探究加速度与物体质量、物体受力的关系

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,探究加速度与物体质量、物体受力的关系,实验原,理,理:,实验目,的,的:验证牛,顿,顿第二,定,定律。,1如图,所,所示装,置,置，保,持,持小车,质,质量M不变，,改,改变小,桶,桶内砂,的,的质量m，从而,改,改变细,线,线对小,车,车的牵,引,引力F(当mm，这样,做,做的目,的,的是；,（2）为了,计,计算出,小,小车的,加,加速度,，,，除了,测,测量d、t1和t2之外，,还,还需要,测,测量，,若上述,测,测量量,用,用x表示，,则,则用这,些,些物理,量,量计算,加,加速度,的,的表达,式,式为a=；,或“小,车,车由光,电,电门1运动至,光,光电门2所用时,间,间”,小车所,受,受合外,力,力大小,等,等于(或约等,于,于)mg,或,两光电,门,门之间,的,的距离,（3）某位,同,同学经,过,过测量,、,、计算,得,得到如,下,下表数,据,据,请在图,乙,乙中作,出,出小车,加,加速度,与,与所受,合,合外力,的,的关系,图,图像,组别,1,2,3,4,5,6,7,M,/kg,0.58,0.58,0.58,0.58,0.58,0.58,0.58,F,/N,0.10,0.15,0.20,0.25,0.30,0.35,0.40,a/,ms,-2,0.13,0.17,0.26,0.34,0.43,0.51,0.59,（4）由图,象,象可以,看,看出，,该,该实验,存,存在着,较,较大的,误,误差，,产,产生误,差,差的主,要,要原因,是,是：,答：如,右,右图,木板倾,角,角偏小,（,（或“,末,末完全,平,平衡摩,擦,擦力”,）,）,0.6,0.5,0.4,0.3,0.2,0.1,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,a,/ms,-2,F,/N,0,7.北京崇,文,文区期,末,末统一,练,练习12,12（7分）（1）一条,纸,纸带与,做,做匀加,速,速直线,运,运动的,小,小车相,连,连，通,过,过打点,计,计时器,打,打下一,系,系列点,，,，从打,下,下的点,中,中选取,若,若干计,数,数点，,如,如图中A、B、C、D、E所示，,纸,纸带上,相,相邻的,两,两个计,数,数点之,间,间有四,个,个点未,画,画出。,现,现测出AB=2.20cm，AC=6.40cm，AD=12.58cm，AE=20.80cm,已知打,点,点计时,器,器电源,频,频率为50Hz。回答,下,下列问,题,题:,打D点时，,小,小车的,速,速度大,小,小为_,_,_m,/,/s；,小车,运,运动的,加,加速度,大,大小为_,_,_,_,_m/s2。,（,均,均保留,两,两位有,效,效数字,）,）,A,B,C,D,E,2.0,0.72,（2）在“,探,探究加,速,速度与,物,物体质,量,量、物,体,体受力,的,的关系,”,”活动,中,中，某,小,小组设,计,计了如,图,图所示,的,的实验,装,装置。,图,图中上,下,下两层,水,水平轨,道,道表面,光,光滑，,两,两小车,前,前端系,上,上细线,，,，细线,跨,跨过滑,轮,轮并挂,上,上砝码,盘,盘，两,小,小车尾,部,部细线,连,连到控,制,制装置,上,上，实,验,验时通,过,过控制,装,装置使,两,两小车,同,同时开,始,始运动,，,，然后,同,同时停,止,止。本,探,探究实,验,验是通,过,过比较,两,两小车,的,的位移,来,来比较,小,小车加,速,速度的,大,大小。,能,能进行,这,这样的,比,比较，,是,是因为,：,：,控制装置,小车,小车,砝码盘,和砝码,细线,滑轮,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_。,解：,（1） ,由纸带,可,可知x=0.020m，则a=2.0m/s2,（2）根据,匀,匀变速,运,运动规,律,律可知,，,，,t相同，xa,由x=aT2计算，,8.北京市,崇,崇文区,二,二模21(3),21（3）“探,究,究加速,度,度a与物体,所,所受合,力,力F及质量m关系”,实,实验。, 图a所示为,实,实验装,置,置图。,图,图b为某次,实,实验得,到,到的一,段,段纸带,，,，计数,点,点A、B、C、D、E间的时,间,间间隔,为,为0.1s，根据,纸,纸带可,求,求出小,车,车的加,速,速度大,小,小为m/s2。（结,果,果保留,两,两位有,效,效数字,）,）,1.9,砂桶,图,a,电源插头,电火花,计时器,纸带,小车,图,b,单位：（,cm,）,纸带运动方向,v,A,B,C,D,E,3.20,5.10,7.00,8.90,保持,小,小车质,量,量不变,，,，改变,砂,砂和砂,桶,桶质量,，,，进行,多,多次测,量,量。根,据,据实验,数,数据做,出,出了加,速,速度a随拉力F的变化,图,图线，,如,如图c所示。,图,图中直,线,线没有,通,通过原,点,点，其,主,主要原,因,因是。,a,/m,s,-2,0,0.20,0.40,0.60,0.80,F,/N,0.20,1.00,0.40,0.60,0.80,图,c,实验前,未,未平衡,摩,摩擦力,（或平,衡,衡摩擦,力,力不充,分,分）,保持,砂,砂和砂,桶,桶质量,不,不变，,改,改变小,车,车中砝,码,码质量,进行多,次,次测量,，,，分别,得,得到小,车,车加速,度,度a与质量m及对应,的,的1/m的数据,如,如表中,所,所示：,实验次数,1,2,3,4,5,6,7,8,小车加速度,a,/ms,-2,1.90,1.72,1.49,1.25,1.00,0.75,0.50,0.30,小车和砝码质量,m/,kg,0.25,0.29,0.33,0.40,0.50,0.71,1.00,1.67,4.00,3.45,3.03,2.50,2.00,1.41,1.00,0.60,a.请,在,在坐标,纸,纸中画,出,出,图,图,线,线,b.根据作,出,出的,图,图像可,以,以,得到的,结,结论是,：,：,。,a,/m,s,-2,0,0.50,1.00,1.50,2.00,1.0,2.0,3.0,4.0,/kg,-1,图线为,过,过原点,的,的直线,表明在,合,合外力,一,一定时,加速度,跟,跟质量,成,成反比,。,。,如图示,9.南京市,第,第三次,模,模拟考,试,试10,10.（8分）某,实,实验小,组,组通过,研,研究发,现,现,采用如,图,图所示,的,的装置,可,可以得,到,到小车,和,和小桶,的,的质量,步骤如,下,下：,（1）取一,盒,盒总质,量,量为m0=0.2kg的砝码,，,，放置,在,在小车,上,上，不,挂,挂小桶,，,，调节,斜,斜木板,倾,倾角，,使,使小车,能,能匀速,滑,滑下；,（2）挂上,小,小桶，,使,使小车,无,无初速,滑,滑下，,用,用打点,计,计时器,打,打出纸,带,带，并,根,根据纸,带,带计算,加,加速度,；,；,（3）从小,车,车上取,质,质量为mx的砝码,放,放到小,桶,桶中，,重,重复步,骤,骤（2）,测出对,应,应,的加速,度,度；,打点计时器,小车,纸带,（4）改变mx的大小,，,，重复,步,步骤（3）,得到mx及a的数据,，,，作出a-mx的图线,；,；,（5）若求,得,得图线,的,的斜率k=25m/,(,(kgs2)，截距b=0.5 m,/,/s2，取重,力,力加速,度,度g=10m/s2,则可知,小,小桶的,质,质量m1=kg，小车,质,质量m2=kg。,步骤（1）中调,节,节木板,倾,倾角使,小,小车能,匀,匀速滑,下,下的目,的,的是。,判定小,车,车作匀,速,速运动,的,的依据,是,是。,用打点,计,计时器,打,打出的,纸,纸带上,的,的点迹,间,间隔均,匀,匀,0.02,0.18,为了平,衡,衡小车,所,所受的,摩,摩擦力,由牛顿,第,第二定,律,律，对,小,小桶及,其,其中的,砝,砝码有,解：,(m1+mx)g-T=(m1+mx)a,对小车,及,及其中,的,的砝码,有,有,T=(m0+m2-mx)a,解得,m0+m1+m2=g/k=0.4kg，,m2=0.18kg,0,a,m,x,10.理综山,东,东卷23(1),23.请完成,以,以下两,小,小题。,（1）某同,学,学设计,了,了如图,所,所示的,装,装置来,探,探究加,速,速度与,力,力的关,系,系。弹,簧,簧秤固,定,定在一,合,合适的,木,木板上,桌面的,右,右边缘,固,固定一,支,支表面,光,光滑的,铅,铅笔以,代,代替定,滑,滑轮,细绳的,两,两端分,别,别与弹,簧,簧秤的,挂,挂钩和,矿,矿泉水,瓶,瓶连接.在桌面,上,上画出,两,两条平,行,行线MN、PQ.并测出,间,间距d.开始时,将,将模板,置,置于MN处,现缓慢,向,向瓶中,加,加水，,直,直到,木板刚,刚,刚开始,运,运动为,止,止，,记下弹,簧,簧秤的,示,示数F0，以,此表示,滑,滑动摩,擦,擦力的,大,大小.,d,P,Q,M,N,再将木,板,板放回,原,原处并,按,按住，,继,继续向,瓶,瓶中加,水,水后，,记,记下弹,簧,簧秤的,示,示数F1，然后,释,释放木,板,板,并用秒,表,表记下,木,木板运,动,动到PQ处的时,间,间t。,木板,的,的加速,度,度可以,用,用d、t表示为a=;为了减,小,小测量,加,加速度,的,的偶然,误,误差可,以,以采用,的,的方法,是,是（一,种,种即可,）,）.,改变瓶,中,中水的,质,质量重,复,复实验,，,，确定,加,加速度a与弹簧,秤,秤示数F1的关系,。,。下列,图,图象能,表,表示该,同,同学实,验,验结果,的,的是。,a,b,c,d,0,F,1,a,0,F,1,a,0,F,1,a,0,F,1,a,2d/t2,保持F1不变，,重,重复实,验,验多次,测,测量求,平,平均值,。,。,c, 用,加,加水的,方,方法改,变,变拉力,的,的大小,与,与挂钩,码,码的方,法,法相比,，,，它的,优,优点是。,a.可以改,变,变滑动,摩,摩擦力,的,的大小,b.可以更,方,方便地,获,获取多,组,组实验,数,数据,c.可以比,较,较精确,地,地测出,摩,摩擦力,的,的大小,d.可以获,得,得更大,的,的加速,度,度以提,高,高实验,精,精度,bc,11.江苏省,苏,苏、锡,、,、常、,镇,镇四市,一,一模10,10(8分)利用实,验,验探究,“,“当合,外,外力大,小,小一定,时,时,物体运,动,动的加,速,速度大,小,小与其,质,质量成,反,反比”,。,。给定,的,的器材,有,有:倾角可,以,以调节,的,的长斜,面,面(如图)、小车,、,、计时,器,器、米,尺,尺、天,平,平(含砝码)、钩码,等,等在,实,实验过,程,程中不,考,考虑摩,擦,擦,重力加,速,速度为g,请,结合下,列,列实验,步,步骤回,答,答相关,问,问题,（1）用天,平,平测出,小,小车的,质,质量为m；,（2）让小,车,车自斜,面,面上方,一,一固定,点,点A1从静止,开,开始下,滑,滑到斜,面,面底端A2,用计时,器,器记下,所,所用的,时,时间为t；,（3）用米,尺,尺测出A1与A2之间的,距,距离为S；,则：小,车,车的加,速,速度大,小,小a,2S/t02,A,1,A,2,（5）在小,车,车中加,钩,钩码，,用,用天平,测,测出此,时,时小车,与,与钩码,的,的总质,量,量m，同时,通,通过改,变,变斜面,的,的倾角,来,来改变,固,固定点A1相对于A2的高度h，测出,小,小车从A1静止开,始,始下滑,到,到斜面,底,底端A2所需的,时,时间t；,问：质,量,量不相,等,等的前,后,后两次,应,应怎样,操,操作才,能,能使小,车,车所受,合,合外力,大,大小一,定,定？,答：.,（或 ）,使各次,测,测量m和h的乘积(或m与t2的比值)不变,（4）用米,尺,尺测出A1相对于A2的高度,为,为h;则小车,所,所受的,合,合外力,大,大小F,（6）多次,改,改变小,车,车与钩,码,码的总,质,质量进,行,行实验,，,，测出,各,各次对,应,应的m、h、t的值,以,以为纵坐,标,标、,为横坐,标,标建立,坐,坐标系,，,，根据,各,各组数,据,据在坐,标,标系中,描,描点,如,如果这,些,些点在,一,一条过,原,原点的,直,直线上,，,，则可,间,间接说,明,明“当,合,合外力,大,大小一,定,定时，,物,物体运,动,动的加,速,速度大,小,小与其,质,质量成,反,反比”,答：（,或,或1/t2，1/m）,t,2,m,解：（3）,（4）,（5）要使,小,小车所,受,受合外,力,力大小,一,一定，,由,由,只要使,各,各次测,量,量m和h的乘积mh（或m与t2的比值m/t2）保持,不,不变即,可,可。,（6）,12.北京西,城,城区抽,样,样测试21(2),21（2）某同,学,学采用,如,如图3所示的,装,装置验,证,证规律,：,：“物,体,体质量,一,一定，,其,其加速,度,度与所,受,受合力,成,成正比,”,”。,a按图3把实验,器,器材安,装,装好，,不,不挂配,重,重，反,复,复移动,垫,垫木直,到,到小车,做,做匀速,直,直线运,动,动；,b把细,线,线系在,小,小车上,并,并绕过,定,定滑轮,悬,悬挂配,重,重，接,通,通电源,，,，放开,小,小车，,打,打点计,时,时器在,被,被小车,带,带动的,纸,纸带上,打,打下一,系,系列点,，,，取下,纸,纸带，,在,在纸带,上,上写上,编,编号；,垫木,纸带,打点计时器,图,3,配重,c保持,小,小车的,质,质量M不变，,多,多次改,变,变配重,的,的质量m，再重,复,复步骤b；,d算出,每,每条纸,带,带对应,的,的加速,度,度的值,；,；,e.用纵坐,标,标表示,加,加速度a，横坐,标,标表示,配,配重受,的,的重力mg(作为小,车,车受到,的,的合力F),作出aF图象.,在步骤d中，该,同,同学是,采,采用vt图象来,求,求加速,度,度的。,图,图4为实验,中,中打出,的,的一条,纸,纸带的,一,一部分,，,，纸带,上,上标出,了,了连续,的,的3个计数,点,点,依次为B、C、D，相邻,计,计数点,之,之间还,有,有4个计时,点,点没有,标,标出。,打,打点计,时,时器接,在,在频率,为,为50Hz的交流,电,电源上,。,。打点,计,计时器,打,打C点时，,小,小车的,速,速度为m/s；,0.44,图,4,3,cm,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,B,C,D,15, 其,余,余各点,的,的速度,都,都标在,了,了vt坐标系,中,中，如,图,图5所示。t=0.10s时，打,点,点计时,器,器恰好,打,打B点。请,你,你将,中,中所得,结,结果标,在,在图5所示的,坐,坐标系,中,中，并,作,作出小,车,车运动,的,的vt图线；,利,利用图,线,线求出,小,小车此,次,次运动,的,的加速,度,度a= _,_,_m/s2；,答如图,示,示（标,点,点2分）,（连线2分）,1.0,图,5,0,t/,s,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,1.0,v/,(ms,-1,),0.2,0.4,0.6,0.8, 最,终,终该同,学,学所得,小,小车运,动,动的aF图线如,图,图6所示，,从,从图中,我,我们看,出,出图线,是,是一条,经,经过原,点,点的直,线,线。根,据,据图线,可,可以确,定,定下列,说,说法中,不,不正确,的,的是.,A本实,验,验中小,车,车质量,一,一定时,，,，其加,速,速度与,所,所受合,力,力成正,比,比,B小车,的,的加速,度,度可能,大,大,于重力,加,加速度g,C可以,确,确定小,车,车的质,量,量,约为0.50kg,D实验,中,中配重,的,的质量m,远小于,小,小车的,质,质量M,B,图,6,0.3,0.2,0.4,0.2,0.1,0,a/,(ms,-2,),F/,N,