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实验探究加速度与力质量的关系

课时作业19 实验:

探究加速度与力、质量的关系

时间:

45分钟  满分:

100分

一、选择题(每小题8分,共48分)

1.为了更直观地反映物体的加速度a与物体质量m的关系,往往用两者的关系图象来表示,该关系图象应选用(  )

A.a-m图象        B.m-a的图象

C.a-

图象D.

-a图象

解析:

作用力F一定时,a与m成反比,即a与

成正比,故以

为横坐标,a为纵坐标建立坐标系,二者成正比关系就可以较直观地反映出来.

答案:

C

2.如下图所示,实验中,若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F1,F2,车中所放砝码的质量分别为m1,m2,打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x1,x2,则在实验误差允许的范围内,有(  )

A.当m1=m2、F1=2F2时,x1=2x2

B.当m1=m2、F1=2F2时,x2=2x1

C.当F1=F2、m1=2m2时,x1=2x2

D.当F1=F2、m1=2m2时,x2=2x1

解析:

题中m1和m2是车中砝码的质量,决不能认为是小车的质量.本题中只说明了两小车是相同的,并未告诉小车的质量是多少.

当m1=m2时,两车加砝码质量仍相等,若F1=2F2,则a1=2a2.

由x=

at2得x1=2x2,A对.

若m1=2m2时,无法确定两车加砝码后的质量关系,两小车的加速度关系也就不清楚.故无法判定两车的位移关系.

答案:

A

3.用打点计时器测量加速度,探究加速度与力、质量的关系时,需要平衡摩擦力.平衡摩擦力时,应该让小车(  )

A.挂上钩码,拖上纸带,开动打点计时器

B.不挂钩码,拖上纸带,开动打点计时器

C.挂上钩码,不拖纸带

D.不挂钩码,不拖纸带

解析:

在调整小车是否能匀速运动时应不挂钩码,拖上纸带打点来判定,点迹均匀、等距离即可.

答案:

B

4.在某次探究加速度和力的关系的实验中某人得到的a-F图象如下图所示,从这个实验图象可以得到的结论正确的是(  )

A.这些点并不全是在一条通过原点的直线上,因此,不能认为当m一定时a与F成正比

B.在实验中总是会出现误差的,这些点偏离这条过原点的直线的原因,可能是误差造成的,如果没有误差,这些点是不会偏离该直线的.因此可以认为:

当m一定时a与F成正比

C.当m一定时,a与F成正比这条规律应该不会错.实验得的结果与该规律不合是实验做错了

D.上述说法都是错的

解析:

实验中误差是不可避免的,所以总会存在一些偏差.

答案:

B

5.下列说法中正确的是(  )

①在相同的力作用下,物体的质量越大,速度越小

②在相同的力作用下,物体的质量越大,加速度越小,它的速度一定增加得越少

③在相同的力作用下,物体质量越大,速度变化越慢

④在相同的力作用下,物体质量增大为原来的两倍,加速度一定减小为原来的

A.①②B.③④

C.①③D.②④

解析:

力、物体的质量决定了加速度,而与速度及速度变化无直接关系.

答案:

B

6.在某次“探究当质量一定时,加速度与力F的关系”的实验中,某个同学分别用两个不同质量的小车做实验,分别得到两条过原点的直线如下图所示(他将两次实验结果画到了同一个坐标系中).则下面说法中正确的是(  )

①小车m1的质量大于小车m2的质量

②小车m2的质量大于小车m1的质量

③如果将小车m1放到小车m2上再做一次实验,得出的a-F图象应该在图坐标系上的Ⅰ区

④如果将小车m2放到小车m1上再做一次实验,得出的a-F图象应该在图坐标系上的Ⅲ区

A.①④B.②③

C.①③D.②④

解析:

在F上取一点向上作垂线,与两图线相交可以得出a1>a2,所以有m1

答案:

D

二、非选择题(共52分)

7.(6分)在探究“加速度与力、质量的关系”的实验中,为了平衡摩擦力,需要在长木板的下面垫一木块(木块垫在没有滑轮的一端),反复移动木块的位置,直到测出小车所拖纸带上的各个相邻记数点之间的距离都________为止.这时小车在斜面上所做的是________运动,小车拖着纸带运动时受到的阻力恰好与小车的____________________平衡.

解析:

相邻记数点的距离相等说明木块的运动可看做匀速运动,摩擦力与重力沿斜面方向的分力平衡.

答案:

相等 匀速 重力沿斜面向下的分力

8.(6分)在保持质量不变时加速度与物体受力间关系的实验中(使用下图所示的装置),小车质量M和砝码质量m分别选取下列四组值.

A.M=500g,m分别为50g、70g、100g、125g

B.M=500g,m分别为20g、30g、40g、50g

C.M=200g,m分别为50g、70g、100g、125g

D.M=200g,m分别为30g、40g、50g、60g

若其他操作都正确,那么在选用________组值测量时所画出的图线较准确.在选用此组值,m取________g时实验误差较大.

解析:

对于本实验中小车的质量要远大于砝码的质量,一般要大10倍以上,砝码的质量越大,相对来说误差越大.

答案:

B 50

9.(8分)下表是探究加速度与力、质量的关系实验所得到的数据.

质量m/kg

受力F/N

加速度a/(m·s-2)

1

0.5

0.25

2

0.50

3

1.00

4

1.0

5

1.5

若利用前三组数据探究加速度与受力的关系,则2、3组数据中物体的质量分别为________、________;若利用后三组数据探究加速度与物体质量的关系,则4、5组数据中物体所受的力分别为________,________.

解析:

探究加速度与受力的关系,应保持质量不变,因此2、3组质量应与第1组质量相同;探究加速度与物体质量的关系时,应保持物体的受力不变,即4、5组受力应与第3组受力相同.

答案:

0.5kg 0.5kg 1.00N 1.00N

10.(4分)实验台上备有下列器材:

A.打点计时器、纸带及复写纸片;B.附有定滑轮的长木板;C.小车;D.砝码;E.钩码;F.小桶、细绳、沙;G.两根导线;H.秒表;I.天平(附砝码);J.刻度尺;K.弹簧秤;L.6V蓄电池;M.学生电源;N.小木板;O.铁架台.为探究加速度与力和质量的关系,选用的器材是____________________.

答案:

A,B,C,D,F,G,I,J,M,N

11.(6分)按实验要求安装好器材后,应按一定步骤进行实验,下述操作步骤的安排顺序不尽合理,请将合理的顺序以字母代号填写在横线上:

________.

A.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

B.保持小车质量不变,改变重物的质量,测出加速度,重复几次

C.用天平测出小车和重物的质量

D.平衡摩擦力,使小车近似做匀速直线运动

E.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

F.根据测量的数据,分别画出a-F和a-

的图线

答案:

D,C,E,A,B,F或D,C,E,B,A,F

12.(10分)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,某同学使用了如图(甲)所示的装置,计时器打点频率为50Hz.

(1)该同学得到一条纸带,在纸带上取连续的六个点,如图(乙)所示,自A点起,相邻两点间的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm,则打E点时小车的速度为________m/s,打A,F两点的过程中小车的平均速度为________m/s,小车的加速度为________m/s2.

(2)该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系,应该保持________不变;若该同学要探究加速度a和拉力F的关系,应该保持________不变.

(3)该同学通过数据的处理作出了a—F图象,如图(丙)所示,则

①图中的直线不过原点的原因是________.

②图中的力F理论上指________,而实验中却用________表示.(选填字母符号)

A.小盘和重物的重力B.绳对小车的拉力

③此图中直线发生弯曲的原因是________.

解析:

(1)vE=

m/s=0.85m/s,

AF=

m/s

=0.7m/s,

由Δx=aT2得:

a=

m/s2=5m/s2.

(2)探究a与M的关系时,应保持拉力F不变;探究a与F的关系时保持小车质量M不变.

(3)①由题图(丙)可知在平衡摩擦力时木板右端垫的过高,不加拉力F时,小车即有了加速度.

②题图(丙)中F理论上指绳对小车的拉力,而实验中是用重物和小盘的重力表示.

③实验中随着重物的增加,即随着F的增大,不再满足小盘与重物总质量远小于小车质量

答案:

(1)0.85 0.7 5

(2)绳对车的拉力F 小车质量M

(3)①平衡摩擦力时木板的右端垫得过高

②B A

③随着F的增大不再满足小盘和重物质量远小于小车质量

13.(12分)在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时,计算出各纸带的加速度后,将测得的反映加速度a和力F的关系的有关资料记录在表

(1)中,将测得的反映加速度a和质量M的关系的资料记录在表

(2)中

(1)

a/(m·s-2)

1.98

4.06

5.95

8.12

F/N

1.00

2.00

3.00

4.00

(2)

a/(m·s-2)

2.04

2.66

3.23

3.98

1/M(kg-1)

0.50

0.67

0.80

1.00

(1)根据表中所列数据,分别画出a-F、a-

图象.

(2)从图象可以判定:

当M一定时,a与F的关系为________;当F一定时,a与M的关系为________.

(3)由a-F图象可知M=________.

(4)由a-

图象可知F=________.

解析:

若a与F成正比,a与

成正比,那么a-F图象和a-

图象都应是一条过原点的倾斜直线,同时因实验中不可避免地出现误差,描出的点不在一条直线上是很正常的,连线时应使尽可能多的点在直线上,不在直线上的点应大致对称地分布在直线两侧,离直线较远的点应视为错误数据,不必考虑;另外可以从图象的斜率的物理意义出发求出相应的物理量.

答案:

(1)a-F图象和a-

图象分别如图(甲)和(乙).

(2)正比关系 反比关系 (3)0.50kg (4)4.02N

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