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1、 课时自测基础达标 4.2 第-2-页 课时自测基础达标 1.在利用打点计时器探究加速度与力、质量关系的实验中,以下做法正确的 是()A.平衡摩擦力时,应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上 B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力 C.实验时,先放开小车,后接通电源 D.“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足,对探究过程也不会产生影响【解析】选 B。平衡摩擦力时,小车不挂重物,故 A 错误;实验时应先接通电源,后放开小车,C 错误;实验时应满足小车的质量远大于重物的质量,否则误差很大,D 错误。2.某同学利用如图甲所示的实验装置,探究小车的加速度和它所受拉力 F 的关系。(1)除备
2、有 4 个 50 g 钩码外,另有下列实验器材备选:A.质量为 300 g 的小车 B.质量为 2 kg 的小车 C.输出电压为 46 V 的直流电源 D.输出电压为 46 V 的交流电源 为保证实验成功,选用的实验小车应为_,电源应为_。(填字母代号)(2)某同学正确选择实验器材后,通过实验得到如图乙所示的a-F图象,造成图线未过坐标原点的原因是 _。第-3-页【解析】(1)当 mM 时,即钩码的总质量 m 远远小于小车和砝码的总质量 M 时,绳子的拉力近似等于钩码的总重力,由题意可知,选用的实验小车应为质量为 2 kg 的小车,即选 B;电源应为输出电压 46 V 的交流电源,即选 D。(
3、2)由图乙可知,a-F图象不过原点,在a轴上有截距,即F=0时有加速度,这是由于在平衡摩擦力时,木板被垫得太高,木板倾角过大,平衡摩擦力太过造成的。答案:(1)B D(2)平衡摩擦力时,木板倾角过大【补偿训练】现测得某一物体 F 一定时,a 与 m 的关系数据如表:a/(ms-2)m/kg (1)根据表中所列数据,画出 a-图象。(2)由 a-图象可知,当 F 一定时,a 与 m 成_关系。【解析】要画 a-图象,需要先求出对应的,其数据分别为 0.50、0.67、0.80 和1.00,然后描点,连线。由图象可知,a 与 成正比,即 a 与 m 成反比。答案:(1)(2)反比 3.探究加速度与
4、物体质量、物体受力的关系的实验中,某同学用如图甲所示装置进行实验,打点计时器所用电源的频率为 50 Hz,重物通过跨过滑轮的细线与小车相连。(1)该同学在实验中打出了一条纸带,纸带上 A、B、C、D、E 这些点的间距如图乙所示,其中每相邻两点间还有 4 个计时点未画出。根据测量结果计算:打 C 点时纸带的速度大小为_ m/s;第-4-页 纸带运动的加速度大小为_ m/s2(结果保留 3 位有效数字)。(2)若该同学平衡好摩擦力后,将5个相同的砝码都放在小车上,然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度,根据小车的加速度 a 与砝码盘中砝码总重力F的实验数据作出的a-F 图线来探
5、究加速度与合外力的关系,此实验操作_(选填“能”或“不能”)探究加速度与质量的关系。【解析】(1)每相邻两点间还有 4 个点(图中未画),所以相邻的计数点间的时间间隔 s,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,得:vC=m/s,根据匀变速直线运动的推论公式 x=aT2可以求出加速度的大小,为了更加准确地求解加速度,a=m/s2=0.810 m/s2。(2)要探究加速度与质量的关系,必须保证合外力一定,即盘中砝码的重力不变,所以此操作不能探究加速度与质量的关系。答案:(1)0.479 (2)不能 4.某实验小组应用如图所示装置“探究加速度与物体受力的关系”,已知小车的质量为M
6、,单个砝码质量为m,打点计时器所接的交流电的频率为50 Hz,动滑轮轻质。实验步骤如下:世纪金榜导学号 28974099 A.按图所示安装好实验装置,其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直;B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下匀速运动;C.挂上钩码,接通电源后,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求出小车的加速度;第-5-页 D.改变钩码的数量,重复步骤 C,求得小车在不同合力作用下的加速度。根据以上实验过程,回答以下问题:(1)对于上述实验,下列说法正确的是_。A.钩码的质量应远小于小车的质量 B.实验过程中钩码处于超重状态 C.与小车相连的轻绳与长木板一定要平行 D.弹簧测力
7、计的读数应为钩码重力的一半(2)实验中打出的其中一条纸带如图所示,由该纸带可求得小车的加速度a=_ m/s2(结果保留两位有效数字),若交流电的实际频率大于 50 Hz,则上述计算结果与实际值相比_(选填“偏大”“偏小”或“相同”)。(3)由本实验得到的数据作出小车的加速度 a 与弹簧测力计的示数F 的关系图象,与本实验相符合的是_。【解析】(1)由图可知,实验装置里有弹簧测力计,轻绳的拉力可以通过弹簧测力计读出,不需要钩码的质量远小于小车的质量,故 A 错误;实验过程中,钩码向下加速运动,处于失重状态,故 B 错误;小车相连的轻绳与长木板一定要平行,保证拉力沿着木板方向,故C正确;实验过程中,钩码向下加速运动,处于失重状态,故弹簧测力计的读数小于钩码重力的一半,故 D 错误。(2)设相邻两个计数点之间的位移分别为 x1、x2、x3、x4,相邻两个计数点之间的时间间隔 T=50.02 s=0.1 s,由x=aT2,得 a=m/s2=0.88 m/s2,如果在某次实验中,实际所用交流电的频率高于 50 Hz,那么实际打点周期变小,根据运动学公式得计算结果与实际值相比是偏小。第-6-页(3)由题意可知,小车的加速度 a 与弹簧测力计的示数 F 的关系应该是成正比,即为过原点的一条倾斜直线,故 A 符合。答案:(1)C(2)0.88 偏小(3)A
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