第四章2實驗：探究加速度與力、質量的關系

1、.第四章 牛頓運動定律2 實驗：探究加速度與力、質量的關系1如下圖為某同學所安裝的“驗證牛頓第二定律的實驗裝置，在圖示狀態(tài)下開場做實驗，該同學的裝置和操作中的主要錯誤是至少寫出三個錯誤：1_2_3_解：由圖可知，本實驗存在以下錯誤：長木板右端未墊高以平衡摩擦力或沒有平衡摩擦力；錯用了直流電源或應該用交流電；牽引小車的細線與板不平行；開場實驗時，小車離滑輪太近或小車離打點計時器太遠、牽引小車的細線太短；鉤碼不能滿足遠小于小車質量的條件，應換用沙桶只說換用桶不給分，必須說明原因才行答案：1長木板右端未墊高以平衡摩擦力2錯用了直流電源3牽引小車的細線與板不平行2“探究加速度與力、質量的關系的實驗裝置

2、如圖甲所示圖甲圖乙1在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖乙所示計時器打點的時間間隔為0.02 s，從比較明晰的點起，每5個點取一個計數(shù)點，量出并標出相鄰計數(shù)點之間的間隔 該小車的加速度a_ m/s2.2平衡摩擦力后，將5個一樣的砝碼都放在小車上掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個砝碼添加到砝碼盤中，測量小車的加速度小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實驗數(shù)據(jù)如下表：砝碼盤中砝碼總重力F/N0.1960.3920.5880.7840.980加速度a/m·s20.691.181.662.182.70請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在如下圖坐標系中作出aF的關系圖象3根據(jù)提供的實驗數(shù)據(jù)作出

3、的aF圖線不通過原點請說明主要原因解析：1由題意可知計數(shù)間隔T5T00.1 s.由題圖乙可知x0.16 cm1.6×103 m，由xaT2可得a0.16 m/s2.2aF圖線如下圖3平衡小車與桌面之間的摩擦力后，aF圖象仍不通過原點，可能是在計算F時忘記參加砝碼盤的重力，使作出的圖象向左平移造成的 答案：10.162見解析圖3計算F時忘記參加砝碼盤的重力3在“探究加速度和力、質量的關系實驗中，采用如下圖的裝置圖進展實驗：1實驗中，需要在木板的右端墊上一個小木塊，其目的_；2在實驗操作中，以下說法正確的選項是_填序號A實驗中，假設要將砝碼包括砝碼盤的重力大小作為小車所受拉力F的大小應讓

4、小車質量遠大于砝碼包括砝碼盤的重力B實驗時，應先放開小車，再接通打點計時器的電源C每改變一次小車的質量，都需要改變墊入的小木塊的厚度D先保持小車質量不變，研究加速度與力的關系；再保持小車受力不變，研究加速度與質量的關系，最后歸納出加速度與力、質量的關系3如圖為研究“在外力一定的條件下，小車的加速度與其質量的關系時所得的實驗圖象，橫坐標m為小車上砝碼的質量設圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，假設牛頓定律成立，那么小車的質量為_解析：1實驗時，我們認為繩子的拉力是小車受到的合外力，為到達這個目的，我們先要將帶有滑輪的木板另一端墊起，目的是平衡摩擦力2把M、m看成一個整體，根據(jù)牛頓第二定律：m

5、gMma，對M分析可得繩子的拉力為：FMa，聯(lián)立解得：FMa，知當砝碼總質量遠小于滑塊質量時，滑塊所受的拉力等于砝碼的總重力，所以應滿足的條件是砝碼的總質量遠小于滑塊的質量，故A正確；使用打點計時器時，都應該先翻開電源，后釋放紙帶，故B錯誤；由于平衡摩擦力之后有Mgsin Mgcos ，故tan ，與重物的質量無關，所以不用再次平衡摩擦力，故C錯誤；本實驗采用控制變量法，先保持小車質量不變，研究加速度與力的關系；再保持小車受力不變，研究加速度與質量的關系，最后歸納出加速度與力、質量的關系，故D正確3對小車，根據(jù)牛頓第二定律得：FmMa，變形得：m，在m圖象中，圖線的斜率表示，那么k，在m圖象中

6、圖象的截距為：b，可得：MFb.答案：1平衡摩擦力2AD3m4為了探究質量一定時加速度與力的關系，一同學設計了如下圖的實驗裝置其中M為帶滑輪的小車的質量，m為砂和砂桶的質量滑輪質量不計1實驗時，一定要進展的操作是_A用天平測出砂和砂桶的質量B將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力C小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄彈簧測力計的示數(shù)D改變砂和砂桶的質量，打出幾條紙帶E為減小誤差，實驗中一定要保證砂和砂桶的質量m遠小于小車的質量M2該同學在實驗中得到如下圖的一條紙帶兩相鄰計數(shù)點間還有兩個點沒有畫出，打點計時器采用的是頻率為50 Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速

7、度為_ m/s2結果保存兩位有效數(shù)字3以彈簧測力計的示數(shù)F為橫坐標，加速度為縱坐標，畫出的aF圖象是一條直線，圖線與橫坐標的夾角為，求得圖線的斜率為k，那么小車的質量為_A2tan B.CkD.解析：1此題拉力可以由彈簧測力計測出，不需要用天平測出砂和砂桶的質量，也就不需要使小桶包括砂的質量遠小于車的總質量，故A、E錯誤；該題是彈簧測力計測出拉力，從而表示小車受到的合外力，故需要將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力，同時保持彈簧測力計及其連接線與長木板平行，故B正確；運用打點計時器時，應先接通電源，待打點穩(wěn)定后再釋放紙帶，該實驗探究加速度與力和質量的關系，要記錄彈簧測力計的示數(shù)，故C正確；改

8、變砂和砂桶質量，即改變拉力的大小，打出幾條紙帶，研究加速度隨F變化關系，故D正確2由于兩計數(shù)點間還有兩個點沒有畫出，故兩計數(shù)點間的時間間隔為0.06 s，由xaT2可得：a m/s21.3 m/s2；3根據(jù)牛頓第二定律：2Fma，aF，對aF圖來說，圖象的斜率k，故小車質量為m，故A、B、C錯誤，D正確答案：1BCD21.33D5.某同學設計了如下圖的裝置來探究加速度與力的關系彈簧測力計固定在一適宜的木板上，桌面的右邊緣固定一支外表光滑的鉛筆以代替定滑輪，細繩的兩端分別與彈簧測力計的掛鉤和礦泉水瓶連接在桌面上畫出兩條平行線MN、PQ，并測出間距d.開場時將木板置于MN處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到

9、木板剛剛開場運動為止，記下彈簧測力計的示數(shù)F0，以此表示滑動摩擦力的大小再將木板放回原處并按住，繼續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧測力計的示數(shù)F1，然后釋放木板，并用秒表記下木板運動到PQ處的時間t.1木板的加速度可以用d、t表示為a_；為了減少測量加速度的偶爾誤差可以采用的方法是一種即可_.2改變瓶中水的質量重復實驗，確定加速度a與彈簧測力計示數(shù)F1的關系以下圖象能表示該同學實驗結果的是_3多項選擇用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點是_A可以改變滑動摩擦力的大小B可以更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)C可以比較準確地測出摩擦力的大小D可以獲得更大的加速度以進步實驗精度解析：1由dat2可知a