高中物理 第四章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 課后提升訓(xùn)練 4.2 實(shí)驗(yàn)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 新人教版必修1

《高中物理 第四章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 課后提升訓(xùn)練 4.2 實(shí)驗(yàn)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 新人教版必修1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第四章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 課后提升訓(xùn)練 4.2 實(shí)驗(yàn)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 新人教版必修1（8頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 課后提升訓(xùn)練 實(shí)驗(yàn):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(xué)準(zhǔn)備做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn),乙同學(xué)準(zhǔn)備做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。 (1)圖中A、B、C、D、E表示部分實(shí)驗(yàn)器材,甲同學(xué)需在圖中選用的器材________;乙同學(xué)需在圖中選用的器材________。(用字母表示) (2)乙同學(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(yàn)證機(jī)械能守恒定律,需要下落的重物A和計(jì)時(shí)用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B;要探究加

2、速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn),需要研究對(duì)象小車D,拉動(dòng)小車的鉤碼E及打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(shí),小車的加速度a與小車質(zhì)量M的關(guān)系,某位同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)器材 C.把輕繩系在小車上并繞過定滑輪懸掛砂桶 D.

3、將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在6V電壓的蓄電池上,接通電源,放開小車,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn),并在紙帶上標(biāo)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(gè)數(shù),并記錄每次增加后的M值,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn) F.分析每條紙帶,測(cè)量并計(jì)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(xué)漏掉的重要實(shí)驗(yàn)步驟是________________,該步驟應(yīng)排在________步實(shí)驗(yàn)之后。 (2)在上述步驟中,有錯(cuò)誤的是______________,應(yīng)把____________________改為____________________。 (3)在上述步驟中,處理不

4、恰當(dāng)?shù)氖莀_______,應(yīng)把__________改為________。 【解析】實(shí)驗(yàn)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(diǎn)計(jì)時(shí)器接在6V電壓的蓄電池上時(shí)不能打點(diǎn),必須接在6V以下交流電壓的學(xué)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(xué)生電源　(3)G　a -M　a - 【補(bǔ)償訓(xùn)練】 在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,備有下列器材: A.電火花計(jì)時(shí)器;B.天平;C.

5、秒表;D.交流電源; E.電池;F.紙帶;G.細(xì)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(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的器材有__________________________________________; 實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是____________________________________________。 (2)本實(shí)驗(yàn)分兩大步驟進(jìn)行: ①____________________________________________; ②____________________________________________。

6、【解析】實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象為放在氣墊導(dǎo)軌上的滑塊,做本實(shí)驗(yàn)時(shí),在m一定時(shí),根據(jù)不同力作用下打出的紙帶,求出加速度;在F一定時(shí),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(jì)時(shí)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(xué)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(cè)量繩對(duì)小車的拉力,探究在小車以及傳感器總質(zhì)量不變時(shí)加速度跟它們所受拉力的關(guān)系,根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中作出了如圖所示的a-F圖象。 (1)圖線不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是:_____________

7、_________________________。 (2)本實(shí)驗(yàn)中是否仍需要砂和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)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(dāng)F不等于零時(shí),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(shí)驗(yàn)中由于已經(jīng)用傳感器測(cè)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(yuǎn)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

8、不足　(2)否　(3)1.0 【補(bǔ)償訓(xùn)練】 一同學(xué)在實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn) 序號(hào) 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(qǐng)你在如圖所示的方格紙中建立合適的坐標(biāo)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(shí),a與m成________關(guān)系

9、。 【解析】由數(shù)據(jù)猜測(cè)a與成正比關(guān)系,建立a-坐標(biāo)系進(jìn)行描點(diǎn)連線。 由圖線可知a-圖線為過原點(diǎn)的直線,故F一定時(shí),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(cè))在“探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)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(dòng)的紙帶打上的點(diǎn)計(jì)算出。 (1)若取M=0.4kg,改變m的值,進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),以下m的取值不合適的一個(gè)是________。 A.m1=5g　　　　　　　　 B.m2=15g C.m3=40g D.m4=

10、400g (2)如圖為實(shí)驗(yàn)中用打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)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(xué)根據(jù)測(cè)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(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn),取相同的標(biāo)度畫出了各自得到的a-F圖線,如圖(b)所示,兩個(gè)同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)的哪一個(gè)物理量取值不同?______________。 【解析】(1)在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,用盤及盤中砝碼的重力表示小車受到的合力,

11、應(yīng)滿足小車的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(shí)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(shí),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(shí)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(bǔ)償訓(xùn)練】 如圖為某同學(xué)設(shè)計(jì)的“探究加速度與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖,A為小車,B為電火花計(jì)時(shí)器,C為裝有砝碼的小桶,D為一端帶有

12、定滑輪的長(zhǎng)木板。在實(shí)驗(yàn)中細(xì)線對(duì)小車?yán)等于砝碼和小桶的總重力,小車運(yùn)動(dòng)加速度a可用紙帶上的點(diǎn)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(shí)驗(yàn)方法是________。 A.控制變量法　　　　　　　 B.假設(shè)法 C.理想實(shí)驗(yàn)法 D.圖象法 (2)關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說法中不正確的是________。 A.砝碼和小桶的總質(zhì)量要遠(yuǎn)大于小車的質(zhì)量 B.為消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,可以把木板D的左端適當(dāng)墊高 C.電火花計(jì)時(shí)器使用交流電源 D.長(zhǎng)木板的左端被墊高后,圖中細(xì)線應(yīng)保持與木板平行 (3)如圖是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是計(jì)

13、數(shù)點(diǎn),每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),計(jì)數(shù)點(diǎn)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(jì)數(shù)點(diǎn) 1 2 3 4 5 6 瞬時(shí)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(shí),保持砝碼和小桶質(zhì)量不變,改變小車質(zhì)量m,分別測(cè)得小車的加速度a與對(duì)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

14、) 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(biāo)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?jī)蓚€(gè)因素有關(guān),所以實(shí)驗(yàn)采用的是控制變量法,A正確,B、C、D錯(cuò)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(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,A錯(cuò)誤;為了消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,要平衡摩擦力,即把木板遠(yuǎn)離滑輪的一側(cè)適當(dāng)墊高,B正確;無論是電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,還是電火花計(jì)時(shí)器,都使用交流電源,C正確;細(xì)線與木板不平行,則小車產(chǎn)生加速度的力與細(xì)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 我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，需要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，改變粗放式增長(zhǎng)模式，不斷優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)健康可持續(xù)發(fā)展進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化，推動(dòng)城鄉(xiāng)發(fā)展一體化因：我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展還面臨區(qū)域發(fā)展不平衡、城鎮(zhèn)化水平不高、城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡不協(xié)調(diào)等現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。