2024_2025学年新教材高中物理第四章牛顿运动定律2实验：探究加速度与力质量的关系课堂检测含解析.docVIP

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4.2试验：探究加速度与力、质量的关系

1.用如图所示装置做“验证牛顿运动定律”的试验,在平衡摩擦力的过程中,下列操作正确的是 ()

A.移动木块,使挂砂桶的小车在斜面上匀速运动

B.移动木块,使不挂砂桶的小车在斜面上匀速运动

C.移动木块,使挂砂桶的小车在斜面上静止

D.移动木块,使不挂砂桶的小车在斜面上静止

【解析】选B。平衡摩擦力的方法是,小车与纸带相连,小车前面不挂砂桶,把小车放在斜面上给小车一个初速度,看小车能否做匀速直线运动,故B正确,A、C、D错误。故选B。

2.某同学在用如图所示的装置做“探究加速度与力的关系”的试验时,遗忘平衡小车运动中所受的摩擦力了,其他操作、计算及作图均正确,他最终作出的a-F关系图像可能是 ()

【解析】选A。当未平衡摩擦力时,有拉力时,加速度仍旧为0,故图像在横轴上有截距,不能是通过原点的直线,故B、C、D错误,A正确。故选A。

3.在“探究加速度与力、质量的关系”试验中:

(1)为了探究小车(包括里面所装砝码)总质量M肯定时,加速度a与合力F的定量关系,须要在砝码盘里面添加砝码来变更小车所受到的合力。砝码质量m和小车总质量M分别选取下列四组值:

A.M=500g,m分别为50g、70g、100g、125g

B.M=500g,m分别为20g、30g、40g、50g

C.M=200g,m分别为50g、70g、100g、125g

D.M=200g,m分别为30g、40g、50g、60g

若其他操作都正确,那么应当选用________(选填字母代号)进行试验时的试验误差较小。?

(2)如图是试验中得到的一条已打点的纸带,纸带上的A、B、C、D、E、F、G均为相邻计数点,已知打点计时器的打点周期为0.02s,相邻两个计数点之间还有4个计时点未画出,相邻计数点之间的距离已标注在图上,则小车运动的加速度大小a=________m/s2,打C点时的速度大小vC=________m/s。(以上结果都保留2位有效数字)?

【解析】(1)试验中,要保证m?M,才能保证绳子的拉力约等于m的重力。

(2)计数点时间间隔T=0.1s,

a=≈0.91m/s2。

vC=≈0.40m/s。

答案:(1)B(2)0.910.40

4.如图甲所示为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)探讨加速度和力的关系”的试验装置。

(1)在该试验中必需采纳限制变量法,应保持________不变,用钩码所受的重力大小作为_________________,用DIS测小车的加速度。?

(2)变更所挂钩码的数量,多次重复测量。在某次试验中依据测得的多组数据可画出a-F关系图线(如图乙所示)。分析此图线OA段可得出的试验结论是

?______________________________________。?

(3)此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要缘由是 ()

A.小车与轨道之间存在摩擦

B.导轨保持了水平状态

C.所挂钩码的总质量太大

D.所用小车的质量太大

【解析】(1)采纳限制变量法,应保持小车的总质量不变,用钩码所受重力大小作为小车所受外力。

(2)从图乙可以看出a-F关系图线基本上是一条过原点的直线,所以可以得出在质量不变的条件下,加速度与外力成正比。

(3)本次试验的条件是所挂钩码的总质量应远小于小车的总质量,否则不能用钩码所受的重力作为小车受到的拉力。此图线的AB段明显偏离直线说明所挂钩码的总质量太大。

答案:(1)小车的总质量小车所受外力

(2)在质量不变的条件下,加速度与外力成正比(3)C

【加固训练】

如图甲为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系”试验装置,用拉力传感器记录小车受到拉力的大小,在长木板上相距L=48.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器,分别记录小车到达A、B时的速率。

(1)试验主要步骤如下:

①将拉力传感器固定在小车上;

②平衡摩擦力,让小车做________运动;?

③把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;

④接通电源后自C点释放小车,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB;

⑤变更所挂钩码的数量,重复④的操作。

(2)表中记录了试验测得的几组数据,-是两个速度传感器记录速率的平方差,则加速度的表达式a=________,并补全表格。?

序号

F(N)

-(m2/s2)

a(m/s2)

1

0.60

0.77

0.80

2

1.04

1.61

1.68

3

1.42

2.31

4

2.62

4.65

4.84

5

3.00

5.49

5.72

(3)由表中数据,在图乙中的坐标纸上作出a-F关系图线。