2018-2019學年高中物理 第四章 牛頓運動定律 課后提升訓練 4.2 實驗探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 新人教版必修1.doc

《2018-2019學年高中物理 第四章 牛頓運動定律 課后提升訓練 4.2 實驗探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 新人教版必修1.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學年高中物理 第四章 牛頓運動定律 課后提升訓練 4.2 實驗探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 新人教版必修1.doc（8頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

課后提升訓練 實驗:探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 (25分鐘　50分) 1.(10分)甲同學準備做“驗證機械能守恒定律”實驗,乙同學準備做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗。 (1)圖中A、B、C、D、E表示部分實驗器材,甲同學需在圖中選用的器材________;乙同學需在圖中選用的器材________。(用字母表示) (2)乙同學在實驗室選齊所需器材后,經(jīng)正確操作獲得如圖所示的兩條紙帶①和②。紙帶______的加速度大(選填“①”或“②”),其加速度大小為__________。 【解析】(1)要采用落體法驗證機械能守恒定律,需要下落的重物A和計時用的打點計時器B;要探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實驗,需要研究對象小車D,拉動小車的鉤碼E及打點計時器B。 (2)紙帶①的加速度為 a1= =m/s2 =2.50m/s2 紙帶②的加速度為 a2= =m/s2 =1.25m/s2 因此紙帶①的加速度大,大小為2.50m/s2。 答案:(1)A、B　B、D、E　(2)①　2.50m/s2(2.48～2.52均可) 2.(10分)用如圖所示的裝置研究在作用力F一定時,小車的加速度a與小車質(zhì)量M的關(guān)系,某位同學設(shè)計的實驗步驟如下: A.用天平稱出小車和小桶及內(nèi)部砂子的質(zhì)量 B.按圖示安裝好實驗器材 C.把輕繩系在小車上并繞過定滑輪懸掛砂桶 D.將電磁打點計時器接在6V電壓的蓄電池上,接通電源,放開小車,打點計時器在紙帶上打下一系列點,并在紙帶上標明小車的質(zhì)量 E.保持小桶及內(nèi)部砂子的質(zhì)量不變,增加小車上的砝碼個數(shù),并記錄每次增加后的M值,重復(fù)上述實驗 F.分析每條紙帶,測量并計算出加速度的值 G.作a -M關(guān)系圖象,由圖象確定a與M的關(guān)系 (1)該同學漏掉的重要實驗步驟是________________,該步驟應(yīng)排在________步實驗之后。 (2)在上述步驟中,有錯誤的是______________,應(yīng)把____________________改為____________________。 (3)在上述步驟中,處理不恰當?shù)氖莀_______,應(yīng)把__________改為________。 【解析】實驗中把小桶及其中砂子的重力看作與小車所受拉力大小相等,沒有考慮摩擦力,故在懸掛砂桶前必須平衡摩擦力。電磁打點計時器接在6V電壓的蓄電池上時不能打點,必須接在6V以下交流電壓的學生電源上。作a -M關(guān)系圖象,得到的是雙曲線的一支,很難做出正確的判斷,必須“化曲為直”,改作a -關(guān)系圖象。 答案:(1)平衡摩擦力　B　(2)D　6V電壓的蓄電池 6V以下交流電壓的學生電源　(3)G　a -M　a - 【補償訓練】 在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中,備有下列器材: A.電火花計時器;B.天平;C.秒表;D.交流電源; E.電池;F.紙帶;G.細繩、砝碼、滑塊(可放在氣墊導(dǎo)軌上);H.氣墊導(dǎo)軌(一端帶定滑輪);I.毫米刻度尺;J.小型氣泵。 (1)實驗中應(yīng)選用的器材有__________________________________________; 實驗的研究對象是____________________________________________。 (2)本實驗分兩大步驟進行: ①____________________________________________; ②____________________________________________。 【解析】實驗的研究對象為放在氣墊導(dǎo)軌上的滑塊,做本實驗時,在m一定時,根據(jù)不同力作用下打出的紙帶,求出加速度;在F一定時,根據(jù)不同質(zhì)量條件下打出的紙帶,求出加速度。只要明確電火花計時器及氣墊導(dǎo)軌的工作條件,就不難將器材選出,器材為ABDFGHIJ。 答案:(1)ABDFGHIJ　放在氣墊導(dǎo)軌上的滑塊 (2)見解析 3.(14分)某同學將力傳感器固定在小車上,然后把繩的一端固定在傳感器拉鉤上,用來測量繩對小車的拉力,探究在小車以及傳感器總質(zhì)量不變時加速度跟它們所受拉力的關(guān)系,根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標系中作出了如圖所示的a-F圖象。 (1)圖線不過坐標原點的原因是:______________________________________。 (2)本實驗中是否仍需要砂和桶的總質(zhì)量遠小于小車和傳感器的總質(zhì)量________(選填“是”或“否”)。 (3)由圖象求出小車和傳感器的總質(zhì)量為________kg。 【解析】(1)由圖象可知,當F不等于零時,加速度仍然為零,說明沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足。 (2)該實驗中由于已經(jīng)用傳感器測出繩子的拉力大小,不是將砂和桶的重力作為小車的拉力,故不需要滿足砂和桶的總質(zhì)量遠小于車和傳感器的總質(zhì)量。 (3)a-F圖象中的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù),由圖可知,k===1.0,所以質(zhì)量M==1.0kg。 答案:(1)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足　(2)否　(3)1.0 【補償訓練】 一同學在實驗中保持拉力不變,得到了小車加速度隨質(zhì)量變化的一組數(shù)據(jù),如表所示。 實驗 序號 加速度 a/(ms-2) 小車與砝碼 總質(zhì)量m/kg 小車與砝碼總質(zhì)量 的倒數(shù)m-1/kg-1 1 0.29 0.20 5.0 2 0.25 0.25 4.0 3 0.22 0.30 3.3 4 0.18 0.35 2.9 5 0.16 0.40 2.5 (1)請你在如圖所示的方格紙中建立合適的坐標并畫出能直觀反映出加速度與質(zhì)量關(guān)系的圖線。 (2)由圖線可知F一定時,a與m成________關(guān)系。 【解析】由數(shù)據(jù)猜測a與成正比關(guān)系,建立a-坐標系進行描點連線。 由圖線可知a-圖線為過原點的直線,故F一定時,a與成正比,即a與m成反比關(guān)系。 答案:(1)見解析　(2)反比 4.(16分)(2017內(nèi)江高一檢測)在“探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中,采用如圖所示的實驗裝置,小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示,盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示,小車的加速度可由小車后拖動的紙帶打上的點計算出。 (1)若取M=0.4kg,改變m的值,進行多次實驗,以下m的取值不合適的一個是________。 A.m1=5g　　　　　　　　 B.m2=15g C.m3=40g D.m4=400g (2)如圖為實驗中用打點計時器打出的一條較理想的紙帶,紙帶上A、B、C、D、E、F、G為七個相鄰的計數(shù)點,相鄰計數(shù)點間的時間間隔是0.1s,距離如圖,單位是cm,小車的加速度是____m/s2(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。 (3)如圖(a)為甲同學根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的a-F圖線,圖線有縱截距的原因是______________________。 (4)乙、丙兩同學用同一裝置做實驗,取相同的標度畫出了各自得到的a-F圖線,如圖(b)所示,兩個同學做實驗時的哪一個物理量取值不同?______________。 【解析】(1)在這個實驗中,用盤及盤中砝碼的重力表示小車受到的合力,應(yīng)滿足小車的質(zhì)量遠遠大于盤及盤中砝碼的質(zhì)量,D不合適。 (2)a==1.59m/s2 (3)a-F圖線,圖線有縱截距,說明合力為零的情況下,已有了加速度,則說明平衡摩擦力時木板的傾角過大。 (4)a-F圖線的斜率代表質(zhì)量的倒數(shù),兩圖線斜率不同說明質(zhì)量不同,M不同或兩小車及車上的砝碼的總質(zhì)量不同時,a-F圖線的斜率也就不同。 答案:(1)D　(2)1.59　(3)平衡摩擦力時木板傾角過大 (4)M不同或兩小車及車上的砝碼的總質(zhì)量不同 【補償訓練】 如圖為某同學設(shè)計的“探究加速度與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系”實驗裝置簡圖,A為小車,B為電火花計時器,C為裝有砝碼的小桶,D為一端帶有定滑輪的長木板。在實驗中細線對小車拉力F等于砝碼和小桶的總重力,小車運動加速度a可用紙帶上的點求得。 (1)為了研究加速度跟力和質(zhì)量的關(guān)系,應(yīng)該采用的研究實驗方法是________。 A.控制變量法　　　　　　　 B.假設(shè)法 C.理想實驗法 D.圖象法 (2)關(guān)于該實驗,下列說法中不正確的是________。 A.砝碼和小桶的總質(zhì)量要遠大于小車的質(zhì)量 B.為消除摩擦力對實驗的影響,可以把木板D的左端適當墊高 C.電火花計時器使用交流電源 D.長木板的左端被墊高后,圖中細線應(yīng)保持與木板平行 (3)如圖是實驗中獲取的一條紙帶的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是計數(shù)點,每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點(圖中未標出),計數(shù)點間的距離如圖所示。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可得出表格1中空白處的數(shù)據(jù)應(yīng)是________。 表格1 計數(shù)點 1 2 3 4 5 6 瞬時速度 v/(ms-1) 0.165 0.215 0.314 0.364 0.413 由紙帶求出小車的加速度a=________m/s2。(加速度a保留兩位有效數(shù)字) (4)在“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時,保持砝碼和小桶質(zhì)量不變,改變小車質(zhì)量m,分別測得小車的加速度a與對應(yīng)的質(zhì)量m數(shù)據(jù)如表格2。 表格2 次　數(shù) 1 2 3 4 5 小車的加速度 a/(ms-2) 1.25 1.00 0.80 0.50 0.40 小車的質(zhì)量m/kg 0.400 0.500 0.625 1.000 1.250 小車質(zhì)量的倒數(shù) m-1/kg-1 2.50 2.00 1.60 1.00 0.80 利用表格2中的數(shù)據(jù),在坐標紙中作出a與關(guān)系的圖象。 【解析】(1)選A。由于加速度與作用力和物體質(zhì)量兩個因素有關(guān),所以實驗采用的是控制變量法,A正確,B、C、D錯誤。(2)選A。為了使小車受的拉力與砝碼和小桶的總重力相等,應(yīng)使砝碼和小桶的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量,A錯誤;為了消除摩擦力對實驗的影響,要平衡摩擦力,即把木板遠離滑輪的一側(cè)適當墊高,B正確;無論是電磁打點計時器,還是電火花計時器,都使用交流電源,C正確;細線與木板不平行,則小車產(chǎn)生加速度的力與細線的拉力不相等,D正確。所以選A。 (3)v3=m/s=0.264m/s a=m/s2 =0.50m/s2 (4)圖象如圖 答案:(1)A　(2)A　(3)0.264　0.50　(4)見解析