2019高中物理 课时 探究加速度与力、质量的关系每日一题(课堂同步系列二)新人教版必修1.doc
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1、1探究加速度与力、质量的关系探究加速度与力、质量的关系(2018四川省三台中学实验学校高一月考)某实验小组采用图 1 所示的装置做“探究加速度与力的关系”实验:小车放置在水平的长木板上,纸带连接车尾并穿过打点计时器,用来测定小车的加速度a,钩码通过细线对小车的拉力为F。在保持小车质量不变的情况下,改变对小车拉力F的大小,测得小车所受拉力F和加速度a的数据如下表:(1)在图 2 中,建立出aF坐标系,根据测得的数据,在图中作出aF关系图线。(2)若要让细线对小车的拉力F为小车受到的合外力,则实验中的改进措施是_。A更换一块长木板B适当增加小车的质量C适当垫高长木板的右端D适当增加钩码质量(3)图
2、 3 是实验中得到的一条已打点的纸带,纸带上的A、B、C、D、E、F、G均为相邻计数点,已知打点计时器的打点周期为 0.02 s,相邻两个计数点之间还有 4 个计时点未标出,由于E、F点打点模糊,只测量标记了AB、BC、CD、DG的距离,根据记录的数据,测得小车运动的加速度大小a=_m/s2,打D点2时的速度大小vD=_m/s。(以上结果都保留 2 位有效数字)。【参考答案参考答案】(1)如图所示 (2)C (3)0.40 0.35【试题解析试题解析】(1)在aF图象中根据所给的数据描点。用一条直线连接这些点(连接时要让尽可能多得点落在直线上,让其他的点尽可能分布在直线的两侧)。做出图象如图所
3、示。(2)若要使作出的aF图线过坐标原点即绳子的拉力就等于小车所受的合外力,故需要平衡摩擦力,其方法是适当垫高长木板的右端。故 C 正确。故选 C。(3)根据逐差法可知加速度为a=0.40m/s2,D点的瞬时速度为vD=0.35m/s。【知识补给知识补给】实验注意事项实验注意事项(1)实验原理是牛顿第二定律,故常需要测量力、质量和加速度的其中之二。常需要天平、砝码(钩码)、弹簧测力计、打点计时器、纸带、刻度尺等。(2)实验方法为控制变量法,即一般此实验要求,力、质量或加速度中有一个是不变量。(3)实验前常要平衡摩擦力,可用纸带或光电门来检验是否平衡。平衡过度则小车受到的合外力或加速度测量值偏小
4、;平衡不足或未平衡则小车受到的合外力或加速度测量值偏大。如果实验用了气垫导轨(摩擦力可忽略),则不用平衡摩擦力。(4)一般实验中,以砝码(钩码)质量作为小车受到的拉力,此时要求砝码(钩码)及砝码盘的总质量3m远小于小车的质量M。原理:实际加速度为mg mM,测量加速度为mg M,m远小于M时两者可认为相等。(5)使用弹簧测力计(或力传感器)的问题,一般拉力可直接测出,此时不用满足砝码及砝码盘的质量远小于小车的质量。但要注意是否用到了动滑轮,若使用动滑轮,砝码和小车的加速度不再一致。(6)有时使用细砂或水来作为小车的动力来源,这样可以使小车受到的拉力连续变化。(7)小车的质量不变,作出的aF图象
5、可能出现的问题:横截距(挂少量砝码小车未动)平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力;纵截距(不挂砝码小车就动)平衡摩擦力过度;末端向下弯曲随着所挂砝码增多,不再满足m远小于M。(8)误差分析:测量误差、纸带与打点计时器限位孔间摩擦、空气阻力、滑轮质量、不能完全平衡摩擦力、细绳不能严格平行木板(2018云南省保山隆阳区高三联合命题月考卷)某实验小组利用光电计时器验证牛顿第二定律,装置如图甲,让小物块从倾斜气垫导轨顶端滑下,若光电计时器记录下小物块上的遮光板通过A,B光电门的时间分别为t1和t2,测得A,B之间的距离为L,导轨倾角为,已知重力加速度为g。(1)用螺旋测微器测量物块上遮光板的宽度d,如图乙,由
6、此读出d=_ mm;(2)实验需验证的关系式为_(用实验测定的物理量对应的字母表示)。(2018四川省乐山市井研县井研中学高一下学期月考)某同学做“探究加速度与力的关系”的实验,实验的探究对象是铝块(质量小于砂桶的),在静止释放轻绳前,装置如图甲所示。4(1)该同学在实验操作中有两处明显错误,分别是_和_。(2)纠错后开始实验:保持铝块的质量m不变,通过在砂桶中添加砂来改变对铝块的拉力;每次释放轻绳,由力传感器可测得拉力的大小F,由纸带上打出的点可算出对应加速度的大小a;已知重力加速度为g。该同学根据多组实验数据画出如图乙所示的一条过坐标原点的直线,他标注纵轴为加速度a,但忘记标注横轴,你认为
7、横轴代表的物理量是_(用所给的字母表示)。(3)若把力传感器装在右侧轻绳上则实验的误差会更_(填“大”或“小”)。(4)本装置是否要求砝码的质量远小于铝块的质量,_。(填:“是”或“否”)(2018广州市岭南中学高三第二学期期中考试)如图 1 所示是某同学用水平气垫导轨探究“加速度与力的关系”的实验装置,他将光电门固定在导轨上的B点,吊盘(含金属片)通过细线与滑块相连,滑块上固定一遮光条并放有若干金属片,实验中每次滑块都从导轨上的同一位置A由静止释放。(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d(沿滑块运动方向的长度)如图 2 所示,则d=_mm;用螺旋测微器测量遮光条的厚度h如图 3 所示,则h=_m
8、m。若光电计时器记录遮光条通过光电门的时间为,则滑块经过光电门时的速度v=_(用所测物理量的符号表示)。(2)若滑块(含遮光条和金属片)和吊盘(含金属片)组成的系统的总质量为M,吊盘及其中的金属片的质量为m,则滑块从A处释放后系统的加速度大小为a=_(已知重力加速度为g);(3)现保持系统的总质量不变,通过_,改变m,测出多组m、v数据,在坐标纸上以m为横轴,以_纵轴描点作出图象,若图线是一条过坐标原点的直线,则系统的加速度大小与所受合力大小成正比。5在“探究加速度与物体质量,物体受力的关系”的实验中:实验装置如图所示。一个木块放在水平长木板上,左侧拴有一根不可伸长的细软线,跨过固定在木板边缘
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