高一物理寒假作業(yè) 第十九天 實(shí)驗(yàn) 探究加速度與物體質(zhì)量、受力的關(guān)系

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第十九天 實(shí)驗(yàn)：探究加速度與物體質(zhì)量、受力的關(guān)系 1．在探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，以下說法正確的是 (　　) A．平衡摩擦力時(shí)，小桶應(yīng)用細(xì)線通過定滑輪系在小車上，但小桶內(nèi)不能裝砂 B．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)始終保持小車和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于砂和小桶的質(zhì)量 C．實(shí)驗(yàn)中如果用縱坐標(biāo)表示加速度，用橫坐標(biāo)表示小車和車內(nèi)砝碼的總質(zhì)量，描出相應(yīng)的點(diǎn)在一條直線上時(shí)，即可證明加速度與質(zhì)量成反比 D．平衡摩擦力時(shí)，小車后面的紙帶必須連好，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)過程中紙帶也要受到阻力 2．在 “探究加速度與質(zhì)量、力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置．圖中上下兩層水平軌道表面光滑，兩小車前端系上細(xì)線，細(xì)線跨過定滑輪并掛上砝碼盤，兩小車尾部細(xì)線連到控制裝置上，實(shí)驗(yàn)時(shí)通過控制裝置使小車同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)，然后同時(shí)停止． (1)在安裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，應(yīng)調(diào)整滑輪的高度，使________________；在實(shí)驗(yàn)時(shí)，為減小系統(tǒng)誤差，應(yīng)使砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量__________小車的質(zhì)量(選填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于”或“等于”)． (2)本實(shí)驗(yàn)通過比較兩小車的位移來比較小車加速度的大小，能這樣比較，是因?yàn)開_________________ ____________________________________________________________________________________． 3．某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置，利用米尺、秒表、輕繩、輕滑輪、軌道、滑塊、托盤和砝碼等器材來測(cè)定滑塊和軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ.滑塊和托盤上分別放有若干砝碼，滑塊質(zhì)量為M，滑塊上砝碼總質(zhì)量為m′，托盤和盤中砝碼的總質(zhì)量為m.實(shí)驗(yàn)中，滑塊在水平軌道上從A到B做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，重力加速度g取10 m/s2. (1)為測(cè)量滑塊的加速度a，須測(cè)出它在A、B間運(yùn)動(dòng)的________與________，計(jì)算a的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式是____________________________； (2)根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律得到a與m的關(guān)系為：a＝m－μg 他想通過多次改變m，測(cè)出相應(yīng)的a值，并利用上式來計(jì)算μ.若要求a是m的一次函數(shù)，必須使上 式中的________保持不變，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)將從托盤中取出的砝碼置于________________________． 3． 與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣，光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常見計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置．當(dāng)有物體從a、b間通過時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間．現(xiàn)利用圖乙所示裝置設(shè)計(jì)一個(gè)“探究物體運(yùn)動(dòng)的加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，圖中NQ是水平桌面、PQ是一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板，1、2是固定在木板上的兩個(gè)光電門(與之連接的兩光電計(jì)時(shí)器沒有畫出)．小車上固定著用于擋光的窄片K，讓小車從木板的頂端滑下 (1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量窄片K的寬度d ( 已知l ? d )，光電門1,2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為t1、t2，則窄片K通過光電門1的速度表達(dá)式v1＝__________. (2)用米尺測(cè)量?jī)晒怆婇T間距為l，則小車的加速度表達(dá)式a＝__________. (3)該實(shí)驗(yàn)中，為了把砂和砂桶拉車的力當(dāng)作小車受的合外力，就必須平衡小車受到的摩擦力，正確的做法是_____________________________________________． (4)實(shí)驗(yàn)中，有位同學(xué)通過測(cè)量，把砂和砂桶的重力當(dāng)作小車的合外力F，作出a－F圖線，如圖丙中的實(shí)線所示．試分析：圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)O的原因是___________________________________；曲線上部彎曲的原因是__________________________________________________． 5．為了探究加速度與力的關(guān)系，使用如下圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．其中G1、G2為兩個(gè)光電門，它們與數(shù)字計(jì)時(shí)器相連，當(dāng)滑行器通過G1、G2光電門時(shí)，光束被遮擋的時(shí)間Δt1、Δt2都可以被測(cè)量并記錄，滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為M，擋光片寬度為D，光電門間距離為x，牽引砝碼的質(zhì)量為m.回答下列問題： (1) 實(shí)驗(yàn)開始應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平，在不增加其他儀器的情況下，如何判 定調(diào)節(jié)是否到位？ 答：________________________________________. (2)若取M＝0.4 kg，改變m的值，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，以下m的取值不合適的一個(gè)是__________． A．m1＝5 g 　　　　　 B．m2＝15 g C．m3＝40 g D．m4＝400 g (3)在此實(shí)驗(yàn)中，需要測(cè)得每一個(gè)牽引力對(duì)應(yīng)的加速度，求得的加速度的表達(dá)式為____________． (用Δt1、Δt2、D、x表示) a/(ms－2) 6．某同學(xué)在做加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如下表所示： F/N 0.20 0.30 0.40 0.50 F/N 0.60 a/(ms－2) 0.11 0.19 0.29 0.40 0.51 (1)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在右圖所示的坐標(biāo)中作出a－F圖象； (2)圖象的斜率的物理意義是__________________； (3)圖象(或延長(zhǎng)線)與F軸的截距的物理意義是_______________； (4)小車和砝碼的總質(zhì)量為__________ kg. 7．如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系．小車上固定一個(gè)盒子，盒子內(nèi)盛有沙子．沙桶的總質(zhì)量(包括桶以及桶內(nèi)沙子質(zhì)量)記為m，小車的總質(zhì)量(包括車、盒子及盒內(nèi)沙子質(zhì)量)記為M. (1)驗(yàn)證在質(zhì)量不變的情況下，加速度與合外力成正比：從盒子中取出一些沙子，裝入沙桶中，稱量并記錄沙桶的總重力mg，將該力視為合外力F，對(duì)應(yīng)的加速度a，則從打下的紙帶中計(jì)算得出．多次改變合外力F的大小，每次都會(huì)得到一個(gè)相應(yīng)的加速度．本次實(shí)驗(yàn)中，桶內(nèi)的沙子取自小車中，故系統(tǒng)的總質(zhì)量不變．以合外力F為橫軸，以加速度a為縱軸，畫出a－F圖象，圖象是一條過原點(diǎn)的直線． ①a－F圖象斜率的物理意義是________． ②你認(rèn)為把沙桶的總重力mg當(dāng)作合外力F是否合理？ 答：________.(填“合理”或“不合理”) ③本次實(shí)驗(yàn)中，是否應(yīng)該滿足M?m這樣的條件？ 答：________(填“是”或“否”)； 理由是________________________________________________________________________． (2)驗(yàn)證在合外力不變的情況下，加速度與質(zhì)量成反比：保持桶內(nèi)沙子質(zhì)量m不變，在盒子內(nèi)添加或去掉一些沙子，驗(yàn)證加速度與質(zhì)量的關(guān)系．本次實(shí)驗(yàn)中，桶內(nèi)的沙子總質(zhì)量不變，故系統(tǒng)所受的合外力不變．用圖象法處理數(shù)據(jù)時(shí)，以加速度a為縱橫，應(yīng)該以________為橫軸．  第十九天 實(shí)驗(yàn)：探究加速度與物體質(zhì)量、受力的關(guān)系 1．BD 2．(1)小車與滑輪之間的細(xì)線水平(或與軌道平行)　遠(yuǎn)小于 (2)兩車從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且兩車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，據(jù)s＝at2知，s與a成正比 3．位移　時(shí)間　a＝　(2)m＋m′　滑塊 4．(1) 　(2) (3)不掛砂和砂桶，調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車讓其下滑，直至兩個(gè)光電門的讀數(shù)相等為止． (4)平衡摩擦力時(shí)木板傾角太大　沒有滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量 5．(1)取下牽引砝碼，M放在任意位置都不動(dòng)；或取下牽引砝碼，輕推滑行器M，數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄每一個(gè)光電門的光束被擋的時(shí)間Δt都相等 (2)D　（3) 6．(1)見圖 (2)小車和砝碼的總質(zhì)量的倒數(shù) (3)小車受到的阻力為0.1 N (4)1 7．(1)①?、诤侠怼、鄯瘛∫?yàn)閷?shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是整個(gè)系統(tǒng)，系統(tǒng)受到的合外力就等于mg (2)