（浙江選考）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)3 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系夯基提能作業(yè)本.docx
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實(shí)驗(yàn)3 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 1.[2018浙江11月選考,17(2)]在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,兩個(gè)相同的小車放在光滑水平板上,前端各系一條細(xì)繩,繩的另一端跨過(guò)定滑輪各掛一個(gè)小盤,盤中可放重物。小車的停和動(dòng)通過(guò)用黑板擦按住小車后的細(xì)線和抬起來(lái)控制,如圖1所示。實(shí)驗(yàn)要求小盤和重物所受的重力近似等于使小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的力。 圖1 圖2 ①請(qǐng)指出圖2中錯(cuò)誤之處: 。 ②調(diào)整好裝置后,在某次實(shí)驗(yàn)中測(cè)得兩小車的位移分別是x1和x2,則兩車的加速度之比為 。 答案?、倮≤嚨募?xì)繩沒(méi)有與水平板平行,m沒(méi)有遠(yuǎn)小于M ②x1∶x2 解析 細(xì)繩拉力方向應(yīng)與水平板平行,以保證小車受到恒力的作用,從而加速度恒定,如果不平行,則隨著小車的運(yùn)動(dòng),小車水平方向的拉力會(huì)發(fā)生變化;同時(shí)根據(jù)題意“小盤和重物所受的重力近似等于使小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的力”,只有當(dāng)m遠(yuǎn)小于M時(shí),可以近似把小車的拉力近似等于托盤和重物的重力。根據(jù)x=12at2可知,兩車同時(shí)釋放,同時(shí)靜止,加速度之比等于位移之比。 2.(1)(多選)利用下圖裝置可以做力學(xué)中的若干實(shí)驗(yàn),以下說(shuō)法正確的是 。 A.用此裝置做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí),必須設(shè)法消除小車和木板間的摩擦力的影響 B.用此裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)使小盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 C.用此裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),每次改變盤和盤內(nèi)砝碼總質(zhì)量后,不需要重新平衡摩擦力 D.用此裝置做“探究功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),不需要平衡小車運(yùn)動(dòng)中所受的摩擦力。 (2)(多選)在用此裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),下列說(shuō)法正確的是 。 A.應(yīng)先釋放紙帶再接通電源 B.拉小車的細(xì)線應(yīng)盡可能與長(zhǎng)木板平行 C.紙帶與小車相連端的點(diǎn)跡較密 D.輕推小車,若拖著紙帶的小車能夠勻速下滑,則說(shuō)明摩擦力已被平衡 (3)如圖所示是實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的一條紙帶,A、B、C、D…為每隔2個(gè)點(diǎn)選取的計(jì)數(shù)點(diǎn),據(jù)此紙帶可知E點(diǎn)瞬時(shí)速度大小為 m/s。 答案 (1)BC (2)BCD (3)0.400.01 m/s 解析 (1)用此裝置做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí),只要使小車做勻加速運(yùn)動(dòng)即可,沒(méi)必要消除小車和木板間的摩擦力的影響,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在用此裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)使小盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,這樣才近似認(rèn)為盤及盤內(nèi)砝碼的重力等于小車受到的拉力,選項(xiàng)B正確;因平衡摩擦力后滿足mg sin θ=μmg cos θ,兩邊消去了m,則用此裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),每次改變盤和盤內(nèi)砝碼總質(zhì)量后,不需要重新平衡摩擦力,選項(xiàng)C正確;用此裝置做“探究功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),需要平衡小車運(yùn)動(dòng)中所受的摩擦力,這樣才能認(rèn)為砝碼的拉力做的功等于合外力做的功,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B、C。 (2)實(shí)驗(yàn)中要先接通電源再釋放紙帶,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;拉小車的細(xì)線應(yīng)盡可能與長(zhǎng)木板平行,以減小實(shí)驗(yàn)的誤差,選項(xiàng)B正確;紙帶與小車相連端的點(diǎn)跡是運(yùn)動(dòng)剛開(kāi)始時(shí)打出的,所以較為密集,選項(xiàng)C正確;輕推小車,若拖著紙帶的小車能夠勻速下滑,則說(shuō)明摩擦力已被平衡,選項(xiàng)D正確。故選B、C、D。 (3)由題意可知T=0.06 s,求得vE=XDF2T=5.010-20.062 m/s=0.41 m/s。 3.某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示裝置研究加速度與力的關(guān)系,圖中帶滑輪的長(zhǎng)木板水平放置于桌面,拉力傳感器可直接顯示所受到的拉力大小。 (1)(多選)實(shí)驗(yàn)時(shí),下列操作必要且正確的是 。 A.未吊砂桶時(shí)將長(zhǎng)木板右端適當(dāng)墊高,使小車能勻速滑動(dòng) B.小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時(shí)記錄傳感器的示數(shù) C.改變砂和砂桶質(zhì)量,打出幾條紙帶 D.用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量 E.為了減小誤差,實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 (2)若直接按上圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),以傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo),以通過(guò)紙帶分析得到的加速度a為縱坐標(biāo),畫(huà)出的a-F圖像合理的是 。 答案 (1)ABC (2)B 解析 (1)實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力,將長(zhǎng)木板右端適當(dāng)墊高,使小車能勻速滑動(dòng),故A正確;為充分利用紙帶,應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時(shí)記錄傳感器的示數(shù),故B正確;為得出普遍規(guī)律,要改變砂和砂桶質(zhì)量,打出幾條紙帶,故C正確;小車受到的拉力可由拉力傳感器測(cè)出來(lái),不需要用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量,故D錯(cuò)誤;小車受到的拉力可以由拉力傳感器測(cè)出,實(shí)驗(yàn)中不需要保證砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,故E錯(cuò)誤。故選A、B、C。 (2)小車質(zhì)量不變時(shí),加速度與拉力成正比,所以a-F圖像是一條傾斜的直線,由實(shí)驗(yàn)裝置可知,實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有平衡摩擦力,則畫(huà)出的a-F圖像在F軸上有截距,故選B。 4.某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的裝置來(lái)探究“加速度與合力的關(guān)系”。帶滑輪的長(zhǎng)木板水平放置,滑塊右端與穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連,左端通過(guò)拉力傳感器連接細(xì)線與砂桶。將滑塊由靜止釋放,直接由拉力傳感器讀出細(xì)線的拉力F,根據(jù)打出的紙帶求出加速度a。改變砂桶內(nèi)細(xì)砂質(zhì)量,得到若干組a-F數(shù)據(jù)。進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理,得出“加速度與合力的關(guān)系”。請(qǐng)回答下列實(shí)驗(yàn)的相關(guān)問(wèn)題。 甲 乙 (1)實(shí)驗(yàn)中力傳感器的示數(shù)F (選填“大于”“小于”或“等于”)細(xì)砂和砂桶受到的總重力。 (2)圖乙是某次實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶的一部分,測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為OA=2.00 cm,OB=5.49 cm,OC=10.49 cm,OD=17.00 cm,OE=25.01 cm,OF=34.52 cm,每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出,所用交流電源頻率為50 Hz?；瑝K的加速度a= m/s2。(結(jié)果保留兩位小數(shù)) (3)根據(jù)記錄數(shù)據(jù)該同學(xué)作出a-F圖像如圖丙所示,由圖像可知滑塊A的質(zhì)量為 kg,受到的摩擦力大小為 N。 丙 答案 (1)小于 (2)1.50 (3)0.2 0.32 解析 (1)砂桶做勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律得 mg-F=ma,則F下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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