課時(shí)訓(xùn)練19探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系基礎(chǔ)夯實(shí)1.如果a- 1m圖象是通過原點(diǎn)的一條直線,則說明()A.物體的加速度a與質(zhì)量m成正比B.物體的加速度a與質(zhì)量m成反比C.物體的質(zhì)量m與加速度a成正比D.物體的質(zhì)量m與加速度a成反比答案B解析a- 1m圖象是過原點(diǎn)的直線,表明加速度a與質(zhì)量m成反比,但不能說物體的質(zhì)量與加速度成正比或成反比,因?yàn)槲矬w的質(zhì)量是個(gè)定值,B正確,A、C、D錯(cuò).2.某同學(xué)做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,在平衡摩擦力時(shí),把長(zhǎng)木板的一端墊得偏低,使得傾角偏小,他所得的a-F關(guān)系圖象可以用圖所示的哪一個(gè)來表示()答案D解析在平衡摩擦力時(shí),若把長(zhǎng)木板的一端墊得過低,小車重力沿木板方向的分力小于摩擦力.3.在“探究加速度與物體質(zhì)量的定性關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,在增大物體的質(zhì)量的同時(shí),要保證物體所受的合外力不變,下列措施可行的是()A.增大斜面的傾角B.減小斜面的傾角C.保持斜面傾角不變D.以上措施都不能實(shí)現(xiàn)答案B解析小車下滑過程中受到有重力、支持力和摩擦力的作用,假設(shè)動(dòng)摩擦因數(shù)為,斜面傾角為,物體質(zhì)量為m,則所受的合外力為F合=mgsin -mgcos ,則在增大m的同時(shí)必須要減小,才能保持F合不變.4.用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量加速度探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時(shí),需要平衡摩擦力.平衡摩擦力時(shí),應(yīng)該讓小車()A.掛上小盤,拖上紙帶,啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B.不掛小盤,拖上紙帶,啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器C.掛上小盤,不拖紙帶D.不掛小盤,不拖紙帶答案B解析平衡摩擦力時(shí),應(yīng)將繩從小車上拿去,不拴盤,選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤;應(yīng)把紙帶所受的摩擦阻力一起平衡掉,所以應(yīng)讓小車拖上紙帶,且讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處于工作狀態(tài),選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.5.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,關(guān)于平衡摩擦力的說法中不正確的是()A.“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是想辦法讓小車受到的摩擦力為零B.“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是使小車所受的重力的下滑分力與所受到的摩擦阻力相平衡C.“平衡摩擦力”的目的就是要使小車所受的合外力等于所掛鉤碼通過細(xì)繩和滑輪對(duì)小車施加的拉力D.“平衡摩擦力”是否成功,可輕輕推動(dòng)小車,由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上的點(diǎn)跡間距是否相等而確定答案A6.(多選)如圖是某些同學(xué)在探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的圖象,下列說法中正確的是()A.形成圖甲的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過大B.形成圖乙的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過小C.形成圖丙的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過大D.形成圖丁的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過小答案AD解析圖甲a-F的圖象,當(dāng)F=0時(shí),加速度a0,說明F=0時(shí),物體受到的合外力已不等于零,即平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過大,使mgsin >f滑;圖乙同圖甲的原因相同.圖丙、丁是由于平衡摩擦力時(shí)傾角過小,而使f滑>mgsin .所以,選項(xiàng)A、D正確.能力提升7.一同學(xué)準(zhǔn)備做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn).圖1(1)圖1中A、B、C、D、E表示部分實(shí)驗(yàn)器材,該同學(xué)需在圖中選用的器材是.(用字母表示)(2)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室選齊所需器材后,經(jīng)正確操作獲得如圖2所示的兩條紙帶和.紙帶的加速度大(填“”或“”),其加速度大小為.圖2答案(1)BDE(2)(2.50.2) m/s2解析(1)該同學(xué)需要打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(B)、小車(D)和鉤碼(E),不需要重錘(A)和秒表(C).(2)紙帶的加速度a1=(38.10-34.20)-(34.20-30.70)10-2(20.02)2 m/s2=2.50 m/s2紙帶的加速度a2=(35.90-32.35)-(32.35-29.00)10-2(20.02)2 m/s2=1.25 m/s2.8.(2016全國)某物理課外小組利用圖(a)中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關(guān)系.圖中,置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的長(zhǎng)木板水平放置,其右端固定一輕滑輪:輕繩跨過滑輪,一端與放在木板上的小滑車相連,另一端可懸掛鉤碼.本實(shí)驗(yàn)中可用的鉤碼共有N=5個(gè),每個(gè)質(zhì)量均為0.010 kg.實(shí)驗(yàn)步驟如下:圖(a)(1)將5個(gè)鉤碼全部放入小車中,在長(zhǎng)木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物塊,使小車(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑.(2)將n(依次取n=1,2,3,4,5)個(gè)鉤碼掛在輕繩右端,其余N-n個(gè)鉤碼仍留在小車內(nèi);用手按住小車并使輕繩與木板平行.釋放小車,同時(shí)用傳感器記錄小車在時(shí)刻t相對(duì)于其起始位置的位移s,繪制s-t圖象,經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應(yīng)的加速度a.(3)對(duì)應(yīng)于不同的n的a值見下表.n=2時(shí)的s-t圖象如圖(b)所示:由圖(b)求出此時(shí)小車的加速度(保留2位有效數(shù)字),將結(jié)果填入下表.n12345a/(ms-2)0.200.580.781.00(4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖(c)中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn),并作出a-n圖象.從圖象可以看出:當(dāng)物體質(zhì)量一定時(shí),物體的加速度與其所受的合外力成正比.圖(b)圖(c)(5)利用a-n圖象求得小車(空載)的質(zhì)量為 kg(保留2位有效數(shù)字,重力加速度取g=9.8 ms-2).(6)若以“保持木板水平”來代替步驟(1),下列說法正確的是(填入正確選項(xiàng)前的標(biāo)號(hào)).A.a-n圖線不再是直線B.a-n圖線仍是直線,但該直線不過原點(diǎn)C.a-n圖線仍是直線,但該直線的斜率變大答案(3)0.40(0.370.49均對(duì))(4)a-n圖線見解析(5)0.45(0.430.47均對(duì))(6)BC解析(3)小滑車釋放后做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)滿足x=12at2由題圖(b)知,當(dāng)x=0.8 m時(shí),t=2.00 s,代入式解得a=0.40 m/s2(4)描點(diǎn)作圖a-n圖線如圖:(5)對(duì)鉤碼與小滑車組成的系統(tǒng)有nmg=(m+5m)a代入數(shù)據(jù)解得a=mgm+5mn=0.1Nm+0.05kgn由圖象知k=15,故0.1m+0.05=15,解得m=0.45 kg.(6)若木板保持水平,則對(duì)系統(tǒng)由牛頓第二定律得nmg-m+(N-n)mg=(m+Nm)aa=(1+)mgm+Nmn-g=(1+)mgm+5mn-g.由此知圖線不過原點(diǎn),且斜率增大,故B、C選項(xiàng)正確.9.在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中,由于存在摩擦力的影響使實(shí)驗(yàn)有較大的誤差,有人設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):如圖所示,質(zhì)量為m的滑塊A放在氣墊導(dǎo)軌B上,C為位移傳感器,它能將滑塊A到傳感器C的距離數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到計(jì)算機(jī)上,經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后在屏幕上顯示滑塊A的位移時(shí)間(s-t)圖象和速度時(shí)間(v-t)圖象.整個(gè)裝置置于高度可調(diào)節(jié)的斜面上,斜面的長(zhǎng)度為l、高度為h.(1)本實(shí)驗(yàn)中摩擦力對(duì)滑塊A的影響(選填“明顯,不可忽略”或“不明顯,可忽略”).(2)本實(shí)驗(yàn)中滑塊A所受的合外力表達(dá)式為.實(shí)驗(yàn)中可以通過改變來驗(yàn)證質(zhì)量一定時(shí),加速度與力成正比的關(guān)系;通過保持不變,可驗(yàn)證力一定時(shí),加速度與質(zhì)量成反比的關(guān)系.答案(1)不明顯,可忽略(2)m0ghlhm0h解析(1)本實(shí)驗(yàn)儀器用的是氣墊導(dǎo)軌,滑塊A在運(yùn)動(dòng)中幾乎不受摩擦力的作用.(2)本實(shí)驗(yàn)中滑塊A的合外力為F=m0gsin =m0ghl,如驗(yàn)證質(zhì)量一定時(shí),加速度與合外力的關(guān)系只需要調(diào)節(jié)h即可;如驗(yàn)證合外力一定時(shí),應(yīng)使F=m0ghl不變,即保持m0h之積不變即可.