第15讲：实验：探究加速度与力、质量的关系

姓名____________班级___________学号____________分数______________

选择题 填空题

1 ．某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验,图(a)为实验装置简

图.(交流电的频率为50Hz,打点时间间隔为0.02秒)

①图(b)为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为______m/s.(保留二位有效数字)

②保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据,如何利用这些数据才能比较直观地确定小车加速度a与质量m之间的关系呢?___________________.

③保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,甲、乙两位同学根据实验数据分别作出了加速度

2

a随合力F的变化图线如图(c)、(d)所示.图(c)中的图线上部出现了弯曲偏离了原来的直线,

其主要原因是_____________________.图(d)中的图线不通过原点,其主要原因是_____________________________.

2 ．如

a/m·s-2 a/m·s-2

图所示是某同学

设计的“探究加速度a与物体所受合力F及质量m间关系”的实验.图(a)为实验装置简图,A为小车,B为打点计时器,C为装有砂的砂桶,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拉力F等于砂和砂桶总重力,小车运动加速度a可由纸带求得.

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(1)图(b)为实验得到的纸带, 图中所示S1、S2、S3、S4、S5、S6已测出,已知交流电的频率为f,则求小车加速度的表达式为___________;

(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的

1 数据如表中所示,根据表中数据,为直观反映F不变时a与m的关系,请在图(c)坐标m纸中选择恰当物理量建立坐标系并作出图线;从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间定量关系是_______;

次 数 小车加速度a/m·s-2 1 1.90 0.25 4.00 2 1.72 0.29 3.50 3 1.49 0.33 3.00 4 1.25 0.40 2.5 5 1.00 0.50 2.00 6 0.75 0.71 1.40 7 0.50 1. 00 1.00 8 0.30 1.67 0.60 小车质量m/kg 1(kg1) m

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O 图（d）

图(c)

F

(3)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,某同学根据实验数据作出了加速度a与合力F关系图线如图(d),该图线不通过原点,明显超出偶然误差范围,其主要原因是_________________;

(4)若实验中将小车换成滑块,将木板水平放置可测出滑块与木板间的动摩擦因数μ. 实验中认为细绳对滑块拉力F等于砂和砂桶总重力,则要测出动摩擦因数μ,需要测量的物理量有_____________________________________________________________;实验测得的动摩擦因数μ比真实值__________(填“偏大”或“偏小”).

3 ．某同学用如图甲所示的装置做“探究加速度与物体受力的关系”实验

(1)该同学在实验室找到了一个小正方体木块,用实验桌上的一把游标卡尺测出正方体木块的边长,如图乙所示,则正方体木块的边长为________cm

(2)接着用这个小正方体木块把小车轨道的一端垫高,通过速度传感器发现小车刚好做匀速直线运动.设小车的质量为M,正方体木块的边长为a,并用刻度尺量出图中AB的距离为l,al,重力加速度为g,则小车向下滑动时受到的摩擦力为________(结果用字母表示,很小时tansin)

(3)然后用细线通过定滑轮挂上重物让小车匀加速下滑,不断改变重物的质量m,测出对应的加速度a,则下列图象中能正确反映小车加速度a与所挂重物质量m的关系的是 ________

4 ．在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示.

(1)为了平衡小车与木板间的摩擦力,应适当抬高木板______端(填“左”或“右”). (2)在此实验中,要求钩码的质量_________小车的质量(填“远大于”或“远小于”) (3)若有一位同学按要求打出一条纸带,已知计时器的时间间隔为0.02s,每5个点取一个计数点,如图乙所示,则计数点12间的距离S12____cm,计数点4的速度

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v4_____m/s,小车的加速度是a____________m/s2.

0 0

解答题

纸带 接电源 图甲

1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 图乙

8 9 1011 12 单位：cm

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参考答案

选择题 填空题 1.

①3.2(保留二位有效数字)

②作加速度与小车质量倒数之间的关系图象(或作a与1/m的关系图象)

③砂和砂桶的质量没有远小于车的质量.实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分 2. (1)略

(2)图略 a=1/(2m)

(3)实验前未平衡摩擦力

(4)砂和砂桶质量、木块的质量、以及对应的加速度; 偏大

3. 答案:(1)3.150 (2)

Mga (3)C l

4. (1)右

(2)远小于

(3)1.58;0.27;0.51(数据接近都可以对,每空2分,共6分)

解答题

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