2019_2020学年新教材高中物理课后作业16实验：探究加速度与力质量的关系含解析新人教版必修1.doc

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1、课后作业(十六) 要点对点练要点一：实验思路1在“探究加速度与力、质量的关系”实验中：(1)当质量m一定时，a与F合成_；当力F一定时，a与M成_(2)如图所示为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置图，以下做法正确的是_A平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上B本实验中探究的方法是控制变量法C实验时，先放开小车，后接通电源D“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足，对探究结果也不会产生影响解析(1)当质量m一定时，a与F合成正比；当力F一定时，a与M成反比(2)平衡摩擦力时，应使小车在不受拉力作用下拖动纸带做匀速直线运动，A错实验中采用控制变量法，即研究加速度与合力关系时控

2、制小车质量不变，研究加速度与小车质量关系时要控制拉力不变，B对实验时，先接通电源打点，后放开小车拖动纸带运动，C错为减小实验误差，实验时必须做到重物的质量远小于小车的质量，D错答案(1)正比反比(2)B2在探究“加速度与质量的关系”的实验中，小车的受力F一定时，a与m的关系数据如下表所示试根据表中数据回答下列问题a/(m/s2)2.012.663.233.98m/kg2.001.501.251.00(1)作am的关系图像能否发现a与m的关系？为什么？怎样做才能发现a与m的关系？(2)在坐标纸中画出a1/m的关系图像；(3)根据a1/m的关系图像，你能得出怎样的结论？解析(1)作a与m的关系图像

3、，不能发现a与m的关系根据表格可猜想到a与m可能成反比、也可能是a与m2成反比，显然am关系图线是曲线，凭肉眼是不能判断曲线是否是双曲线的若xyk(k为不等于0的常数)，则作y的关系图线可化曲为直，故应通过作a1/m的关系图像研究(2)a1/m关系图像如图所示(3)在小车所受合外力保持不变时，小车的加速度与质量成反比答案见解析要点二：进行实验3在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，当作用力一定时(小盘和砝码的重力不变)，探究加速度与质量的关系，以下说法中正确的是()A平衡摩擦力时，应将小盘和砝码用细绳通过定滑轮系在小车上B每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力C实验时，先放开小车，再接

4、通打点计时器的电源D小车运动的加速度可用天平测出小车的质量m和小盘与砝码的总质量m0，直接用公式ag求出解析在平衡摩擦力时，不应将小盘和砝码用细绳通过定滑轮连在小车上，而是在长木板不带滑轮的一端垫上薄木块并调整到恰当的位置，使小车能在长木板上带着纸带匀速下滑即可，故选项A错误，选项B正确；操作时应先接通打点计时器的电源再放开小车，故选项C错误；牛顿第二定律是本实验要达到的目标，不能把它作为理论依据来计算加速度，其加速度只能从纸带提供的数据通过计算得出，故选项D错误答案B4用如图所示的装置研究在作用力F一定时，小车的加速度a与小车质量M的关系，某位同学设计的实验步骤如下：A用天平称出小车和小桶及

5、内部所装砂子的质量B按图示安装好实验器材C把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶D将电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车的质量E保持小桶及内部砂子的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的M值，重复上述实验F分析每条纸带，测量并计算出加速度的值G作aM关系图像，并由图像确定a与M的关系(1)该同学漏掉的重要实验步骤是_，该步骤应排在_步实验之后(2)在上述步骤中，有错误的是_，应把_改为_(3)在上述步骤中，处理不恰当的是_，应把_改为_解析实验中把小桶及其中砂子的重力看作与小车所受拉力大小相等，没有考虑摩擦力，

6、故在悬挂砂桶前必须平衡摩擦力电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上时不能打点，必须接在6 V以下交流电压的学生电源上作aM关系图像，得到的是双曲线的一支，很难做出正确的判断，必须“化曲为直”，改作a关系图像答案(1)平衡摩擦力B(2)D6 V电压的蓄电池6 V以下交流电压的学生电源(3)GaMa要点三：数据处理、误差分析5在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6是计数点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出，打点计时器频率为50 Hz)，计数点间的距离如图所示(1)根据图中数据计算的加速度a_m/s2；(保留三位有效数字)

7、(2)为减小误差，该实验要求小车的质量M跟槽码质量m的关系是M_m.解析(1)由题意可得计数点间的时间间隔为T0.1 s，由匀变速直线运动规律得a0.496 m/s2.答案(1)0.496(2)6在“探究加速度与力、质量的关系”这一实验中：(1)甲、乙两位同学根据实验数据画出的小车的加速度a和小车所受拉力F的图像分别为图1中的直线和直线，直线、在纵轴或横轴上的截距较大，明显超出了误差范围，下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释，其中可能正确的是()A实验前甲同学没有平衡摩擦力B甲同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了C实验前乙同学没有平衡摩擦力D乙同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得

8、过高了(2)如图2给出了该次实验中从O点开始，每5个点取一个计数点的纸带(频率为50 Hz)，其中1、2、3、4、5都为计数点，其中x11.41 cm，x21.91 cm，x32.39 cm，x42.91 cm.由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度大小v4_m/s，小车的加速度大小a_m/s2.解析(1)甲图像表明在小车的拉力为0时，小车的加速度大于0，说明合外力大于0，说明平衡摩擦力过度，即把长木板的末端抬得过高了故A错误，B正确乙图像说明在拉力大于0时，小车的加速度为0，说明合外力为0，即没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，也就是没有将长木板的末端抬高或抬高不够故C正确，D错误(2)

9、每5个点取一个计数点的纸带，相邻的计数点间的时间间隔T0.1 s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，得：v4 m/s0.265 m/s.根据匀变速直线运动的推论公式xaT2可以求出加速度的大小，得：x3x12a1T2，x4x22a2T2为了更加准确地求解加速度，我们对两个加速度取平均值，得，a(a1a2) m/s20.495 m/s2.答案(1)BC(2)0.2650.4957图甲为“研究加速度和力的关系”的实验装置在实验操作中，将砝码盘和砝码所受的重力看作小车所受合外力在保持小车总质量不变的情况下，改变所加砝码的数量，多次重复测量，得到加速度随力的变化规律如图乙所示(

10、1)分析发现图线在水平轴上有明显的截距(OA不为零)，这是因为_(2)在图乙的aF图线中，AB段基本是一条直线，由此得到，在小车总质量一定的条件下，加速度与小车受到的合外力的关系是_而BC段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是_.解析(1)由所给的aF图线知，拉力F增大到一定值时小车才开始运动，表明小车没有平衡摩擦力或摩擦力平衡得不够(2)AB为一条直线，表明在细绳的拉力(即砝码盘及砝码的重力)比较小的情况下，小车的加速度与它所受合外力成正比；BC段成曲线的原因是砝码盘和砝码的总质量太大了，不再满足远远小于小车的质量这一重要条件答案(1)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够(2)小车的加速度与所受的合

11、外力成正比砝码盘和砝码的总质量过大综合提升练8在实验小车的质量m一定时，小车的加速度a与合外力F的关系的有关数据如下表所示试根据表中数据回答下列问题.a/(m/s2)1.984.065.958.12F/N1.002.003.004.00(1)在坐标纸中画出aF的关系图像；(2)根据aF的关系图像，你能得出怎样的结论？解析(1)在坐标纸上描点，各点呈线性分布，连线时使尽可能多的点在直线上或分居在直线的两侧(2)由(1)知图线为过原点的直线，故在小车的质量保持不变时，小车的加速度与合外力成正比答案(1)aF的关系图像如图所示(2)在小车的质量保持不变时，小车的加速度与合外力成正比9在“探究加速度与

12、力、质量的关系”的实验中，采用如图所示的装置(1)下列说法中正确的是()A在探究加速度与质量的关系时，应该改变拉力的大小B在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量C在探究加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a图像D选择器材测质量时，同时有天平和弹簧测力计，应优先选择弹簧测力计(2)某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示：(小车质量保持不变)F/N0.200.300.400.500.60a/(ms2)0.100.200.280.400.52根据表中的数据在坐标图上作出aF图像图像不过原点的原因可能是_.解析(1)该实验采用的是控制变量法，在探究加速度与质量的关系时，应保持拉力的大小不变在探究加速度与外力的关系时，应该保持小车的质量不变，故A、B错误；直线图像可以直观地反映两个变量之间的关系，所以实验时要作出a图像，C正确物体的质量应该用天平来测量，D错误(2)根据表中的数据在坐标图上作出的aF图像如图所示：从图中发现直线没过原点，当F0时，a0.也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0，说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消了该同学实验操作中未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够答案(1)C(2)见解析图未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够8