人教版 (新课标)必修12 实验:探究加速度与力、质量的关系精练
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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:平衡摩擦力时,小车不挂重物,故A错,实验时应先接通电源后放开小车,C错,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。
答案:B
2.如果a-图像是通过原点的一条直线,则说明( )
A.物体的加速度a与质量m成正比
B.物体的加速度a与质量m成反比
C.物体的质量m与加速度a成正比
D.物体的质量m与加速度a成反比
解析:a-图像是过原点的一条直线,则a与成正比,加速度a与质量m成反比,A项错误,B项正确。质量是由物体所含物质的多少决定的,与物体的加速度无关,故C、D项错误。
答案:B
3.如图4-2-9所示是根据探究加速度与力的关系的实验数据描绘的a-F图像,下列说法错误的是( )
A.三条倾斜直线所对应的小车和砝码的质量不同
B.直线1所对应的小车和砝码的质量最大 图4-2-9
C.直线3所对应的小车和砝码的质量最大
D.由图像可以看出在质量一定时,物体的加速度与其所受合外力成正比
解析:由图像知F相同时,对应的加速度大小a1>a2>a3,根据F相同时,加速度与质量成反比,所以m1<m2<m3,故A、C正确,由图像可知D正确。
答案:B
4.如图4-2-10所示是某同学探究加速度与力、质量的关系时,已接通电源正要释放纸带时的情况,请你指出该同学的五个差错:
(1)电源________; 图4-2-10
(2)电磁打点计时器位置________;
(3)滑轮位置____________;
(4)小车位置__________;
(5)长木板____________________________。
解析:探究加速度与力、质量的关系时,电磁打点计时器应使用低压(6 V)交流电源,且要固定在长木板无滑轮的一端,即应靠右端;释放纸带时小车应靠近打点计时器;连接小车的细线应保持水平,故应调节滑轮位置使拉线水平;实验时应平衡摩擦力,使小车所受重力沿斜面方向的分力与小车所受摩擦力平衡,故应垫高长木板右端平衡摩擦力。
答案:(1)应用6 V交流电源 (2)应靠右端 (3)应使拉线水平 (4)应靠近打点计时器 (5)应垫高右端平衡摩擦力
5.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,备有下列器材:
A.电火花计时器;B.天平;C.秒表;D.交流电源;E.电池;F.纸带;G.细绳、砝码、滑块(可骑在气垫导轨上);H.气垫导轨(一端带定滑轮);I.毫米刻度尺;J.小型气泵。
(1)实验中应选用的器材有______________________________________________;
实验的研究对象是____________________________________________________。
(2)本实验分两大步骤进行:①_________________________________________;
②_________________________________________________________________。
解析:根据原理想步骤,根据步骤想器材。
本实验的重点是:在m一定时,根据在不同力作用下打出的纸带,求出加速度;F一定时,根据在不同质量条件下打出的纸带,求出加速度,故只要明确电火花计时器及气垫导轨的工作条件,则不难将器材选出。
答案:(1)A、B、D、F、G、H、I、J 骑在气垫导轨上的滑块
(2)①研究a与F的关系(m一定)
②研究a与m的关系(F一定)
6.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,如图4-2-11甲所示为实验装置简图。(交流电的频率为50 Hz)
图4-2-11
(1)图乙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;
(2)保持小盘及盘中砝码的质量不变,改变小车质量m,分别得到小车的加速度a与小车质量m及对应的的数据如下表:
a/(m·s-2) | 1.90 | 1.72 | 1.49 | 1.25 | 1.00 | 0.75 | 0.50 | 0.30 |
m/kg | 0.25 | 0.29 | 0.33 | 0.40 | 0.50 | 0.71 | 1.00 | 1.67 |
/kg-1 | 4.00 | 3.45 | 3.03 | 2.50 | 2.00 | 1.41 | 1.00 | 0.60 |
请在如图4-2-12所示的坐标纸中画出a-的图像,并由图像求出小车的加速度a与质量的倒数之间的关系式是_________________________________________________。
图4-2-12
解析:(1)由交流电的频率为50 Hz可得,题图乙中两相邻点间的时间间隔T=0.02 s。由逐差法得加速度
a=
= m/s2
≈3.19 m/s2。
(2)如图所示,a=。
答案:见解析
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