1、新教材暑假专题必修一新教材暑假专题必修一 第四章第四章 第第 2 节节 实验：探究加速度与力、质量的关系实验：探究加速度与力、质量的关系 1以下为“探究加速度与力、质量关系”的实验。 （1）小刚在探究加速度与某个物理量的关系时，其中的两次实验装置如图甲所示，根据实验装置可 以判定，小刚在探究加速度与_的关系（填“力”或“质量”） （2）如图乙所示为小刚在实验中得到的一条纸带，两相邻计数点间还有四个点没有画出，已知打点 周期为 0.02s。根据纸带上数据，计算打计数点 3 时小车的速度为_ m/s （3）小刚研究加速度与力的关系时，做出的加速度与力的图像如图丙所示，根据图像推测，小刚在 实验操作
2、中重要的疏漏是_ 2某学习小组组装了一套如图所示的装置，欲探究“物体的加速度与力的关系”，已知图中小车的 质量用 M 表示，钩码的质量用 m 表示。 (1)实验中，为了复杂问题简单化，需要通过各种各样的操作，例如让小车所受合外力约等于钩码的 总重力，以下操作和描述正确的是_ A把长木板右端适当垫高，以平衡小车所受的摩擦力 B调节滑轮高度，使细线与长木板平行 C使钩码的质量 m 远大于小车的质量 M D小车的加速度可用 mg a M 求解 (2)现有打出的一条纸带，记录如图所示，图中 O 点为纸带的第一个计数点，依次为 A、B、C、D、 E、F 五个计数点，相邻计数点间还有四个点未标出。利用图中
3、给出的数据可求出小车的加速度 a=_m/s2。 （结果保留 2 位有效数字，已知交流电的频率为 50Hz） (3)若要验证“加速度与力的平方成正比”这一猜想，在作图线时以 a 为纵坐标，画出一条直线，应 该以（_）为横坐标 AFBF2C 1 F D 2 1 F 3探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示。 (1)下列说法正确的是_。 A每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力 B小车释放前应靠近打点计时器，且先释放小车后接通打点计时器的电源 C本实验砝码及砝码盘 B 的质量应远大于小车 A 的质量 D在用图象探究加速度与质量关系时，应作 1 A a m （mA为小车质量）图象 (2)在这一实
4、验中，三位同学通过实验分别作出 aF 图象，如图中的 A、B、C 线所示，试分析：未 平衡摩擦力或平衡摩擦力不足得到的 aF 图象是图中的图线_； 平衡摩擦力过度足得到的 aF 图象是图中的图线_；没有满足小车质量远大于砝码和砝码盘的总质量得到的 aF 图象是图中 的图线_。 （选填“A”、“B”、“C”） (3)打点计时器使用的交流电频率 f50Hz，如图所示是某同学在正确操作下获得的一条纸带，A、B、 C、D、E 每两点之间还有 4 个点没有标出，根据纸带所提供的数据，算得小车的加速度大小为 _m/s2（结果均保留两位有效数字） 。 4图 1 为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。砂和砂
5、桶的总质量为 m，小车和砝码的总质量 为 M。实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。 实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细 线与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是_。 A将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节 m 的大 小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动 B将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打 点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动 C将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，
6、轻推小车，观察判断小车是否做匀速 运动 实验中要进行质量 m 和 M 的选取，以下最合理的一组是_。 AM=20g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g BM=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g CM=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g DM=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g 下图是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G 为 7 个相邻的计数点，相邻的两个计数 点之间还有四个点未画出。 量出相邻的计数点之间的距离分别为 sAB=4.22cm， sBC=4.65cm、 sCD=5.08
7、cm， sDE=5.49cm、sEF=5.91cm、sFG=6.34cm。已知打点计时器的工作频率为 50Hz，则小车的加速度 a=_m/s2（结果保留 2 位有效数字） 。 5“验证牛顿第二定律”的实验装置如图所示。按图设置好实验装置后，把细线系在小车上并绕过 滑轮悬挂钩码。 (1)同学在实验前准备了图中所示的实验装置及下列辅助器材： A交流电源、导线 B直流电源、导线 C天平（含配套砝码） D秒表 E刻度尺 其中必要的器材是_； (2)某同学正确进行实验后，打出了一条纸带如图所示。计时器打点的时间间隔为 0.02s。从比较清晰 的点起，每 5 个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。则
8、在打下点迹 3 时，小车运动的速 度 v=_m/s （结果保留 3 位有效数字） ， 该小车的加速度 a=_ 2 m/s（结果保留 3 位有效数字） ； (3)根据测量的实验数据作出的 a-F 图线不通过原点，请分析其主要原因是_；图中 图线（或延长线）与 F 轴截距的物理意义是_； (4)在对上一问中的装置进行了调整后，a-F 图线能够通过原点。为得到更多的数据点，该同学不断 改变钩码质量，发现随着 F 增大，a-F 图像由直线逐渐变为一条弯曲的图线，如图所示。图线在末 端弯曲的原因是_。 A所挂钩码的总质量太大 B所用小车的质量太大 C小车与轨道之间存在摩擦 D导轨保持了水平状态 6某同学
9、利用“验证牛顿第二定律”的实验器材测量滑块和长木板之间的动摩擦因数。如图所示， 带滑轮的长木板水平放置，力传感器固定在墙上，轻绳分别跨过固定在滑块和长木板末端的滑轮， 与力传感器和沙桶连接。在沙桶重力作用下滑块沿长木板做匀加速直线运动，滑块右侧纸带通过打 点计时器打出一系列点迹，细绳拉力可由传感器直接读出。若轻绳与长木板平行，且不计轻绳与各 滑轮之间的摩擦，试完成下列问题： (1)实验时，一定要进行的操作是_； A将长木板右端垫高以平衡摩擦力 B使沙和沙桶的总质量远小于滑块质量 C将打点计时器接交流电源 D用天平测沙和沙桶的总质量 (2)实验获得的纸带如下图所示，相邻两个计数点之间的还有四个计
10、时点未画出，打点计时器所接交 流电的频率为 f，则滑块加速度的表达式为_； (3)若力传感器示数为 F，滑块的质量为 m，重力加速度为 g，用 a 表示滑块的加速度，则滑块与桌 面之间的摩擦因数表达式为_； (4)若 s1=1.60cm，s2=2.09cm，s3=2.60cm，s4=3.12cm，s5=3.60cm，s6=4.08cm，f=50Hz，F=0.14N， m=0.1kg，g=9.8m/s2，则摩擦因数大小为_。 （保留两位有效数字） 7某同学用图甲所示装置来探究小车的加速度与力的关系，小车（含车中重物）的质量为 M，细线 下端悬挂钩码拉动小车，小车运动的加速度为 a。 (1)关于实
11、验操作，下列做法正确的是_。 A在调节木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力时，在细线的下端要悬挂钩码 B实验时，先放开小车再接通打点计时器的电源 C实验中，应保持小车(含车中重物)的质量 M 不变 D实验中，需要满足钩码的质量 m 远小于小车的质量 M (2)图乙是某个同学实验中打出纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的五个计数 点 A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有 4 个点迹未标出，测出各计数点到 A 点间的距离。已 知所用电源的频率为 50Hz，打 B 点时小车的速度 vB_m/s，小车的加速度 a_m/s2。 （保留 2 位有效数字） (3)某同学根据所测数据得到了
12、小车运动的 aF 图象如下图所示，由图像可知，该组同学完成实验 用的小车质量是。 A0.25kg B0.50kg C1.0kg D2.0kg 8在“用 DIS 研究加速度和力的关系”实验中： （1）甲同学采用位移传感器测量加速度，实验装置如图 a 所示。位移传感器测得小车的 v-t 图像后， 分别得到 t1和 t2时刻的速度 v1和 v2，则小车的加速度 a=_。 （2）乙同学采用光电门测量加速度，实验装置如图 b。将小车放置在轨道上，使挡光片的前端位于 A 点处，由静止开始释放小车，测出小车上挡光片通过光电门的时间t，测出 A 到 B 的距离 L 和挡 光片的宽度 d。 根据上述物理量，小车
13、的加速度 a=_； 在该实验中，下列操作步骤中必须做到的是（_） A要用天平称量小车质量B钩码的质量应该远小于小车质量 C每次测量均要改变小车的质量D不论轨道光滑与否，轨道一定要保持水平 （3）光电门常被用来测量物体运动的瞬时速度，请分析这种测量方法中误差产生的主要来源 _？得到的速度测量值和真实值相比是偏大还是偏小_？ 参考答案参考答案 1力0.15未平衡摩擦力 2AB0.84B 3DCAB0.60 4BC 2 0.42m/s 5ACE0.376m/s 2 0.160m/s 平衡摩擦力不足或没有平衡摩擦力小车所受阻力 （摩擦力）的大小A 6C 2 456123 225 ssssssf 2Fma mg 0.23 7CD0.320.93B 8 21 21 vv tt - - 2 2 2 () d Lt （或 2 2 2() 2 d d Lt ）B用光电门测出的其实是挡光片经过的平 均速度，平均速度只能粗略地描述运动，因而会产生误差测量值和真实值相比，在不同的运动 中情况不同，若加速运动，测量值偏小；减速运动，测量值偏大；匀速运动，测量值等于真实值
