高中物理復(fù)習(xí)試題：3-5實(shí)驗(yàn)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

1、甲B. 2.5 s后小車做變加速運(yùn)動(dòng)課時(shí)作業(yè)（十七）1.（多選）（2013江蘇南京一模）將力傳感器 A固定在光滑水平桌面上，測力端通過輕質(zhì)水平細(xì) 繩與滑塊相連，滑塊放在較長的小車上.如圖甲所示，傳感器與計(jì)算機(jī)相連接，可獲得力隨時(shí)間變 化的規(guī)律.一水平輕質(zhì)細(xì)繩跨過光滑的定滑輪，一端連接小車，另一端系砂桶，整個(gè)裝置開始處于F-t圖象如圖乙所示.則靜止?fàn)顟B(tài).在滑塊與小車分離前向砂桶里緩慢倒入細(xì)砂，力傳感器采集的A. 2.5 s前小車做變加速運(yùn)動(dòng)6C. 2.5 s前小車所受摩擦力不變D. 2.5 s后小車所受摩擦力不變解析 由圖乙可知，在2.5 s前，隨砂桶拉力的增大，滑塊和小車之間的摩擦力為靜摩擦力

2、在A、C增大，到2.5 s時(shí)，滑塊和小車之間的摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力，所以小車一直靜止，選項(xiàng) 錯(cuò)誤；2.5 s后隨砂桶拉力增大，滑塊和小車之間的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力保持不變，砂桶拉力增大, 所以合力增大，即加速度逐漸增大，選項(xiàng) B、D正確.答案 BD2. （2013成都一模）（1）探究小車加速度與合力、質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示:若要探究小車加速度與合力的關(guān)系，應(yīng)保持不變，分別改變施加在小車上的拉力 F測出相對(duì)應(yīng)的加速度 a;把左端附有滑輪的長木板右端墊高，在沒有拉力作用時(shí)，讓小車拖著紙帶以一定的初速度沿,就說明摩擦力木板運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列計(jì)時(shí)點(diǎn)，如果相鄰計(jì)時(shí)點(diǎn)間距 和小車重力

3、沿木板向下的分力平衡;（填選項(xiàng)序號(hào)字母）;下列實(shí)驗(yàn)操作，正確的是A.實(shí)驗(yàn)前，將接好紙帶的小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處B.實(shí)驗(yàn)前，將接好紙帶的小車停在靠近滑輪處C.先接通電源，再使紙帶運(yùn)動(dòng)D.先使紙帶運(yùn)動(dòng)，再接通電源it Ui實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用 50 Hz交流電源，在打出的紙帶上選擇5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E,相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出，測出C點(diǎn)到A點(diǎn)、E點(diǎn)到C點(diǎn)的距離如圖乙所示，則紙帶的加速度 a=m/s2.答案（1）小車質(zhì)量相等AC 3.003. （2013汕頭質(zhì)檢）如圖a為驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖.（1）平衡小車所受阻力的操作：取下 ,把木板不帶滑輪的一端墊高；接通打點(diǎn)計(jì)

4、時(shí)器 電源，輕推小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng).如果打出的紙帶如圖b所示，則應(yīng) （填“減小”或“增大”）木板的傾角，反復(fù)調(diào)節(jié)，直到紙帶上打出的點(diǎn)跡 為止.（2）圖c為研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)所得的實(shí)驗(yàn)圖象， 橫坐標(biāo)m為小車上祛碼的質(zhì)量.設(shè)圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為 b,若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為，小車的質(zhì)量為解析（1）平衡小車所受阻力時(shí)，需要將祛碼取下，這樣保證小車所受的合外力為繩子對(duì)小車 的拉力；圖b反映了小車在做加速運(yùn)動(dòng)，即墊木墊高了，應(yīng)減小木板的傾角，直到紙帶打出的點(diǎn)跡 均勻?yàn)橹?當(dāng)小車上的祛碼為零時(shí)，小車加速度為a=1/b,設(shè)小車的質(zhì)量為 M

5、,則小車受到的拉力為 F= Ma=M/b;圖中直線的函數(shù)關(guān)系為 -=km + b,根據(jù)牛頓第二定律 F = （m+M）a,可解得M=J, F ak1 k.答案 （1）祛碼減小間隔相等（均勻）4. （2013鄭州一模）為了 “探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，現(xiàn)提供如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置.請(qǐng)思考探究思路并回答下列問題:（1）為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應(yīng)采取的做法是 A.將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)B.將木板帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)C.將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運(yùn)動(dòng)D.將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)

6、墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車能夠靜止在木板上(2)在實(shí)驗(yàn)中，得到一條打點(diǎn)的紙帶， 如圖所示，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T,且間距si、S2、S3、S4、S5、S6已量出，則小車加速度的表示式為a =；Q ABCD£* *-Il力 后 扁靠(3)有一組同學(xué)保持小車及車中的祛碼質(zhì)量一定，探究加速度a與所受外力F的關(guān)系，他們?cè)谲壍浪胶蛢A斜兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn)，得到了兩條a-F圖線，如圖所示.圖線 是在軌道傾斜情況下得到的(選填“”或“”)；小車及車中的祛碼總質(zhì)量 m =kg.解析(1)為平衡滑動(dòng)摩擦力，應(yīng)使小車重力沿斜面的分力與滑動(dòng)摩擦力相等，此時(shí)不能連接鉤碼，所以選C.(2)計(jì)算

7、加速度可由逐差法得到三個(gè)加速度再取平均值，此時(shí)誤差較小.(3)軌道傾斜太大，即使沒有鉤碼拉小車也將加速下滑，因此圖線為軌道傾斜情況下得到的.由圖線可得 mgsin 0 f=mao, Fi + mgsinO f = mai,可得質(zhì)量為 0.5 kg.答案(1)CS4+S5+S6 Si + S2 + S3(2) 9T2 0.55 . (2013天津河?xùn)|區(qū)高三總復(fù)習(xí)質(zhì)量檢測)研究物體運(yùn)動(dòng)的加速度與物體所受力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn) 裝置如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)的步驟如下：A .把一端帶有定滑輪的長木板放在水平桌面上，使定滑輪伸出桌面.B.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板沒有定滑輪的一端，并把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連接到電源上.C.把小車放

8、在長木板上并靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方，把紙帶的一端固定在小車上且讓紙帶穿過 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.D.細(xì)線的一端固定在小車上并跨過定滑輪，另一端懸掛一祛碼盤，調(diào)整滑輪的高度使滑輪和 小車間的細(xì)線與長木板平行.E.接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，釋放小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一列小點(diǎn).F.改變祛碼盤中祛碼的質(zhì)量，更換紙帶，重復(fù)上面步驟.G.根據(jù)紙帶上打的點(diǎn)算出每次實(shí)驗(yàn)時(shí)小車的加速度，把每次實(shí)驗(yàn)時(shí)祛碼和祛碼盤的重力記錄 在相應(yīng)的紙帶上.小軍打點(diǎn)計(jì)時(shí)器位CT-Fh-11m甲H.以小車的加速度 a為縱坐標(biāo)，細(xì)線的拉力 F(祛碼和祛碼盤的總重力)為橫坐標(biāo)，建立坐標(biāo) 系，畫出a-F圖象得出加速度與力的關(guān)系.(1)上述操作步驟中明

9、顯遺漏的步驟是 .(2)某同學(xué)畫出的a-F圖象如圖乙所示，圖 線不是直線的原因 可能 是答案(1)平衡摩擦力(2)沒有滿足祛碼和祛碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量6 . (2013唐山一模)為了驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，物體的加速度與它所受的合外力成正比”，用如圖所示裝置實(shí)驗(yàn)： 一端裝有定滑輪的木板放在水平桌面上，木板上有一小車，其一端與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，另一端通過跨過定滑輪的細(xì)線與祛碼連接.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車做勻加速運(yùn)動(dòng)，在紙 帶上打出一系列的點(diǎn)跡.2j30 mn505(1 c-fp利用圖中所示裝置開始實(shí)驗(yàn)，其中有一個(gè)錯(cuò)誤是(2)紙帶記錄了小車的勻變速運(yùn)動(dòng)，如圖所示，圖中兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫出.已

10、知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50 Hz,則小車運(yùn)動(dòng)的加速度 a=m/s2(保留1位有效數(shù)字).(3)如果實(shí)驗(yàn)操作過程沒有錯(cuò)誤，但在名大多數(shù)情況下，根據(jù)公式a = F計(jì)算出的加速度要比利用紙帶測出的加速度大.其原因是 .解析(1)本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證牛頓第二定律，用祛碼的重力代替滑塊所受的合力，故應(yīng)將長木板左端 墊高，以平衡摩擦力.X5 X1(2)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔 T= 0.1 s, X1 = 0.023 0 m, X5= 0.055 0 m, 2 = -42-=0.8 m/s2.(3)祛碼隨著小車加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，處于失重狀態(tài)，小車受到的拉力比祛碼的重力小，導(dǎo)致理論值 比實(shí)際值大.答案(1)沒有將長木板左端

11、墊高，平衡摩擦力(2)0.8(3)繩的拉力小于祛碼的重力7 .如下圖為用速度傳感器和拉力傳感器驗(yàn)證“質(zhì)量一定時(shí)加速度與物體所受合外力成正比” 的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖.濁以化建溫槍力傳感器i實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：在長木板上 A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器，讀出 A、B兩點(diǎn)間的距離L;將拉力傳感器固定在小車的左端，把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上，另一端通過定滑輪與鉤碼相連；接通電源，將小車自 C點(diǎn)釋放，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng).記錄細(xì)線拉力F的大小以及小車經(jīng)過A、B時(shí)的速率ya、vb;由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式計(jì)算出小車的加速度 a,并將測得的拉力和加速度填入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格中；改變所掛鉤碼的數(shù)量，重復(fù)、的操作.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格如下:次數(shù)F/Na/(m s 2)10.600.8021.041.6831.422.4442.624.8453.005.72理論圖線(1)由表中數(shù)據(jù)，在下圖坐標(biāo)紙上作出a-F實(shí)驗(yàn)圖線(