2019-2020年高考物理一轮复习知能演练 实验四 探究加速度与力、质量的关系 沪科版.doc

2019-2020年高考物理一轮复习知能演练 实验四 探究加速度与力、质量的关系 沪科版1. 在本实验中, 以下说法正确的是()A. 平衡摩擦力时, 小桶应用细线通过定滑轮系在小车上, 但小桶内不能装砂B. 实验中应始终保持小车和砝码的总质量远远大于砂和小桶的总质量C. 实验中如果用纵坐标表示加速度, 用横坐标表示小车和车内砝码的总质量, 描出相应的点在一条直线上时, 即可证明加速度与质量成反比D. 平衡摩擦力时, 小车后面的纸带必须连好, 因为运动过程中纸带也要受到阻力解析: 选BD.平衡摩擦力时, 不应用小桶拉动小车做匀速运动, 让小车带着纸带下滑来平衡摩擦力即可, A错误, D正确; 实验中应始终保持小车和砝码的总质量远大于砂和小桶的总质量, B正确; 由实验画的aM图像是一条曲线, 难以判定它所对应的函数式, 从而难以确定a与M的质量关系, 所以在实验中应作a图像而不是aM图像来分析实验结果, C错误. 2.图339如图339所示为“探究加速度与力、质量的关系”时甲、乙两同学根据实验数据画出的aF图像, 直线为甲同学画出的, 直线为乙同学画出的. 直线、在纵轴或横轴上的截距较大, 明显超出了误差范围, 下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释, 其中可能正确的是()A. 实验前甲同学没有平衡摩擦力B. 甲同学在平衡摩擦力时, 把长木板的末端抬得过高了C. 实验前乙同学没有平衡摩擦力D. 乙同学在平衡摩擦力时, 把长木板的末端抬得过高了解析: 选BC.直线在纵轴上有较大的截距, 说明在绳对小车的拉力F0(还没有挂小盘)时, 小车就有了沿长木板向下的加速度, 说明平衡摩擦力时长木板倾角过大. 直线在横轴上有较大的截距, 说明乙同学在实验前没有平衡摩擦力, 因此在绳对小车有了较大的拉力F以后, 小车的加速度仍然为零. 故选项B、C正确. 3.图3310在“探究加速度与力、质量的关系”实验中, 用改变砂的质量的办法来改变对小车的作用力F; 用打点计时器测出小车的加速度a, 得出若干组数据, 然后根据测得的数据作出如图3310所示的aF图像, 发现图像既不过原点, 又不是直线, 原因是()A. 没有平衡摩擦力, 且小车质量较大B. 平衡摩擦力时, 所垫木板太高, 且砂和小桶的总质量较大C. 平衡摩擦力时, 所垫木板太低, 且砂和小桶的总质量较大D. 平衡摩擦力时, 所垫木板太高, 且小车的质量较大解析: 选C.图像交于F轴, 说明平衡摩擦力不足, 所垫木板太低, 当拉力较大时, 图像斜率变小了, 因为此时小桶和砝码的质量不能远远大于小车和砝码的总质量, 选项C正确. 4. (xx高考浙江理综卷)在“探究加速度与力、质量的关系”实验时, 已提供了小车、一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线. 为了完成实验, 还须从下图中选取实验器材, 其名称是_, 并分别写出所选器材的作用_.图3311解析: 器材名称: 学生电源、电磁打点计时器、钩码、砝码或电火花计时器、钩码、砝码. 器材作用: 学生电源为电磁打点计时器提供交流电压; 电磁打点计时器(电火花计时器)记录小车运动位置的时间; 砝码用以改变小车的质量; 钩码用以改变小车受到拉力的大小, 还可用于测量小车质量. 答案: 见解析5. (xx南京模拟)某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验, 图3312中(a)所示为实验装置简图. (交流电的频率为50 Hz)图3312(1)图(b)所示为某次实验得到的纸带, 根据纸带可求出小车的加速度大小为_m/s2.(保留两位有效数字)(2)保持砂和砂桶质量不变, 改变小车质量m, 分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据如下表: 实验次数12345678小车加速度a/ms21.901.721.491.251.000.750.500.30小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67/kg14.003.453.032.502.001.411.000.60请在如图3313所示的坐标纸中画出a图线, 并由图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是_. 图3313解析: (1)由逐差法得a102 m/s23.2 m/s2.(2)如图所示由图知斜率k0.5, 即保持合外力F0.5 N, 所以a.答案: 见解析6. (1)如图3314为某同学所安装的“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置, 在图示状态下开始做实验. 该同学在装置和操作中的主要错误有: _.(至少写出两处)图3314(2)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中, 为了使小车受到合外力等于砂和砂桶的总重力, 通常采用如下两个措施: a. 平衡摩擦力: 将长木板无滑轮的一端下面垫一小木块, 反复移动木块的位置, 直到小车在砂桶的拉动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动. B. 调整砂的多少, 使砂和砂桶的总质量m远小于小车和砝码的总质量M.以上哪一个措施中有错误？有何重大错误？答: _.在改正了上述错误之后, 保持小车及砝码的总质量M不变, 反复改变砂的质量, 并测得一系列数据, 结果发现小车受到的合外力(砂桶及砂的总重量)与加速度的比值略大于小车及砝码的总质量M.经检查发现滑轮非常光滑, 打点计时器工作正常, 且事先基本上平衡了摩擦力. 那么出现这种情况的主要原因是什么？答: _.解析: (1)主要错误有: 长木板右端未垫高以平衡摩擦力; 打点计时器用的是直流电源; 牵引小车的细线没有与木板平行; 开始实验时, 小车离打点计时器太远. (2)a中平衡摩擦力时, 不应用小桶拉动小车做匀速运动, 应让小车自身的重力沿斜面方向的分力来平衡摩擦力. 由于砂桶及砂向下加速, 处于失重状态, 拉小车的合外力Fmg, 而处理数据时又将F按等于mg处理. 因此, M.答案: 见解析7. (xx合肥模拟)某实验小组利用如图3315所示的实验装置来探究当合外力一定时, 物体运动的加速度与其质量之间的关系. 图3315(1)由图3315中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离x24 cm, 由图3316中游标卡尺测得遮光条的宽度d_cm.该实验小组在做实验时, 将滑块从图所示位置由静止释放, 由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间t1, 遮光条通过光电门2的时间t2, 则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1_, 滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2_, 则滑块的加速度的表达式a_.(以上表达式均用字母表示)图3316(2)在本次实验中, 实验小组通过改变滑块质量总共做了6组实验, 得到如下表所示的实验数据. 通过分析表中数据后, 你得出的结论是_.m(g)a(m/s2)2502.023001.653501.334001.255001.008000.63(3)现需通过图像进一步验证你的结论, 请利用表格数据, 在图坐标系中描点作出相应图像. 图3317解析: (1)由图可知: d5 mm0.1 mm25.2 mm0.52 cm.遮光条的宽度很小, 遮光条通过光电门的时间很短, 这段时间内的平均速度即为滑块通过光电门的瞬时速度, 故v1, v2.滑块由光电门1到光电门2做匀加速直线运动, 由vv2ax可得: a.(2)在合外力不变的情况下, 物体运动的加速度跟物体的质量成反比, 即当合外力一定时, 在误差允许的范围内, 物体质量和加速度的乘积近似相等. (3)如图所示. 答案: (1)0.52(2)、(3)见解析图33188. (创新实验探究)如图3318所示为某同学探究加速度与力和质量关系的实验装置, 两个相同质量的小车放在光滑水平板上, 前端各系一条细绳, 绳的一端跨过定滑轮各挂一个小盘, 盘中可放砝码. 两小车后端各系一条细绳, 一起被夹子夹着使小车静止. 打开夹子, 两小车同时开始运动; 关上夹子, 两小车同时停下来, 用刻度尺测出两小车的位移, 下表是该同学在几次实验中记录的数据.实验次数车号小车质量(g)小盘质量(g)车中砝码质量(g)盘中砝码质量(g)小车位移(cm)1甲50100015乙5010010302甲501001027.5乙50105010143甲50100018乙50101010请回答下述问题: (1)在每一次实验中, 甲、乙两车的位移之比等于_之比, 请简要说明实验原理_; (2)第一次实验控制了_不变, 在实验误差允许范围内可得出的结论是: _; (3)第二次实验控制了_不变, 在实验误差允许范围内可得出的结论是: _; (4)第三次实验时, 该同学先测量了甲车的位移, 再根据前两次实验结论, 计算出乙车应该发生的位移, 然后再测量了乙车的位移, 结果他高兴地发现, 理论的预言与实际符合得相当好. 请问, 他计算出的乙车位移该是_. 解析: (1)甲、乙两车的位移之比等于加速度之比, 由于两车运动时间相同, 由sat2得s甲s乙a甲a乙; (2)第一次实验中控制小车质量不变, 在实验误差允许范围内, 小车加速度与拉力成正比; (3)第二次实验中控制小车所受拉力不变, 在实验误差允许范围内, 小车加速度与质量成反比; (4), s甲s乙a甲a乙35, 得s乙30 cm.答案: 见解析