 1.由 v2v1=2al 解得：a =tit2解析：(1)根据题述实验步骤B调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车沿长木板向下运动，且通过两个光电门的时间相等”可知取下细