2019-2020年高三物理一轮复习 第3章 第4讲 实验四:探究加速度与力、质量的关系练习(I)

2019-2020 年高三物理一轮复习 第 3 章 第 4 讲 实验四:探究加速度与力、质 量的关系练习(I)
1.(xx 课标Ⅰ,22,6 分)某同学利用图(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度 a 与钩码的质量 m 的对应关系图,如图(b)所示。实验中小车(含发射器)的质量为 200 g,实验时选择了不可伸长的轻质细绳 和轻定滑轮,小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到,回答下列问题:
图(a)

图(b)

(1)根据该同学的结果,小车的加速度与钩码的质量成

(填“线性”或“非线性”)关系。

(2)由图(b)可知,a-m 图线不经过原点,可能的原因是



(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下,小车的加速度与作用力成正比”的结论,并

直接以钩码所受重力 mg 作为小车受到的合外力,则实验中应采取的改进措施



。钩码的质量应满足的条件是



2.[xx 天津理综,9(2)]某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系。

①下列做法正确的是

(填字母代号)

A.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行

B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时,将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上

C.实验时,先放开木块再接通打点计时器的电源

D.通过增减木块上的砝码改变质量时,不需要重新调节木板倾斜度

②为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力,应满足的条件是砝码桶

及桶内砝码的总质量

木块和木块上砝码的总质量。(填“远大于”、“远小于”或“近似等于”)

③甲、乙两同学在同一实验室,各取一套图示的装置放在水平桌面上,木块上均不放砝码,在没有平衡摩

擦力的情况下,研究加速度 a 与拉力 F 的关系,分别得到图中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块质量分别

为 m 甲、m 乙,甲、乙用的木块与木块间的动摩擦因数分别为 μ 甲、μ 乙,由图可知,m 甲

m 乙,μ 甲

μ

乙。(填“大于”、“小于”或“等于”)

1.答案 (1)非线性 (2)存在摩擦力 (3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力 远小于小车的质量
解析 (1)将图(b)中各点连线,得到的是一条曲线,故 a 与 m 的关系是非线性的。 (2)由图(b)可知,当钩码质量不为零时,在一定范围内小车加速度仍为零,即钩码对小车的拉力大于某
一数值时小车才产生加速度,故可能的原因是存在摩擦力。 (3)若将钩码所受重力作为小车所受合力,则应满足三个条件,一是摩擦力被平衡,二是绳平行于轨道平
面,此二者可保证绳对车的拉力等于车所受合力,设绳的拉力为 T,由 mg-T=ma、T=Ma 有 T=g=,可见当 m? M 时 才有 T≈mg,故第三个条件为 m?M。 2.答案 ①AD ②远小于 ③小于 大于 解析 ①平衡木块受到的滑动摩擦力时应连好纸带,以保证木块受到的合外力为绳子拉力 T,同时砝码桶不 能通过定滑轮拴在木块上,B 项错误。为保证小车在由静止开始运动的同时打点,应先接通电源再放开小车, 所以 C 项错误。
②设砝码和桶的总质量为 m,木块及上面砝码的总质量为 M,由牛顿第二定律:对 m 有 mg-T=ma,对 M 有 T=Ma? T=·mg,可看出当 m? M 时 T≈mg。
③F=0 时图线与 a 轴交点为只有摩擦力作用时木块的加速度值,μ mg=ma? a=μ g,由 a 甲>a 乙,可知 μ 甲>μ 乙;a=0 时的临界拉力 F 为各自的最大静摩擦力即滑动摩擦力,由题图可知 μ 甲 m 甲 g<μ 乙 m 乙 g,由 μ 甲>μ 乙, 得出 m 甲<m 乙。


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