（浙江選考）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 實驗3 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系夯基提能作業(yè)本.docx
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實驗3 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 1.[2018浙江11月選考,17(2)]在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中,兩個相同的小車放在光滑水平板上,前端各系一條細(xì)繩,繩的另一端跨過定滑輪各掛一個小盤,盤中可放重物。小車的停和動通過用黑板擦按住小車后的細(xì)線和抬起來控制,如圖1所示。實驗要求小盤和重物所受的重力近似等于使小車做勻加速直線運動的力。 圖1 圖2 ①請指出圖2中錯誤之處: 。 ②調(diào)整好裝置后,在某次實驗中測得兩小車的位移分別是x1和x2,則兩車的加速度之比為 。 答案 ①拉小車的細(xì)繩沒有與水平板平行,m沒有遠(yuǎn)小于M?、趚1∶x2 解析 細(xì)繩拉力方向應(yīng)與水平板平行,以保證小車受到恒力的作用,從而加速度恒定,如果不平行,則隨著小車的運動,小車水平方向的拉力會發(fā)生變化;同時根據(jù)題意“小盤和重物所受的重力近似等于使小車做勻加速直線運動的力”,只有當(dāng)m遠(yuǎn)小于M時,可以近似把小車的拉力近似等于托盤和重物的重力。根據(jù)x=12at2可知,兩車同時釋放,同時靜止,加速度之比等于位移之比。 2.(1)(多選)利用下圖裝置可以做力學(xué)中的若干實驗,以下說法正確的是 。 A.用此裝置做“研究勻變速直線運動”實驗時,必須設(shè)法消除小車和木板間的摩擦力的影響 B.用此裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗時,應(yīng)使小盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 C.用此裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗時,每次改變盤和盤內(nèi)砝碼總質(zhì)量后,不需要重新平衡摩擦力 D.用此裝置做“探究功與速度變化的關(guān)系”實驗時,不需要平衡小車運動中所受的摩擦力。 (2)(多選)在用此裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗時,下列說法正確的是 。 A.應(yīng)先釋放紙帶再接通電源 B.拉小車的細(xì)線應(yīng)盡可能與長木板平行 C.紙帶與小車相連端的點跡較密 D.輕推小車,若拖著紙帶的小車能夠勻速下滑,則說明摩擦力已被平衡 (3)如圖所示是實驗時打出的一條紙帶,A、B、C、D…為每隔2個點選取的計數(shù)點,據(jù)此紙帶可知E點瞬時速度大小為 m/s。 答案 (1)BC (2)BCD (3)0.400.01 m/s 解析 (1)用此裝置做“研究勻變速直線運動”實驗時,只要使小車做勻加速運動即可,沒必要消除小車和木板間的摩擦力的影響,選項A錯誤;在用此裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗時,應(yīng)使小盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,這樣才近似認(rèn)為盤及盤內(nèi)砝碼的重力等于小車受到的拉力,選項B正確;因平衡摩擦力后滿足mg sin θ=μmg cos θ,兩邊消去了m,則用此裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗時,每次改變盤和盤內(nèi)砝碼總質(zhì)量后,不需要重新平衡摩擦力,選項C正確;用此裝置做“探究功與速度變化的關(guān)系”實驗時,需要平衡小車運動中所受的摩擦力,這樣才能認(rèn)為砝碼的拉力做的功等于合外力做的功,選項D錯誤。故選B、C。 (2)實驗中要先接通電源再釋放紙帶,選項A錯誤;拉小車的細(xì)線應(yīng)盡可能與長木板平行,以減小實驗的誤差,選項B正確;紙帶與小車相連端的點跡是運動剛開始時打出的,所以較為密集,選項C正確;輕推小車,若拖著紙帶的小車能夠勻速下滑,則說明摩擦力已被平衡,選項D正確。故選B、C、D。 (3)由題意可知T=0.06 s,求得vE=XDF2T=5.010-20.062 m/s=0.41 m/s。 3.某實驗小組用如圖所示裝置研究加速度與力的關(guān)系,圖中帶滑輪的長木板水平放置于桌面,拉力傳感器可直接顯示所受到的拉力大小。 (1)(多選)實驗時,下列操作必要且正確的是 。 A.未吊砂桶時將長木板右端適當(dāng)墊高,使小車能勻速滑動 B.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,同時記錄傳感器的示數(shù) C.改變砂和砂桶質(zhì)量,打出幾條紙帶 D.用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量 E.為了減小誤差,實驗中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 (2)若直接按上圖所示裝置進行實驗,以傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo),以通過紙帶分析得到的加速度a為縱坐標(biāo),畫出的a-F圖像合理的是 。 答案 (1)ABC (2)B 解析 (1)實驗前要平衡摩擦力,將長木板右端適當(dāng)墊高,使小車能勻速滑動,故A正確;為充分利用紙帶,應(yīng)使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,同時記錄傳感器的示數(shù),故B正確;為得出普遍規(guī)律,要改變砂和砂桶質(zhì)量,打出幾條紙帶,故C正確;小車受到的拉力可由拉力傳感器測出來,不需要用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量,故D錯誤;小車受到的拉力可以由拉力傳感器測出,實驗中不需要保證砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,故E錯誤。故選A、B、C。 (2)小車質(zhì)量不變時,加速度與拉力成正比,所以a-F圖像是一條傾斜的直線,由實驗裝置可知,實驗前沒有平衡摩擦力,則畫出的a-F圖像在F軸上有截距,故選B。 4.某同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的裝置來探究“加速度與合力的關(guān)系”。帶滑輪的長木板水平放置,滑塊右端與穿過打點計時器的紙帶相連,左端通過拉力傳感器連接細(xì)線與砂桶。將滑塊由靜止釋放,直接由拉力傳感器讀出細(xì)線的拉力F,根據(jù)打出的紙帶求出加速度a。改變砂桶內(nèi)細(xì)砂質(zhì)量,得到若干組a-F數(shù)據(jù)。進行數(shù)據(jù)分析處理,得出“加速度與合力的關(guān)系”。請回答下列實驗的相關(guān)問題。 甲 乙 (1)實驗中力傳感器的示數(shù)F (選填“大于”“小于”或“等于”)細(xì)砂和砂桶受到的總重力。 (2)圖乙是某次實驗得到的一條紙帶的一部分,測得各計數(shù)點到O點的距離分別為OA=2.00 cm,OB=5.49 cm,OC=10.49 cm,OD=17.00 cm,OE=25.01 cm,OF=34.52 cm,每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點未畫出,所用交流電源頻率為50 Hz。滑塊的加速度a= m/s2。(結(jié)果保留兩位小數(shù)) (3)根據(jù)記錄數(shù)據(jù)該同學(xué)作出a-F圖像如圖丙所示,由圖像可知滑塊A的質(zhì)量為 kg,受到的摩擦力大小為 N。 丙 答案 (1)小于 (2)1.50 (3)0.2 0.32 解析 (1)砂桶做勻加速直線運動,根據(jù)牛頓第二定律得 mg-F=ma,則F下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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