【学与练】高中物理粤教2019版必修1：第4章2课时评价作业十九加速度与力质量之间的关系习题

课时评价作业（十九）加速度与力、质量之间的关系A级合格达标1.如图所示为一气垫导轨，导轨上安装有一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，力传感器可测出绳子上的拉力大小.力传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放.（1）该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d＝2.25mm.（2）实验时，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t＝1.0×10－2s，则滑块经过光电门B时的瞬时速度为m/s.（3）若某同学用该实验装置探究加速度与力的关系.①要求出滑块的加速度，还需要测量的物理量是_________________________________________________________________________________（文字说明并用相应的字母表示）.②下列不必要的一项实验要求是.A.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解析：（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，滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度，即v＝eq\f(d,t)＝eq\f(2.25×10－3,0.01)m/s＝0.225m/s.（3）①根据运动学公式a＝eq\f(v2,2s)，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s.②拉力是直接通过传感器测量的，无须保证M≥m的实验条件，故A错误；应使A位置与光电门间的距离适当大些，有利于减小误差，故B正确；应将气垫导轨调节水平，使拉力等于合力，故C正确；要保持拉线方向与木板平面平行，拉力才等于合力，故D正确.答案：（2）0.225（3）①遮光条到光电门的距离s②A2.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图所示的装置：实验中，下列操作正确的是.A.平衡摩擦力时，应将重物用细线通过定滑轮系在小车上B.平衡摩擦力时，应将纸带连接在小车上并穿过打点计时器C.每次改变拉力的大小，需要重新平衡摩擦力D.实验时，应先放开小车，后接通电源解析：平衡摩擦力时，应取下细线和钩码，让小车仅仅系上纸带穿过打点计时器限位孔，把木板一端抬高，通过小车重力分力平衡小车受到的摩擦力和打点计时器带来的摩擦力，故A错误，B正确；平衡摩擦力后，改变拉力大小和小车质量都不需要重新平衡摩擦力，故C错误；实验时，应先接通电源，后释放小车，故D错误.答案：B3.某学习小组利用图甲所示的装置探究质量一定时木块的加速度与合力的关系.（1）在尽可能减小测量误差的情况下，下列操作或应保证的条件正确的是.A.由于使用了弹簧测力计，不需要平衡摩擦力B.跨过木块和滑轮的上、下两段轻绳都应调成水平状态C.沙和沙桶的总质量可以接近木块的质量D.应先释放木块，再接通电源使打点计时器正常工作（2）同学们按正确操作进行实验，得到的一条点迹清晰的纸带如图乙所示（相邻两计数点间还有四个计时点未画出），用毫米刻度尺量得数据如下：s1＝1.50cm，s2＝2.27cm，s3＝3.04cm，s4＝3.82cm，s5＝4.57cm，s6＝5.36cm.已知打点计时器所接的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出木块的加速度大小为m/s2（结果保留两位有效数字）.（3）若木块的质量为M，当弹簧测力计的示数为F时，木块的加速度大小可表示为a＝.解析：（1）由于使用了弹簧测力计直接测量绳的拉力，不需要满足沙和沙桶的总质量远小于木块的质量；为了让绳的拉力成为小车的合外力，必须平衡摩擦力，A错误，C正确；平衡摩擦力后木板是倾斜的，跨过木块和滑轮的上、下两段轻绳都应调成与木板平行，不应该是水平的，B错误；应先接通电源使打点计时器正常工作，后释放木块，D错误.故选C.（2）根据纸带可求出木块的加速度大小为a＝eq\f(（5.36＋4.57＋3.82）×10－2－（3.04＋2.27＋1.50）×10－2,（3×0.1）2)m/s2≈0.77m/s2.（3）若木块的质量为M，当弹簧测力计的示数为F时，根据牛顿第二定律，木块的加速度大小可表示为a＝eq\f(2F,M).答案：（1）C（2）0.77（0.76～0.78均可）（3）eq\f(2F,M)4.某实验小组用图甲所示装置探究加速度与力的关系.（1）关于该实验，下列说法正确的是.A.拉小车的细线要与木板平行B.沙桶和沙的质量要远小于小车传感器的质量C.平衡摩擦力时，需要用沙桶通过细线拉小车D.平衡摩擦力时，纸带不要穿过打点计时器后连在小车上（2）图乙中的两种穿纸带方法，你认为（选填“左”或“右”）边的打点效果好.（3）实验中得到一条如图丙所示的纸带，图中相邻两计数点间还有4个点未画出，打点计时器所用电源的频率为50Hz.由图中实验数据可知，小车的加速度a＝m/s2.（结果保留两位有效数字）（4）某同学根据测量数据作出的a-F图像如图丁所示.该直线不过坐标原点的原因可能是.解析：（1）为了保证拉力沿水平方向，拉小车的细线要与木板平行，A正确；本实验采用力传感器测量小车受到的力，故不需要要求沙桶和沙的质量远小于小车和传感器的质量，B错误；平衡摩擦力时，不需砝码和小桶，但小车后面必须与纸带相连，因为运动过程中纸带受到阻力，C、D错误.故选A.（2）在实验中纸带应放在复写纸的下方，这样才能打出清楚的点，故右边打点效果要好.（3）由逐差法可知加速度大小为a＝eq\f(CE－AC,4T2)＝eq\f(（0.0241＋0.0289）－（0.0140＋0.0189）,4×0.01)m/s2≈0.50m/s2.（4）由图像可知，a-F图像在a轴上有截距，这是由于平衡摩擦力过度造成的，即在实际操作中，平衡摩擦力时斜面倾角过大.答案：（1）A（2）右（3）0.50m/s2（4）平衡摩擦力时斜面倾角过大B级等级提升5.“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示.小车后面固定一条纸带，穿过电火花计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直面内的拉力传感器相连，拉力传感器用于测量小车所受拉力的大小.（1）关于平衡摩擦力，下列说法正确的是.A.平衡摩擦力时，需要在动滑轮上挂上钩码B.改变小车质量时，需要重新平衡摩擦力C.改变小车拉力时，不需要重新平衡摩擦力（2）实验中（选填“需要”或“不需要”）满足所挂钩码质量远小于小车质量.（3）某同学根据实验数据作出了加速度a与力F的关系，图像如图乙所示，图线不过原点的原因是.A.钩码质量没有远小于小车质量B.平衡摩擦力时木板倾角过大C.平衡摩擦力时木板倾角过小或未平衡摩擦力解析：（1）平衡摩擦力时，小车在不受拉力作用下做匀速直线运动，所以不能在动滑轮上挂上钩码，故A错误；平衡摩擦力时有mgsin