2017届高考物理第二轮考点复习教案16.docVIP

考45　探究加速度与力、质量的关系 例　(201·新课标Ⅰ·22)某同学利用图1(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图(b)所示．实验中小车(含发射器)的质量为200 g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到．回答下列问题： 图1(1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成________(填“线性”或“非线性”)关系． (2)由图(b)可知，a—m图线不经过原点，可能的原因是______________________________________________． (3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是________________________，钩码的质量应满足的条件是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 解析　(1)由图像可知小车的加速度与钩码的质量成非线性关系． (2)a—m图线不经过原点，在m轴上有截距，即挂上小钩码后小车加速度仍为零，可能的原因是存在摩擦力． (3)本实验直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则应采取的措施是调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力，钩码的质量应满足的条件是远小于小车的质量． 答案　(1)非线性　(2)存在摩擦力　(3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力　远小于小车的质量 ．甲、乙两个同学用如图所示的实验装置共同研究在保持受到的牵引力不变的条件下，小车的加速度与其质量的关系． (1)甲同学通过对小车所牵引纸带的测量，就能得出小车的加速度a.图是某次实验所打出的一条纸带，在纸带上标出了5个计数点，在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，图中数据的单位是cm.实验中使用的电源是频率为f＝50 Hz的交变电流．根据以上数据，可以算出小车的加速度a＝________ m/s2.(结果保留三位有效数字) 图 图(2)乙同学通过给小车增加砝码来改变小车的质量M，得到小车的加速度a与质量M的数据，画出a～图线后，发现：当较大时，图线发生弯曲．于是，该同学后来又对实验方案进行了进一步地修正，避免了图线的末端发生弯曲的现象．那么，该同学的修正方案可能是(　　) A．改画a与的关系图线 B．改画a与(M＋m)的关系图线 C．改画 a与的关系图线 D．改画a与的关系图线 答案　(1)0.343　(2)A 解析　(1)由题意知，打点周期为0.02 s，相邻两计数点时间间隔为0.1 s，根据逐差法可求小车的加速度(x4＋x3)－(x2＋x1)＝4aT2解得a＝0.343 m/s2；(2)当较大时，图线发生弯曲，是因为提供牵引力的砝码的质量相对小车的质量不能忽略，故应把小车与砝码视为整体研究，即改画a与的关系图线，所以A正确；B、C、D错误． ．如图所示为“探究加速度与物体所受合外力的关系”的实验装置图．图中A为小车，质量为m1，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B，它们均置于一端带有定滑轮的足够长的木板上，P的质量为m2，C为弹簧测力计，实验时改变P的质量，读出测力计不同读数F，不计绳与滑轮之间的摩擦． 图(1)下列说法正确的是(　　) A．一端带有定滑轮的长木板必须保持水平 B．实验时应先接通电源后释放小车 C．实验中m2应远小于m1 D．测力计的读数始终为 (2)如图为某次实验得到的纸带，纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离，相邻计数点间还有四个点没有画出．由此可求得小车的加速度的大小是________ m/s2.(交流电的频率为50 Hz，结果保留二位有效数字) 图(3)实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a—F图像，可能是下列哪个选项中的图像(　　) 答案　(1)B　(2)0.50　(3)C 解析　(1)该实验要平衡摩擦力，故A错误；拉力可由测力计示数获得，故不要求重物质量远小于小车质量，故C错误；由于重物向下加速运动，由牛顿第二定律：m2g－2F＝m2a，解得：F＝，故D错误；故选B. (2)根据匀变速直线运动的推论公式Δx＝aT2，有：a＝0.50 m/s2. (3)若没有平衡摩擦力，则当0＜F≤Ff时，a＝0.也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0，所以该同学测得的a－F图像可能是选项C中的图像．