作业07实验：探究加速度与力、质量的关系-2021年高二物理暑假作业（人教版）

2021年高二物理暑假作业（人教版） 作业07实验：探究加速度与力、质量的关系 一、实验题 1．为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图甲所示的实验装置： （1）以下实验操作正确的是（______） A．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在槽码的牵引下恰好做匀速直线运动 B．调节滑轮的高度，使细线与木板平行 C．先接通电源，后释放小车 D．实验中小车的加速度越大越好 （2）在实验中得到一条如图乙所示的纸带，已知相邻计数点间的时间间隔为T=0.1 s，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出分别为3.09 cm、3.43 cm、3.77 cm、4.10 cm、4.44 cm、4.77 cm，则小车的加速度a=___________m/s2.（结果保留2位有效数字） （3）有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他们在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图丙所示。图线______（填“①”或“②”）是在轨道倾斜情况下得到的。 【答案】BC 0.34 ① 【解析】（1）[1]A．将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂槽码的情况下使小车恰好做匀速直线运动，以使小车的重力沿斜面的分力和阻力抵消，那么小车的合力就是细线的拉力，A错误； B．细线的拉力为小车的合力，所以应调节定滑轮的高度使细线与木板平行， B正确； C．实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放，先接通电源，后释放小车， C正确； D．实验时，为了减小实验的误差，小车的加速度应适当大一些，但不是越大越好， D错误。 故选BC。 （2）[2]根据逐差法得 （3）[3]由图线①可知，当F=0时，a≠0，也就是说当细线上没有拉力时小车就有加速度，所以图线①是在轨道倾斜情况下得到的。 2．图甲是“探究加速度与力、质量的关系”实验装置。 ①关于这个实验，下列说法正确的是（________） A．调整滑轮高度，使细线与木板平行 B．砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量 C．电火花计时器和电磁式打点计时器所用电源的电压和频率完全相同，但用电火花计时器能减小实验误差 D．保持砝码盘和砝码总质量不变，不断改变小车质量，就可以探究加速度与力的关系 ②小明根据实验测量结果作出的 图像如图乙所示，图线不过坐标原点，这是因为他实验中遗漏了一个重要步骤，即____________________；调整正确后，他作出的 图像如图丙所示，图线末端明显偏离直线，如果已知小车质量为M，某次对应砝码盘和砝码总质量为m，重力加速度为g，则图中 表达式应为___________________（用M、m和g表示）。 【答案】AB 平衡摩擦力 【解析】①[1]A．调整滑轮高度，使细线与木板平行，以保证细线的拉力等于小车受到的合外力，A正确； B．砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量。以保证细线的拉力基本等于砝码和砝码盘的总重量，B正确； C．电火花计时器用220V交流电源，而电磁式打点计时器用6V低压交流电源，C错误； D．保持砝码盘和砝码总质量不变，不断改变小车质量，就可以探究加速度与质量的关系，D错误。 故选AB。 ②[2]由一定拉力后才产生加速度，说明小车受摩擦力作用，因此遗漏了平衡摩擦力。 [3]根据牛顿第二定律 因此可得 3．某实验小组做“探究加速度与力的关系”实验时，先采用如图甲所示的常规实验方案，处理数据时发现误差比较明显。该小组经过分析讨论，对实验方案进行了改进和优化，采用如图乙所示实验方案，具体实验操作步骤如下： A．挂上托盘和砝码，调整垫块位置，使质量为 的小车拖着纸带沿木板匀速下滑； B．取下托盘和砝码，用天平测出它们的总质量为 ，查出并记录当地重力加速度g； C．把小车放回木板上原位置，由静止释放，测出其下滑的加速度 ； D．改变砝码质量和垫块位置，多次测量 和 ，通过作图可得到 的关系。 （1）比较甲､乙两实验方案，实验时需要满足条件 的实验方案是______（选填“甲”､“乙”或“甲和乙”）； （2）采用乙实验方案，在作 关系时，小车受到的合外力 ______； （3）在一次实验操作中，获得如图丙所示的纸带， 为计数点，其中相邻两计数点间均有四个点未画出，所用交变电源的频率为 ，由纸带可求得小车运动的加速度 _______ （计算结果保留两位有效数字）； （4）图丁是该小组先后采用甲､乙两个实验方案描绘出的 关系图象，图象中______ （选填①或②）是乙实验方案得到的 关系图象。 【答案】甲 ① 【解析】（1）[1]根据题意，图甲所示实验方案中托盘和砝码的总重力充当小车的合外力，为减小托盘和砝码质量对实验的影响，应满足 ，而图