课时冲关18 实验四 探究加速度与力，质量的关系（教用版）-【创新教程】2027年高考物理总复习大一轮课时作业

课时冲关18实验四 探究 学生用书 1.如图甲所示的装置由气垫导轨、两个光电门、滑 块和砂桶等组成.光电门可以测出滑块分别通 过两个光电门的时间△t1和△2，导轨标尺可以 测出两个光电门间的距离L,游标卡尺测量遮 光片的宽度d,另用天平测出滑块和砂桶（装砂） 的质量分别为M和，回答下列问题： 光电门 遮光片 滑块 气垫导轨 0123 秒桶 导轨标尺 01020 (1)测量d时，某次游标卡尺（主尺的最小分度为 1mm)的示数如图乙所示，其读数为 mm. (2)若用该装置来验证牛顿第二定律，以下说法 不正确的是 A.该装置可以不平衡摩擦力也不需要将气垫导轨 调节水平 B.如果气垫导轨水平则轻推滑块匀速滑动时， 通过两个光电门的时间△t1和△t2必相等 C.实验时，多次在同一条件下重复实验取挡光 片通过两光电门时间的平均值以减小偶然 误差 (3)该装置中滑块所受线的拉力F若用M、m、 L、△t1和△t2表示，则F (4)通过计算比较发现滑块受到的线的拉力F 与砂和砂桶的重力不相等且相差较大，是因为 解析：(1)由游标卡尺的读数规则得，读数为 11.30mm. (2)该装置需要将气垫导轨调节水平，所以A不 正确 (3)由F=Ma,v2-6=2aL,w=△2，o=△m d (品)-（品 得F=M 2L (4)没有满足M>m. ·461 第三章牛顿运动定律 加速度与力、质量的关系 P363 ()-(出) 答案：(1)11.30(2)A (3)M 2L (4)没有满足M>m 2.某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合 力F及质量m的关系”实验.图(a)为实验装置 简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有细 砂的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板， 实验中认为细绳对小车的拉力F等于细砂和小 桶的总重量，小车运动的加速度a可用纸带上 打出的点求得. 源插头 纸带 D (a) (1)图(b)为某次实验得到的纸带，已知实验所 用电源的频率为50Hz.根据纸带可求出电火花 计时器打B点时的速度为 m/s,小车 的加速度大小为 m/s2.(结果均保留两位 有效数字) AB D E 6.196.707.21 7.72单位：cm (b) (2)在“探究加速度 4a/(ms2) 2.0 a与质量m的关 1.5 系”时，某同学按照1.0甲 --- 自己的方案将实验0.5 拉 数据在坐标系中进 益扭 01.02.03.04.0元kg1 行了标注，但尚未 (c) 完成图像（如图c 所示).请继续帮助该同学作出坐标系中的 图像 高考总复习物理 (3)在“探究加速度a与合力 a F的关系”时，该同学根据实 验数据作出了加速度a与合 力F的图线如图(d),该图线0 (d) 不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点 的原因. 答： 解析：(1)AC这段位移的平均速度等于AC这 段时间中间时刻的瞬时速度，即B,点的瞬时速 度，故%=AB+BC=6.19+6.70)X10 -m/s= 4T 4×0.02 1.6m/s. 由逐差法求解小车的加速度 (CD+DE)-(AB十BC) 4(2T)2 =(7.21+7.72-6.19-6.70)×102 4×(2×0.02)2 m/s2 =3.2m/s2. (2)将坐标系中各，点连成一条直线，连接时应使 直线过尽可能多的点，不在直线上的点应大致 对称地分布在直线的两侧，离直线较远的点应 视为错误数据，不予考虑，连线如图所示： 4a/(ms2) 2.0 1.5 1.0 0.5 0 1.02.03.04.0mkg1 (3)图线与横抽有截距，说明实验前没有平衡阻 力或平衡阻力不够！ 答案：(1)1.63.2(2)见解析(3)实验前没 有平衡阻力或平衡阻力不够 3.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与槽码的质量m的对 应关系图，如图(b)所示.实验中小车（含发射 ·46 器)的质量为200g,实位移传感器（发射器）位移传感器（接收器 验时选择了不可伸长 。。小车 白槽码 轨道 的轻质细绳和轻定滑 a/(m-s-2) 轮，小车的加速度由位 移传感器及与之相连 2 的计算机得到.回答下 50100150200250m/g 列问题： (b) (1)根据该同学的结果，小车的加速度与槽码的 质量成 (选填“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，并直接以槽码所受重力mg作为小车受到的 合外力，则实验中应采取的改进措施是 ,槽码的质量应满足的条 件是 解析：这是探究牛顿第二定律的实验，即(2)是 探究小车加速度与槽码质量的关系，所以该实 验必须平衡摩擦力，并且要保证槽码的质量远 小于小车的质量 (1)由图像可知小车的加速度与槽码的质量成 非线性关系. (2)a-m图线不经过原，点，在m轴上有截距，即 挂上小槽码后小车加速度仍为零，可能的原因是存 在摩擦力」 (3)本实验直接以槽码所受重力mg作为小车受到 的合外力，则应采取的措施是调节轨道的倾斜度以 平衡摩擦力，槽码的质量应满足的条件是远小于小 车的质量 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