物理课时练习2实验探究加速度与力质量的关系

2.实验：探究加速度与力、质量的关系知识点一：探究加速度a与质量m的关系1．在“探究加速度与力、质量关系”的实验中，若测得某一物体受力F一定时，a与M的关系数据如下表所示：a/(m·s－2)M/kg(1)根据表中所列数据，画出a－eq\f(1,M)图象。(2)由a－eq\f(1,M)关系可知，当F一定时，a与M成________关系。知识点二：探究加速度a与作用力F的关系2．某同学做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，画出了如图所示的三条图线，这三条图线表示实验中________不同。3．某同学利用本节参考案例中的实验装置研究a与F之间的关系，测得小车的加速度a和拉力F的数据见下表：F/Na/(m·s－2)(1)根据表中数据，在下图中画出a－F图线。(2)结合实验装置，说明图线不过原点的原因是什么。如何进行改正知识点三：纸带处理方法4．如图所示是某同学在利用本节参考案例中的实验时，从若干纸带中选中的一条纸带的一部分，他每隔4个点取一个计数点，图上注明了他对各个计数点间距离的测量结果。(单位：cm)(1)为了验证小车的运动是匀变速运动，请进行下列计算，填入表内。(单位：cm)x2－x1x3－x2x4－x3x5－x4x6－x5Δeq\x\to(x)各位移差与平均值最多相差________cm，即各位移差与平均值最多相差________%。由此可得出结论：小车在________的位移之差，在________范围内相等，所以小车的运动是________。(2)根据匀变速直线运动的规律，可求得小车运动的加速度a＝eq\f(Δ\x\to(x),T2)＝________m/s2。(3)根据a＝eq\f(xn－xn－3,3T2)，可以求出：a1＝eq\f(x4－x1,3T2)＝________m/s2，a2＝eq\f(x5－x2,3T2)＝________m/s2，a3＝eq\f(x6－x3,3T2)＝________m/s2，所以a＝eq\f(a1＋a2＋a3,3)＝________m/s2。5．用如图所示装置，探究“加速度与力、质量的关系”的实验中：(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。请你指出该装置中错误或不妥之处：______________________________________________________。(2)改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验，如图是他在实验中得到的一条纸带，图中相邻两计数点之间的时间间隔为s，由图中的数据可算得小车的加速度a为________m/s2。能力点一：误差分析6．甲、乙、丙、丁四位同学在做探究加速度与物体质量和合外力的关系的实验时(使用如图所示的装置)，设小车质量和车上砝码质量之和为M，砂及砂桶的总质量为m，分别得出如图甲、乙、丙、丁四条图线，其中图甲、乙、丙是aF图线，图丁是a1/M图线，则下列说法中正确的是A．甲和乙较好地把握了实验条件M远大于mB．丙和丁没有把握好实验条件M远大于mC．甲同学长木板的倾角太小，而乙同学长木板倾角太大D．甲、乙、丙三同学中，丙同学较好地完成了平衡摩擦力的操作能力点二：探究加速度与力、质量关系的理解与应用7．如图所示，在研究牛顿第二定律的演示实验中，若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F1、F2，车中所放砝码的质量分别为m1、m2，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x1、x2，则在实验误差允许的范围内，有A．当m1＝m2、F1＝2F2时，x1＝2x2B．当m1＝m2、F1＝2F2时，x2＝2x1C．当F1＝F2、m1＝2m2时，x1＝2xD．当F1＝F2、m1＝2m2时，x2＝2x8．(2022辽宁沈阳高三检测，12)在保持质量不变，探究加速度与物体受力之间关系的实验中(使用教材提供的装置)，小车质量M和砝码质量m分别选取下列四组值A．M＝500g，m分别为50g、70B．M＝500g，m分别为20g、30C．M＝200g，m分别为50g、75D．M＝200g，m分别为30g、40(1)如果其他操作都正确，那么在选用________组值测量时所画出的图线较准确。(2)在选用此组值时，m取________时实验误差较大。9．(2022江苏高考，11)“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示。甲乙(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示。计时器打点的时间间隔为s。从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度a＝________m/s2。(结果保留两位有效数字)(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上。挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：砝码盘中砝码总重力F/N加速度a/(m·s－2)请根据实验数据作出a－F的关系图象。(3)根据提供的实验数据作出的a－F图线不通过原点，请说明主要原因。答案与解析1．答案：(1)如解析图所示(2)反比解析：要画a与eq\f(1,M)的图象，需先求出对应的eq\f(1,M)，其数据分别为、、和。然后描点、连线，得到的图象如图。2.答案：小车的质量3．答案：(1)根据表中数据在坐标系中描点，并用一条直线来拟合这些点，如图所示。(2)图线与F轴交于N处，说明拉力F小于N时，小车静止不动(a＝0)，这是由于实验中未平衡摩擦力或平衡摩擦力时斜面倾角过小造成的，应增大斜面倾角。4．答案：(1)任意两个连续相等的时间内误差允许匀加速直线运动(2)(3)5．答案：(1)打点计时器不应使用干电池，应使用交流电源；实验中没有平衡小车的摩擦力；小车的初始位置离打点计时器太远(2)解析：(1)打点计时器必须使用交流电源，不能使用干电池；为保证细绳对小车的拉力即为小车受的合外力，实验前必须平衡摩擦力，该装置没有平衡摩擦力；为了在纸带上打下更多的点，实验开始时小车的初始位置离打点计时器不可太远。(2)加速度可用逐差法求出：a＝eq\f(x后两段－x前两段,4T2)＝eq\f([－－]×10－2,4×m/s2＝0.195m/s2。能力提升6．ACD7．A题中m1和m2是车中砝码的质量，不能认为是小车的质量。本题中只说明了两小车是相同的，并未告诉小车的质量是多少。当m1＝m2时，两车加砝码总质量仍相等，若F1＝2F2，则a1＝2a2，由x＝eq\f(1,2)at2得x1＝2x2，A对。当F1＝F2时，若m1＝2m2时，无法确定两车加砝码后的总质量关系，两小车的加速度关系也就不明确，故无法判定两车的位移关系。8．答案：(1)B(2)50解析：在B组数据中，最容易满足小车质量M远大于砝码质量m的条件。拓展延伸9．答案：(1)也算对)(2)见图(3)未计入砝码盘的重力解析：(1)a＝eq\f(Δx,T2)