2019高中物理 第四章 力與運(yùn)動 課時訓(xùn)練19 探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系 粵教版必修1.docx

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課時訓(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)量是個定值,B正確,A、C、D錯. 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,把長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來表示(　　) 答案D 解析在平衡摩擦力時,若把長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,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)動摩擦因數(shù)為μ,斜面傾角為θ,物體質(zhì)量為m,則所受的合外力為F合=mgsin θ-μmgcos θ,則在增大m的同時必須要減小θ,才能保持F合不變. 4.用打點(diǎn)計(jì)時器測量加速度探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時,需要平衡摩擦力.平衡摩擦力時,應(yīng)該讓小車(　　) A.掛上小盤,拖上紙帶,啟動打點(diǎn)計(jì)時器 B.不掛小盤,拖上紙帶,啟動打點(diǎn)計(jì)時器 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,應(yīng)將繩從小車上拿去,不拴盤,選項(xiàng)A、C錯誤;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)時器處于工作狀態(tài),選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)D錯誤. 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)繩和滑輪對小車施加的拉力 D.“平衡摩擦力”是否成功,可輕輕推動小車,由打點(diǎn)計(jì)時器打出的紙帶上的點(diǎn)跡間距是否相等而確定 答案A 6.(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長木板傾角過大 B.形成圖乙的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過小 C.形成圖丙的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過大 D.形成圖丁的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過小 答案AD 解析圖甲a-F的圖象,當(dāng)F=0時,加速度a≠0,說明F=0時,物體受到的合外力已不等于零,即平衡摩擦力時長木板傾角過大,使mgsin α>f滑;圖乙同圖甲的原因相同.圖丙、丁是由于平衡摩擦力時傾角過小,而使f滑>mgsin α.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①和②.紙帶　　　　的加速度大(填“①”或“②”),其加速度大小為　　　　. 圖2 答案(1)BDE　(2)①　(2.50.2) m/s2 解析(1)該同學(xué)需要打點(diǎn)計(jì)時器(B)、小車(D)和鉤碼(E),不需要重錘(A)和秒表(C). (2)紙帶①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②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(guān)系.圖中,置于實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中可用的鉤碼共有N=5個,每個質(zhì)量均為0.010 kg.實(shí)驗(yàn)步驟如下: 圖(a) (1)將5個鉤碼全部放入小車中,在長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圖象,經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應(yīng)的加速度a. (3)對應(yīng)于不同的n的a值見下表.n=2時的s-t圖象如圖(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(jié)果填入下表. n 1 2 3 4 5 a/(ms-2) 0.20 0.58 0.78 1.00 (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,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). 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(0.37~0.49均對)　(4)a-n圖線見解析　(5)0.45(0.43~0.47均對)　(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)動滿足x=12at2 ① 由題圖(b)知,當(dāng)x=0.8 m時,t=2.00 s,代入①式解得a=0.40 m/s2 (4)描點(diǎn)作圖a-n圖線如圖: (5)對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,則對系統(tǒng)由牛頓第二定律得 nmg-μ[m+(N-n)m]g=(m+Nm)a a=(1+μ)mgm+Nmn-μg=(1+μ)mgm+5mn-μg. 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—時間(s-t)圖象和速度—時間(v-t)圖象.整個裝置置于高度可調(diào)節(jié)的斜面上,斜面的長度為l、高度為h. (1)本實(shí)驗(yàn)中摩擦力對滑塊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,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,加速度與質(zhì)量成反比的關(guān)系. 答案(1)不明顯,可忽略　(2)m0ghl　h　m0h 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 θ=m0ghl,如驗(yàn)證質(zhì)量一定時,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,應(yīng)使F=m0ghl不變,即保持m0h之積不變即可.