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2016届高三物理一轮复习 第3章 第4讲 实验四:探究加速度与力、质量的关系练习


第4讲

实验四:探究加速度与力、质量的关系
时间:20 分钟 分值:30 分

非选择题(共 30 分) 1. (2015 浙江台州中学月考,21)(12 分)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,小车及车中砝码的 总质量用 M 表示,盘及盘中砝码的总质量用 m 表示,小车的加速度可由小车后面拉动的纸带经打点计时器打 出的点

计算得到。

(1)当 M 与 m 的大小关系满足 时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的总重 力。 (2)甲同学在探究加速度与力的关系时,根据测量数据作出的 a-F 图线如图 a 所示。则实验存在的问题 是 。

(3)乙、丙两同学用同一装置探究加速度与力的关系时,画出了各自得到的 a-F 图线,如图 b 所示。则两 同学做实验时的哪一个物理量取值不同? 答: 。 (4)下图是实验中得到的纸带。已知打点计时器使用的交流电频率为 50 Hz,每相邻两个计数点间还有 4 2 个点未画出,利用下图给出的数据可求出小车下滑的加速度为 m/s 。(结果保留三位有效数字)

2.(2015 浙江温州十校期中,16)(8 分)(1)小叶同学利用图甲装置来探究加速度与质量之间的定性关系。根 据图片信息,他安装仪器后,准备开始测量实验数据时的状态如图甲所示,从图片上看,你觉得他在开始正确 测量前必须得修正哪几方面的问题?(请写出三点) 、 、 。 (2)修正后,小叶同学就开始实验测量,他所接的打点计时器的电源挡位如图乙所示,则他所选的打点计 时器是哪种常用的打点计时器? 。

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3.(2014 浙江金华十校期末,14)(10 分)如图(a)所示,一端带有定滑轮的长木板上固定有甲、乙两个光电门, 与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力。

(1)在探究“合外力一定,加速度与质量的关系”时,如果不计空气阻力与一切摩擦,要使测力计的示数 等于小车所受合外力,操作中必须 。某同学把实验得到的几组数据画成图(b) 所示的 a-m 图像,为了更直观地描述物体的加速度跟其质量的关系,请你根据他的图像在图(c)中画出 a-图 像。

(2)如图(d)所示,将长木板的左端抬高,小车遮光片装在右侧,使小车从光电门乙处由静止开始运动,读 出测力计的示数 F 和小车在两光电门之间的运动时间 t,改变木板倾角,测得多组数据,得到的 F-图线如图(e) 所示。

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实验中测得两光电门的距离 L=1.0 m,砂和砂桶的总质量 m1=0.5 kg,则图线的斜率为 (要写上相 应的单位);若小车与长木板间的摩擦不能忽略,测得的图线斜率将 (填“变大”或“不变”)。

非选择题 1. 答案 (1)M? m (2)平衡摩擦力过度 (3)小车及车中砝码的总质量不同 (4)1.58 解析 (1)根据牛顿第二定律得:mg-F=ma,F=Ma,解得 F=,当 M? m,即小车及车中砝码的总质量远大于盘及 盘中砝码的总质量时,绳子的拉力近似等于盘及盘中砝码的总重力。 (2)当 F 等于零时,加速度不为零,可知平衡摩擦力过度。 (3)根据 a=知,图线的斜率为小车及车中砝码的总质量的倒数,斜率不同,知小车及车中砝码的总质量不 同。 2 (4)根据 Δ x=aT ,运用逐差法得 2 a===1.58 m/s 。 2. 答案 (1)见解析 (2)电磁打点计时器 解析 (1)长木板的右端没被垫高,说明没有平衡摩擦力;小车和打点计时器的距离太远了;细线没套在定 滑轮的轮槽上,导致拉线未能与板面平行。 (2)电磁打点计时器使用 4~6 V 交流电压,电火花打点计时器直接接在 220 V 交流电压上,所以他所选的 打点计时器是电磁打点计时器。 3. 答案 (1)使小车与滑轮间的细绳与长木板平行 如图

(2)1.0 kg·m 不变 解析 (1)由于不计一切摩擦与空气阻力,要使测力计的示数等于小车所受的合外力,只要小车与滑轮间的 2 细绳始终与木板平行即可。作图时要将数据 m 换算成,然后在图中描点、连线。(2)由题意知 L=at ,对砂和 砂桶有 F-m1g=m1a,得 F=2m1L·+m1g,所以 F-的斜率表示 2m1L,代入数据得斜率为 1.0 kg·m。若小车与木板间 的摩擦不能忽略,由于 F-的斜率仍表示 2m1L,所以图线斜率不变。

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