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2019人教版必修第一册 高一(上)第四章 2 实验:探究加速度与力、质量的关系 课后练习
一、实验题
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1. 难度:中等

在验证牛顿第二定律的实验中:某组同学用如图(甲)所示装置,采用控制变量的方法,来研究小车质量不变的情况下,小车的加速度与小车受到的力的关系,下列措施中不需要和不正确的是

首先要平衡摩擦力,使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力

平衡摩擦力的方法就是,在塑料小桶中添加砝码,使小车能匀速滑动

每次改变拉小车的拉力后都需要重新平衡摩擦力

实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力

实验中应先放小车,然后再开打点计时器的电源

A①③⑤

B②③⑤

C③④⑤

D②④⑤

 

 

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2. 难度:简单

探究加速度与力、质量的关系实验中为了消除打点计时器和木板对小车阻力的影响关于该操作环节下列四种装置图中正确的是(    )

A. B.

C. D.

 

二、多选题
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3. 难度:简单

在探究加速度与力、质量的关系时,按实验要求组装好器材后,应按一定步骤进行实验,下述操作步骤的合理顺序是(  

①保持重物的质量不变,在小车里加砝码,测出加速度,重复几次

②保持小车质量不变,改变重物的质量,测出加速度,重复几次

③用天平测出小车和重物的质量

④平衡摩擦力,使小车近似做匀速直线运动

⑤挂上重物,接通打点计时器的电源,放开小车,在纸带上打下一系列的点

⑥根据测量的数据,分别画出图线和图线

A.③④⑤①②⑥ B.③⑤④①②⑥

C.③⑤④②①⑥ D.③④⑤②①⑥

 

三、单选题
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4. 难度:简单

探究加速度与力、质量关系的实验中,得到如图甲、乙所示的两个实验图像,关于这两个图像的描述,下列说法正确的是(   

   

A.甲图是描述加速度与质量关系的图像 B.乙图是描述加速度与力关系的图像

C.乙图是描述加速度与质量的倒数关系的图像 D.甲图是描述加速度与力关系的图像

 

四、实验题
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5. 难度:简单

如图所示,在研究牛顿第二定律的演示实验中,若1、2两个相同的小车所受拉力分别为,车中所放砝码的质量分别为,打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为,则在实验误差允许的范围内,有_____

A.当时,

B.当时,

C.当时,

D.当时,

 

 

 

 

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6. 难度:中等

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,图(a)所示为实验装置简图.(交流电的频率为50 Hz)

1)图(b)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.(保留两位有效数字)

2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据如下表:

实验次数

1

2

3

4

5

6

7

8

小车加速度a/m·s2

1.90

1.72

1.49

1.25

1.00

0.75

0.50

0.30

小车质量m/kg

0.25

0.29

0.33

0.40

0.50

0.71

1.00

1.67

/kg1

4.00

3.45

3.03

2.50

2.00

1.41

1.00

0.60

 

请在下图所示的坐标纸中画出a图线______,并由图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是________________________

 

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7. 难度:中等

探究加速度与物体质量、物体受力的关系活动中,某小组设计了如图甲所示的实验装置。图中上下两层水平轨道表面光滑,两小车前端系上细线,细线跨过滑轮并挂上砝码盘,两小车尾部细线连到控制装置上,实验时通过控制装置使两小车同时开始运动,然后同时停止。

(1)在安装实验装置时,应调整滑轮的高度,使_____;在实验时,为减小系统误差,应使砝码盘和砝码的总质量__________ (选填远大于”“远小于等于”)小车的质量。

(2)本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小,能这样比较,是因为____

实验次数

小车

拉力F/N

位移X/cm

1

0.1

 

0.2

46.51

2

0.2

29.04

0.3

43.63

3

0.3

41.16

0.4

44.80

4

0.4

36.43

0.5

45.56

 

(3)实验中获得数据如表所示:小车的质量m均为400g。在第1次实验中小车从图乙中的A点运动到B点,表中空格处测量结果为____cm,通过分析可知表中第___次实验数据存在明显错误,应舍弃。

 

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8. 难度:简单

探究加速度与力、质量的关系实验中,在研究小车的加速度和小车的质量的关系时,由于没有始终满足为砝码盘及砝码的质量)的条件,结果得到的图像应是下列图中的(  

A. B.

C. D.

 

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9. 难度:中等

如图1验证牛顿第二定律的实验装置示意图.砂和砂桶的总质量为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.

1)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,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动

2)在验证牛顿第二定律的实验中,为使细线对小车的拉力等于砂及砂桶的总重力,应满足M_______m(填远大于远小于等于

3)图2是实验中得到的一条纸带,ABCDEFG7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=4.22cmsBC=4.65cmsCD=5.08cmsDE=5.49cmsEF=5.91cmsFG=6.34cm.已知打点计时器的工作频率为50Hz,则小车的加速度大小a=_______m/s2.(结果保留两位有效数字).

 

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10. 难度:简单

用如图所示的实验装置能完成:实验1“研究匀变速直线运动的规律、实验2“探究加速度与力的关系

1)必须平衡摩擦力的是________(选填实验1”“实验2”都需要);

2)小明想用沙桶及沙的总重力代替小车受到的合外力,为了减小这种做法而带来的实验误差,小明先做了两方面的调整措施:

a.用小木块将长木板无滑轮的一端垫高,目的是__________

b.使沙桶及沙的总质量________(选填等于”“远小于远大于)小车的质量,目的是使细线拉小车的力近似等于沙桶及沙的重力。

 

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11. 难度:中等

用如图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律。

①下列做法正确的是___________(填字母代号)

A.调节滑轮的高度,使牵引小车的细绳与长木板保持平行

B.在调节木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力时,将装有砂的砂桶通过定滑轮拴在小车上

C.实验时,先放开小车再接通打点计时器的电源

D.通过增减小车上的能码改变质量时,不需要再次调节木板倾斜度

②某同学在保持小车的质量M不变,改变砂桶与砂的总重力F,多次实验,根据得到的数据,在a-F图象中描点(如图乙所示)。结果发现右侧若千个点明显偏高直线,造成此误差的要原因是____________。若不断增加砂桶中砂的质量,a-F图象中各点连成的曲线将不断延伸,则绳子拉力的趋向值为______________

 

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12. 难度:中等

如图所示为某同学探究加速度与力、质量关系的实验装置,两个相同质量的小车放在光滑水平板上,前端各系一根轻质细绳,绳的另一端跨过光滑轻质定滑轮各挂一个小盘,盘中可放砝码。两小车后端各系一条细绳,一起被夹子夹着使小车静止。打开夹子,两小车同时开始运动;关上夹子,两小车同时停下来,用刻度尺测出两小车的位移。下表是该同学在几次实验中记录的数据。

   

实验次数

车号

小车质量/g

小盘质量/g

车中砝码质量/g

盘中砝码质量/g

小车位移/cm

1

50

10

0

0

15

50

10

0

10

30

2

50

10

0

10

27.5

50

10

50

10

14

3

50

10

0

0

18

50

10

10

10

 

 

 

请回答下述问题:

1)在每一次实验中,甲、乙两小车的位移之比等于________之比,请简要说明实验原理___________

2)第1次实验控制了___________不变,在实验误差允许的范围内,可得出的结论是:______________

3)第2次实验控制了_____________不变,在实验误差允许的范围内,可得出的结论是:_______________

4)第3次实验时,该同学先测量了甲车的位移,再根据前两次实验结论,计算出乙车应该发生的位移,然后再测量了乙车的位移,结果他高兴地发现,理论的预言与实际符合得相当好。请问,他计算出的的位移应该是_______________

 

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13. 难度:简单

如图所示为一气垫导轨,导轨上安装有一个光电门B,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连,力传感器可测出绳子上的拉力大小。传感器下方悬挂钩码,每次滑块都从A处由静止释放。

1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度

2)实验时,由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间,则滑块经过光电门B时的瞬时速度为___________

3)若某同学用该实验装置探究加速度与力的关系:

①要求出滑块的加速度,还需要测量的物理量是________。(文字说明并用相应的字母表示)

②下列不必要的一项实验要求是__________。(请填写选项前对应的字母)

A.滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量

B.应使A位置与光电门间的距离适当大些

C.应将气垫导轨调节水平

D.应使细线与气垫导轨平行

 

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