《2018年高考物理一輪復習 實驗四 探究加速度與力、質(zhì)量的關系教學案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018年高考物理一輪復習 實驗四 探究加速度與力、質(zhì)量的關系教學案（28頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 實驗四 探究加速度與力、質(zhì)量的關系 1.學會用控制變量法研究物理規(guī)律. 2.學會靈活運用圖象法處理物理問題的方法. 3.探究加速度與力、質(zhì)量的關系，并驗證牛頓第二定律． 1．實驗原理(見實驗原理圖) (1)保持質(zhì)量不變，探究加速度跟合外力的關系． (2)保持合外力不變，探究加速度與質(zhì)量的關系． (3)作出a－F圖象和a－圖象，確定其關系． 2．實驗器材 小車、砝碼、小盤、細繩、附有定滑輪的長木板、墊木、打點計時器、低壓交流電源、導線兩根、紙帶、天平、米尺． 3．實驗步驟 (1)測量：用天平測量小盤和砝碼的質(zhì)量m′和小車的質(zhì)量m. (2)安裝：按照如實驗

2、原理圖所示裝置把實驗器材安裝好，只是不把懸掛小盤的細繩系在小車上(即不給小車牽引力)． (3)平衡摩擦力：在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊，使小車能勻速下滑． (4)操作：①小盤通過細繩繞過滑輪系于小車上，先接通電源后放開小車，取下紙帶編號碼． ②保持小車的質(zhì)量m不變，改變砝碼和小盤的質(zhì)量m′，重復步驟①. ③在每條紙帶上選取一段比較理想的部分，測加速度a. ④描點作圖，作a－F的圖象． ⑤保持砝碼和小盤的質(zhì)量m′不變，改變小車質(zhì)量m，重復步驟①和③，作a－圖象． 【規(guī)律方法總結】 1．注意事項 (1)平衡摩擦力：適當墊高木板的右端，使小車的重力沿斜面方向的分力正

3、好平衡小車和紙帶受到的阻力．在平衡摩擦力時，不要把懸掛小盤的細繩系在小車上，讓小車拉著穿過打點計時器的紙帶勻速運動． (2)不重復平衡摩擦力． (3)實驗條件：m?m′. (4)一先一后一按：改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時小車應盡量靠近打點計時器，并應先接通電源，后釋放小車，且應在小車到達滑輪前按住小車． 2．誤差分析 (1)因?qū)嶒炘聿煌晟埔鸬恼`差：本實驗用小盤和砝碼的總重力m′g代替小車的拉力，而實際上小車所受的拉力要小于小盤和砝碼的總重力． (2)摩擦力平衡不準確、質(zhì)量測量不準確、計數(shù)點間距測量不準確、紙帶和細繩不嚴格與木板平行都會引起誤差． 3．數(shù)據(jù)處理 (1)利用

4、Δx＝aT2及逐差法求a. (2)以a為縱坐標，F(xiàn)為橫坐標，根據(jù)各組數(shù)據(jù)描點，如果這些點在一條過原點的直線上，說明a與F成正比． (3)以a為縱坐標，為橫坐標，描點、連線，如果該線為過原點的直線，就能判定a與m成反比． 高頻考點一　實驗原理與實驗操作 例1．某實驗小組利用下圖所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關系。 (1)下列做法正確的是________。(填字母代號) A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行 B．在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴在木塊上 C．實驗時，先放開木塊再接通打點計時器的電源 D．通過增減木

5、塊上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度 (2)為使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運動時受到的拉力，應滿足的條件是砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量________木塊和木塊上砝碼的總質(zhì)量。(選填“遠大于”“遠小于”或“近似等于”) (3) 甲、乙兩同學在同一實驗室，各取一套裝置放在水平桌面上，木塊上均不放砝碼，在沒有平衡摩擦力的情況下，研究加速度a與拉力F的關系，分別得到如圖中甲、乙兩條直線。設甲、乙用的木塊質(zhì)量分別為m甲、m乙，甲、乙用的木塊與木板間的動摩擦因數(shù)分別為μ甲、μ乙，由圖可知，m甲________m乙，μ甲________μ乙。(選填“大于”“小于”或“等于

6、”) (3)對木塊由牛頓第二定律得： F－μmg＝ma 即a＝F－μg。 由上式與題圖結合可知： >，μ甲g>μ乙g。 即：m甲μ乙 答案：　(1)AD　(2)遠小于　(3)小于　大于 【變式探究】利用如圖2所示裝置可以做力學中的許多實驗． 圖2 (1)以下說法正確的是(　　) A．用此裝置“研究勻變速直線運動”時，必須設法消除小車和長木板間的摩擦阻力的影響 B．用此裝置“研究勻變速直線運動”時，應使小盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量 C．用此裝置“探究加速度a與力F的關系”時，必須設法消除小車和長木板間的摩擦阻力的影響 D．用此裝置“探究

7、加速度a與力F的關系”時，應使小盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量 (2)本裝置中要用到打點計時器，如圖3所示為實驗室常用的兩種計時器，其中甲裝置用的電源要求是(　　) 圖3 A．交流220 V B．直流220 V C．交流4～6 V D．直流4～6 V (3)在利用此裝置“探究加速度a與力F的關系”時，實驗中按規(guī)范操作打出的一條紙帶的一部分如圖4所示．已知打點計時器接在頻率為50 Hz的交流電源上，則此次實驗中打點計時器打下A點時小車的瞬時速度為________m/s.(結果保留2位有效數(shù)字) 圖4 答案　(1)CD　(2)A　(3)0.53 (3)打點

8、計時器打下A點時小車的瞬時速度為vA＝ m/s≈0.53 m/s. 學 【舉一反三】(1)我們已經(jīng)知道，物體的加速度a同時跟合外力F和質(zhì)量m兩個因素有關．要研究這三個物理量之間的定量關系的思想方法是_____________________． (2)某同學的實驗方案如圖5所示，她想用砂桶的重力表示小車受到的合外力F，為了減小這種做法帶來的實驗誤差，她先做了兩方面的調(diào)整措施： 圖5 a．用小木塊將長木板無滑輪的一端墊高，目的是______________________． b．使砂桶的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，目的是使拉小車的力近似等于______________． (3)該同學利用

9、實驗中打出的紙帶求加速度時，處理方案有兩種： A．利用公式a＝計算； B．根據(jù)a＝利用逐差法計算． 兩種方案中，你認為選擇方案________比較合理． 答案　(1)控制變量法　(2)a.平衡摩擦力　b．砂桶的重力　(3)B 【變式探究】某實驗小組利用圖6所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關系． 圖6 ①下列做法正確的是________．(填字母代號) A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行 B．在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴在木塊上 C．實驗時，先放開木塊再接通打點計時器的電源 D．通過增減木塊上的砝碼改變

10、質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度 ②為使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運動時受到的拉力，應滿足的條件是砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量________木塊和木塊上砝碼的總質(zhì)量．(選填“遠大于”“遠小于”或“近似等于”) ③甲、乙兩同學在同一實驗室，各取一套圖7所示的裝置放在水平桌面上，木塊上均不放砝碼，在沒有平衡摩擦力的情況下，研究加速度a與拉力F的關系，分別得到圖中甲、乙兩條直線．設甲、乙用的木塊質(zhì)量分別為m甲、m乙，甲、乙用的木塊與木板間的動摩擦因數(shù)分別為μ甲、μ乙，由圖可知，m甲____m乙，μ甲____μ乙．(選填“大于”、“小于”或“等于”) 圖7 答案?、貯D?、?/p>

11、遠小于?、坌∮? 大于 ③對木塊由牛頓第二定律得： F－μmg＝ma 即a＝F－μg. 由上式與題圖結合可知： ＞，μ甲g＞μ乙g. 即：m甲＜m乙，μ甲＞μ乙 高頻考點二　數(shù)據(jù)處理與誤差分析 例2．用如圖8所示裝置做“探究物體的加速度跟力的關系”的實驗．實驗時保持小車的質(zhì)量不變，用鉤碼所受的重力作為小車受到的合力，用打點計時器和小車后端拖動的紙帶測出小車運動的加速度． 圖8 (1)實驗時先不掛鉤碼，反復調(diào)整墊塊的左右位置，直到小車做勻速直線運動，這樣做的目的是_____________________________________________________

12、___________________． (2)圖9為實驗中打出的一條紙帶的一部分，從比較清晰的點跡起，在紙帶上標出了連續(xù)的5個計數(shù)點A、B、C、D、E，相鄰兩個計數(shù)點之間都有4個點跡沒有標出，測出各計數(shù)點到A點之間的距離，如圖所示．已知打點計時器接在頻率為50 Hz的交流電源兩端，則此次實驗中小車運動的加速度的測量值a＝________ m/s2.(結果保留兩位有效數(shù)字) 圖9 (3)實驗時改變所掛鉤碼的質(zhì)量，分別測量小車在不同外力作用下的加速度．根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)畫出a－F關系圖象，如圖10所示．此圖象的AB段明顯偏離直線，造成此現(xiàn)象的主要原因可能是______．(選填下列選項的

13、序號) 圖10 A．小車與平面軌道之間存在摩擦 B．平面軌道傾斜角度過大 C．所掛鉤碼的總質(zhì)量過大 D．所用小車的質(zhì)量過大 答案　(1)平衡小車運動中所受的摩擦阻力　(2)1.0　(3)C (3)在實驗中認為細繩的張力F就是鉤碼的重力mg 【變式探究】某次“探究加速度a跟物體所受合力F和質(zhì)量m的關系”實驗如下． 圖11 (1)圖11甲所示為實驗裝置圖．圖乙為某次實驗得到的一段紙帶，計數(shù)點A、B、C、D、E間的時間間隔為0.1 s，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為________m/s2(結果保留兩位有效數(shù)字)． (2)保持小車質(zhì)量不變，改變砂和砂桶質(zhì)量

14、，進行多次測量．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a隨拉力F的變化圖線，如圖12所示．圖中直線沒有通過原點，其主要原因是_________ ________________________________________________________________________. 圖12 (3)保持砂和砂桶質(zhì)量不變，改變小車中砝碼質(zhì)量，進行多次測量，得到小車加速度a、質(zhì)量m及其對應的的數(shù)據(jù)如表中所示： 實驗次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 小車加速度a/(m·s－2) 1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0

15、.30 小車和砝碼質(zhì)量m/kg 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67 /kg－1 4.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60 a.請在圖13所示坐標紙中畫出a－圖線； 圖13 b．根據(jù)作出的a－圖象可以得到的結論是：__________________________________. 答案　(1)0.43　(2)實驗前未平衡摩擦力(或平衡摩擦力不充分)　(3)a.見解析圖　b．圖線為一條過原點的直線，表明在合外力一定時，加速度跟質(zhì)量成反比 【舉一反三】某同學

16、用圖甲所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律： (1)通過實驗得到如圖乙所示的a-F圖象，造成這一結果的原因是：在平衡摩擦力時木板與水平桌面的夾角________(選填“偏大”或“偏小”)。 (2)該同學在平衡摩擦力后進行實驗，實際小車在運動過程中所受的拉力________砝碼和盤的總重力(填“大于”“小于”或“等于”)，為了便于探究、減小誤差，應使小車質(zhì)量M與砝碼和盤的總質(zhì)量m滿足________的條件。 (3)該同學得到如圖丙所示的紙帶。已知打點計時器電源頻率為50 Hz。A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個連續(xù)的點。Δx＝xDG－xAD＝________cm。由此可算出小車的加速

17、度a＝________m/s2。(結果保留兩位有效數(shù)字) (3)由題圖丙可讀出xAD＝2.10 cm，xDG＝3.90 cm，所以Δx＝xDG－xAD＝1.80 cm，根據(jù)Δx＝aΔt2，解得a＝5.0 m/s2 答案：　(1)偏大　(2)小于　M?m　(3)1.80　5.0 高頻考點三　實驗拓展與創(chuàng)新 例3．(2016·全國Ⅲ·23)某物理課外小組利用圖7中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關系.圖中，置于實驗臺上的長木板水平放置，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.本實驗中可用的鉤碼共有N＝5個，每個質(zhì)量均為0.010kg

18、.實驗步驟如下： 圖7 (1)將5個鉤碼全部放入小車中，在長木板左下方墊上適當厚度的小物塊，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)個鉤碼掛在輕繩右端，其余N－n個鉤碼仍留在小車內(nèi)；用手按住小車并使輕繩與木板平行.釋放小車，同時用傳感器記錄小車在時刻t相對于其起始位置的位移s，繪制st圖象，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應的加速度a. (3)對應于不同的n的a值見下表.n＝2時的st圖象如圖8所示；由圖求出此時小車的加速度(保留2位有效數(shù)字)，將結果填入下表. n 1 2 3 4 5 a/(m·s－2) 0.20 0.58 0

19、.78 1.00 圖8 (4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖9中補齊數(shù)據(jù)點，并作出an圖象.從圖象可以看出：當物體質(zhì)量一定時，物體的加速度與其所受的合外力成正比. 圖9 (5)利用an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＝9.8m·s－2). (6)若以“保持木板水平”來代替步驟(1)，下列說法正確的是________(填入正確選項前的標號) A.an圖線不再是直線 B.an圖線仍是直線，但該直線不過原點 C.an圖線仍是直線，但該直線的斜率變大 答案　(3)0.39　(4)見解析圖　(5)0.44　(6)B 解析　(3)因為

20、小車做初速度為零的勻加速直線運動，將圖中點(2,0.78)代入s＝at2可得，a＝0.39m/s2. (4)根據(jù)描點法可得如圖所示圖線. 【變式探究】為了探究加速度與力的關系，使用如圖15所示的氣墊導軌裝置進行實驗，其中G1、G2為兩個光電門，它們與數(shù)字計時器相連，當滑塊通過G1、G2光電門時，光束被遮擋的時間Δt1、Δt2都可以被測量并記錄．滑塊連同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為M，擋光片寬度為D，光電門間距離為s，牽引砝碼的質(zhì)量為m. 圖15 回答下列問題： (1)實驗開始應先調(diào)節(jié)氣墊導軌下面的螺釘，使氣墊導軌水平，在不增加其他儀器的情況下，如何判定調(diào)節(jié)是否到位？

21、 (2)若取M＝0.4 kg，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＝5 g B．m2＝15 g C．m3＝40 g D．m4＝400 g (3)在此實驗中，需要測得每一個牽引力對應的加速度，其中求得的加速度的表達式為________(用Δt1、Δt2、D、s表示)． 答案　(1)接通氣源，將滑塊靜置于氣墊導軌上，輕推滑塊，看其能否做勻速直線運動　(2)D　(3)a＝(－) 【舉一反三】某同學利用圖16(a)所示實驗裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量m的對應關系圖，如圖(b)所示．實驗中小車(含發(fā)射器)的質(zhì)量為200 g，實

22、驗時選擇了不可伸長的輕質(zhì)細繩和輕定滑輪，小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計算機得到．回答下列問題： 圖16 (1)根據(jù)該同學的結果，小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成____(填“線性”或“非線性”)關系. (2)由圖(b)可知，a—m圖線不經(jīng)過原點，可能的原因是________________________． (3)若利用本實驗裝置來驗證“在小車質(zhì)量不變的情況下，小車的加速度與作用力成正比”的結論，并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力，則實驗中應采取的改進措施是________________________，鉤碼的質(zhì)量應滿足的條件是________________．

23、 答案　(1)非線性　(2)存在摩擦力　(3)調(diào)節(jié)軌道的傾斜度以平衡摩擦力　遠小于小車的質(zhì)量 解析　(1)由題圖可知小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成非線性關系． (2)a—m圖線不經(jīng)過原點，在m軸上有截距，即掛上小鉤碼后小車加速度仍為零，可能的原因是存在摩擦力． 1．[2016·全國卷Ⅲ] 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系．圖中，置于實驗臺上的長木板水平放置，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．本實驗中可用的鉤碼共有N＝5個，每個質(zhì)量均為0.010 kg.實驗步驟如下： (1)將5個鉤碼全部放入小車

24、中，在長木板左下方墊上適當厚度的小物塊，使小車(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑． 圖1- (2)將n(依次取n＝1，2，3，4，5)個鉤碼掛在輕繩右端，其余N－n個鉤碼仍留在小車內(nèi)；用手按住小車并使輕繩與木板平行．釋放小車，同時用傳感器記錄小車在時刻t相對于其起始位置的位移s，繪制s -t圖像，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應的加速度a. (3)對應于不同的n的a值見下表．n＝2時的s -t圖像如圖(b)所示；由圖(b)求出此時小車的加速度(保留2位有效數(shù)字)，將結果填入下表． n 1 2 3 4 5 a/(m·s－2) 0.20 0.58 0.78 1.00 (

25、4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖(c)中補齊數(shù)據(jù)點，并作出a-n圖像．從圖像可以看出：當物體質(zhì)量一定時，物體的加速度與其所受的合外力成正比． 圖1- (5)利用a-n圖像求得小車(空載)的質(zhì)量為______ kg(保留2位有效數(shù)字，重力加速度g取9.8 m/s2)． (6)若以“保持木板水平”來代替步驟(1)，下列說法正確的是 ________(填入正確選項前的標號)． A．a(chǎn)-n圖線不再是直線 B．a(chǎn)-n圖線仍是直線，但該直線不過原點 C．a(chǎn)-n圖線仍是直線，但該直線的斜率變大 答案：(3)0.39(0.37～0.49均可)　(4)a-n圖線如圖所示 (5)0.45(0.43～

26、0.47均可)　(6)BC (6)木板水平時要考慮摩擦力的影響， 對于掛在下面的n個鉤碼，有nmg－F′＝nma； 對于小車(含剩下的鉤碼)，有F′－μ[M＋(N－n)m]g＝[M＋(N－n)m]a； 兩式相加得nmg－μ[M＋(N－n)m]g＝(M＋Nm)a， 去中括號得n(mg＋μmg)－μ(M＋Nm)g＝(M＋Nm)a， 移項化簡得n(mg＋μmg)＝(M＋Nm)(a＋μg)， 解得a＝·n－μg＝·n－9.8μ， 可見a-n圖像仍是一條直線，但其斜率要變大，且不過坐標原點．學 (2015·新課標全國Ⅱ·22)某同學用圖14(a)所示的實驗裝置測量物塊與斜面之間的

27、動摩擦因數(shù)．已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz，物塊下滑過程中所得到的紙帶的一部分如圖(b)所示，圖中標出了五個連續(xù)點之間的距離． 圖14 (1)物塊下滑時的加速度a＝________ m/s2，打C點時物塊的速度v＝___________ m/s； (2)已知重力加速度大小為g，為求出動摩擦因數(shù)，還必須測量的物理量是________(填正確答案標號)． A．物塊的質(zhì)量 B．斜面的高度 C．斜面的傾角 答案　(1)3.25　1.79　(2)C (2014·新課標Ⅰ·22)某同學利用圖6(a)所示實驗裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量m的對應關系圖

28、，如圖(b)所示．實驗中小車(含發(fā)射器)的質(zhì)量為200g，實驗時選擇了不可伸長的輕質(zhì)細繩和輕定滑輪，小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計算機得到．回答下列問題： 圖6 (1)根據(jù)該同學的結果，小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成________(填“線性”或“非線性”)關系． (2)由圖(b)可知，a—m圖線不經(jīng)過原點，可能的原因是________________________． (3)若利用本實驗裝置來驗證“在小車質(zhì)量不變的情況下，小車的加速度與作用力成正比”的結論，并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力，則實驗中應采取的改進措施是______________________

29、__，鉤碼的質(zhì)量應滿足的條件是________________． 【答案】(1)非線性　(2)存在摩擦力　(3)調(diào)節(jié)軌道的傾斜度以平衡摩擦力　遠小于小車的質(zhì)量 (2013·天津·9(2))某實驗小組利用圖1所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關系． 圖1 ①下列做法正確的是________(填字母代號) A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行 B．在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴在木塊上 C．實驗時，先放開木塊再接通打點計時器的電源 D．通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度 ②為使砝碼桶及桶內(nèi)砝

30、碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運動時受到的拉力，應滿足的條件是砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量________木塊和木塊上砝碼的總質(zhì)量．(選填“遠大于”、“遠小于”或“近似等于”) 圖2 ③甲、乙兩同學在同一實驗室，各取一套圖1所示的裝置放在水平桌面上，木塊上均不放砝碼，在沒有平衡摩擦力的情況下，研究加速度a與拉力F的關系，分別得到圖2中甲、乙兩條直線．設甲、乙用的木塊質(zhì)量分別為m甲、m乙，甲、乙用的木塊與木板間的動摩擦因數(shù)分別為μ甲、μ乙，由圖2可知，m甲________m乙，μ甲________μ乙．(選填“大于”、“小于”或“等于”) ③對木塊由牛頓第二定律得： F－μmg＝ma

31、 即a＝F－μg. 由上式與題圖結合可知：＞，μ甲g＞μ乙g. 即：m甲＜m乙，μ甲＞μ乙 【答案】①AD?、谶h小于?、坌∮凇〈笥? 1．為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”，現(xiàn)提供如圖所示的實驗裝置．請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采取的做法是________； A．將木板不帶滑輪的一端適當墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動 B．將木板帶滑輪的一端適當墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動 C．將木板不帶滑輪的一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動 D．將木板不帶滑輪的一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下

32、使小車能夠靜止在木板上 (2)在實驗中，得到一條打點的紙帶，如圖所示，已知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T，且間距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出，則小車加速度的表達式為a＝__________________； (3)有一組同學保持小車及車中的砝碼質(zhì)量一定，探究加速度a與所受外力F的關系，他們在軌道水平和傾斜兩種情況下分別做了實驗，得到了兩條a－F圖線，如圖所示．圖線________(填“①”或“②”)是在軌道傾斜情況下得到的；小車及車中的砝碼總質(zhì)量m＝________kg. 【答案】(1)C　(2) (3)①　0.5 (3)軌道傾斜太大，即使沒有鉤碼拉小車也將加速下

33、滑，因此圖線①為軌道傾斜情況下得到的． 由題圖中圖線可得mgsin θ－f＝ma0， F1＋mgsin θ－f＝ma1， 可得：F1＋ma0＝ma1 由圖象知F1＝1 N，a0＝2 m/s2，a1＝4 m/s2 可求得m＝0.5 kg. 2．如圖所示是某同學探究加速度與力的關系的實驗裝置，他在氣墊導軌上安裝了一個光電門B，滑塊上固定一遮光條(寬度為d，d較小)，滑塊用細線繞過氣墊導軌左端的定滑輪與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放． (1)實驗時，將滑塊從A位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門B的時間t，若要得到滑塊的加速度，還需要測量的

34、物理量是__________________． (2)下列不必要的一項實驗要求是________(請?zhí)顚戇x項前對應的字母)． A．應使滑塊質(zhì)量遠大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量 B．應使A位置與光電門間的距離適當大些 C．應將氣墊導軌調(diào)節(jié)水平 D．應使細線與氣墊導軌平行 (3)改變鉤碼質(zhì)量，測出對應的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過光電門的時間t，通過描點作出線性圖象，研究滑塊的加速度與力的關系，處理數(shù)據(jù)時應作出________(填“t2－F”、“ －F”或“－F”)圖象． 【答案】(1)遮光條到光電門的距離L　(2)A　(3)－F 3．如圖所示為“探究加速度與物體受力的關系”的實驗

35、裝置圖．圖中A為小車，質(zhì)量為m1，連接在小車后面的紙帶穿過電火花打點計時器B，它們均置于水平放置的一端帶有定滑輪的足夠長的木板上，P的質(zhì)量為m2，C為彈簧測力計，實驗時改變P的質(zhì)量，讀出測力計不同讀數(shù)F，不計繩與滑輪的摩擦． (1)電火花打點計時器的工作電壓為________(填“交”或“直”)流________V. (2)下列說法正確的是(　　) A．一端帶有定滑輪的長木板必須保持水平 B．實驗時應先接通電源后釋放小車 C．實驗中m2應遠小于m1 D．測力計的讀數(shù)始終為 (3)如圖為某次實驗得到的紙帶，紙帶上標出了所選的四個計數(shù)點之間的距離，相鄰計數(shù)點間還有四個點沒有畫出．

36、由此可求得小車的加速度的大小是________m/s2(交流電的頻率為50 Hz，結果保留兩位有效數(shù)字)． (4)實驗時，某同學由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，他測量得到的a－F圖象可能是下圖中的圖線(　　) 【答案】(1)交　220 　(2)B　(3)0.50　(4)C (4)遺漏了平衡摩擦力這一步驟，他測量得到的a－F圖象，應該是當F從某一值開始增大，加速度a才開始增大，所以可能是圖線C. 學 4．某實驗小組利用彈簧測力計和刻度尺，測量滑塊在木板上運動的最大速度． 甲 乙 實驗步驟： ①用彈簧測力計測量橡皮泥和滑塊的總重力，記作G； ②將裝有橡皮泥

37、的滑塊放在水平木板上，通過水平細繩和固定彈簧測力計相連，如圖甲所示．在A端向右拉動木板，待彈簧測力計示數(shù)穩(wěn)定后，將讀數(shù)記作F； ③改變滑塊上橡皮泥的質(zhì)量，重復步驟①②；實驗數(shù)據(jù)如下表所示： G/N 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 F/N 0.59 0.83 0.99 1.22 1.37 1.61 ④如圖乙所示，將木板固定在水平桌面上，滑塊置于木板上左端C處，細繩跨過定滑輪分別與滑塊和重物P連接，保持滑塊靜止，測量重物P離地面的高度h； ⑤滑塊由靜止釋放后開始運動并最終停在木板上的D點(未與滑輪碰撞)，測量C、D間的距離s. 完成下

38、列作圖和填空： (1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定坐標紙上作出F－G圖線． (2)由圖線求得滑塊和木板間的動摩擦因數(shù)μ＝________(保留2位有效數(shù)字)． (3)滑塊最大速度的大小v＝____________(用h、s、μ和重力加速度g表示)． 【答案】(1)如圖所示 (2)0.40(0.38、0.39、0.41、0.42均正確) (3) 5．某實驗小組在“探究加速度與物體受力的關系”實驗中，設計出如下的實驗方案，其實驗裝置如圖18所示．已知小車質(zhì)量M＝214.6 g，砝碼盤質(zhì)量m0＝7.8 g，所使用的打點計時器交流電頻率f＝50 Hz.其實驗步驟是： 圖18 A

39、．按圖中所示安裝好實驗裝置； B．調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長木板向下做勻速直線運動； C．取下細繩和砝碼盤，記下砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m； D．將小車置于打點計時器旁，先接通電源，再放開小車，打出一條紙帶，由紙帶求得小車的加速度a； E．重新掛上細繩和砝碼盤，改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，重復B—D步驟，求得小車在不同合外力F作用下的加速度． 回答下列問題： (1)按上述方案做實驗，是否要求砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量？________(填“是”或“否”)． (2)實驗中打出的其中一條紙帶如圖19所示，由該紙帶可求得小車的加速度a＝_____m/s2. 圖19

40、 (3)某同學將有關測量數(shù)據(jù)填入他所設計的表格中，如下表， 次數(shù) 1 2 3 4 5 砝碼盤中砝碼的重力F/N 0.10 0.20 0.29 0.39 0.49 小車的加速度a/(m·s－2) 0.88 1.44 1.84 2.38 2.89 他根據(jù)表中的數(shù)據(jù)畫出a－F圖象(如圖20)．造成圖線不過坐標原點的一條最主要原因是_______________，從該圖線延長線與橫軸的交點可求出的物理量是________________，其大小為__________． 圖20 答案　(1)否　(2)0.88　(3)在計算小車所受的合外力時未計入砝碼盤

41、的重力(只要涉及“未考慮砝碼質(zhì)量的因素”就算正確)　砝碼盤的重力　0.08 N 6.在用DIS研究小車加速度與外力的關系時，某實驗小組先用如圖11(a)所示的實驗裝置，重物通過滑輪用細線拉小車，在小車和重物之間接一個不計質(zhì)量的微型力傳感器，位移傳感器(發(fā)射器)隨小車一起沿水平軌道運動，位移傳感器(接收器)固定在軌道一端，實驗中力傳感器的拉力為F，保持小車[包括位移傳感器(發(fā)射器)]的質(zhì)量不變，改變重物重力重復實驗若干次，得到加速度與外力的關系如圖(b)所示. 圖11 (1)小車與軌道的滑動摩擦力Ff＝______N. (2)從圖象中分析，小車[包括位移傳感器(發(fā)射器

42、)]的質(zhì)量為______kg. (3)該實驗小組為得到a與F成正比的關系，應將斜面的傾角θ調(diào)整到tanθ＝______. 答案　(1)0.67　(2)0.67　(3)0.1 (3)為得到a與F成正比的關系，則應該平衡摩擦力，則有： Mgsinθ＝μMgcosθ 解得：tan θ＝μ， 根據(jù)Ff＝μMg得：μ＝＝0.1 所以tan θ＝0.1. 學 7.如圖12所示，某同學設計了一個測量滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)的實驗裝置，裝有定滑輪的長木板固定在水平實驗臺上，木板上有一滑塊，滑塊右端固定一個動滑輪，鉤碼和彈簧測力計通過繞在滑輪上的輕繩相連，放開鉤碼，滑塊在長木板上做勻加速直線運動. 圖12 (1)實驗得到一條如圖13所示的紙帶，相鄰兩計數(shù)點之間的時間間隔為0.1s，由圖中的數(shù)據(jù)可知，滑塊運動的加速度大小是________m/s2.(計算結果保留兩位有效數(shù)字) 圖13 (2)讀出彈簧測力計的示數(shù)F，處理紙帶，得到滑塊運動的加速度a；改變鉤碼個數(shù)，重復實驗.以彈簧測力計的示數(shù)F為縱坐標，以加速度a為橫坐標，得到的圖象是縱軸截距為b的一條傾斜直線，如圖14所示.已知滑塊和動滑輪的總質(zhì)量為m，重力加速度為g，忽略滑輪與繩之間的摩擦.則滑塊和木板之間的動摩擦因數(shù)μ＝________. 圖14 答案　(1)2.4　(2) - 28 -