第四章第三节探究加速度与力、质量的定量关系

第页第四章力与运动第三节探究加速度与力、质量的定量关系A级抓基础1．关于“验证牛顿运动定律”的实验，下列说法中符合实际的是()A．通过同时改变小车的质量m及受到的拉力F的研究，能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系B．通过保持小车质量不变，只改变小车的拉力的研究，就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系C．通过保持小车受力不变，只改变小车质量的研究，就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系D．先不改变小车质量，研究加速度与力的关系；再不改变受力，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系解析：验证牛顿运动定律的实验，是利用控制变量法，探究加速度a与合外力F、物体质量m的关系，故D项正确．答案：D2．如图所示是某同学“探究加速度与力、质量的定量关系”实验时安装完毕后，准备释放小车时的装置示意图．另一同学指出了图中的几处错误，其中不正确的是()A．实验前没有平衡摩擦力B．拉小车的细线应与长木板平行C．实验中所用电源应为交流电源D．小车应靠近打点计时器且打点计时器应距右端较远些答案：D3．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aF关系图象可以用下图所示的哪一个来表示()解析：在平衡摩擦力时，若把长木板的一端垫得过低，小车重力沿木板方向的分力小于摩擦力．答案：D4．在“探究加速度与物体质量的定性关系”实验中，在增大物体质量的同时，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μ，斜面倾角为θ，物体质量为m，则所受的合外力为F合＝mgsinθ－μmgcosθ，则在增大m的同时必须要减小θ，才能保持F合不变．答案：B5．在探究加速度与力和物体质量的关系实验中，下列操作正确的是()A．平衡摩擦力时，小盘应用细线通过定滑轮系在小车上，但小盘内不能装砝码B．实验中无须始终保持小车和砝码的质量远远大于小盘和砝码的质量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，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力解析：平衡摩擦力时，小车后面连接好纸带，小车匀速运动时，小车重力的分力等于小车的滑动摩擦力和纸带受到的阻力的合力，这样纸带阻力也平衡了，但不能挂小盘，所以A错误，D正确；只有满足小车和砝码的质量远远大于小盘和砝码的质量，细绳的拉力才近似等于小盘和砝码的总重力，B错误；C项中当横坐标表示小车和车内砝码的总质量的倒数时，描出相应的点才在一条直线上，故C错误．答案：D6．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纸带上的点迹间距是否相等而确定答案：A7．(多选)在用实验探究加速度和力的关系时，下列关于实验的思路和数据分析，正确的是()A．实验的基本思想是保持物体的质量不变，测量物体在不同力作用下的加速度，分析加速度与力的关系B．实验的基本思想是保持物体所受力相同，测量质量不同的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系C．在处理实验数据时，以a为纵坐标，F为横坐标，根据数据在坐标系中描点，若这些点在一条过原点的直线上，说明a与F成正比D．在处理实验数据时，以a为纵坐标，m为横坐标，根据数据在坐标系中描点，若这些点在一条过原点的直线上，说明a与m成正比解析：本实验是利用控制变量法得到a、F二者的关系，A、C所述符合实验的思路和数据分析，故应选A、C.答案：ACB级提能力8．用如图所示的装置探究在作用力F一定时，小车的加速度a与小车质量M的关系．某位同学设计的实验步骤如下：A．用天平称出小车和小桶及内部所装沙子的质量B．按图安装好实验器材C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂沙桶D．将电磁打点计时器接在6V电压的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量E．保持小桶及其中沙子的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的M值，重复上述实验F．分析每条纸带，测量并计算出加速度的值G．作aM关系图象，并由图象确定aM关系(1)该同学漏掉的重要实验步骤是________________，该步骤应排在步骤________之后．(2)在上述步骤中，有错误的是________，应把___________________改为_________________________________．(3)在上述步骤中，处理不恰当的是________________，应把________改为________．解析：本题主要考查对实验原理和实验步骤的理解和分析．实验中把小桶及其中沙子的重力看作与小车所受拉力大小相等，没有考虑摩擦力，故必须平衡摩擦力．电磁打点计时器接在6V电压的蓄电池上将无法工作，必须接在6V电压的交流学生电源上．作aM关系图象得到的是曲线，无法判断是否为双曲线的一支，即a与M是否成反比，必须“化曲为直”，改作aeq\f(1,M)关系图象．答案：(1)平衡摩擦力B(2)D6V电压的蓄电池6V电压的交流学生电源(3)GaMaeq\f(1,M)9．“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．(1)下列做法正确的是________(填字母代号)．A．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行B．在调节木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码盘通过定滑轮拴在小车上C．实验时，先放开小车再接通打点计时器的电源D．通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度(2)为使砝码盘及盘内砝码的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码盘及盘内砝码的总质量________(填“远大于”“远小于”或“近似等于”)小车和小车上砝码的总质量．(3)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．打点计时器打点的时间间隔为0.02s．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)．解析：(3)两计数点之间的时间间隔：T＝0.02s×5＝0.10s，由Δs＝aT2得a1＝eq\f(（3.68－3.52）×10－2,0.102)m/s2＝0.16m/s2，a2＝eq\f(（3.83－3.68）×10－2,0.102)m/s2＝0.15m/s2，a＝eq\f(a1＋a2,2)＝0.155m/s2，取两位有效数字为：a＝0.16m/s2.答案：(1)AD(2)远小于(3)0.1610．某实验小组利用如图所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验．(1)在实验中必须将长木板右端垫高，目的是________；当不挂钩码时小车能匀速运动，表明长木板右端高度已调好．(2)为了减小误差，每次实验必须通过改变钩码的个数来改变小车所受合外力，