【物理】2020届一轮复习人教版实验三加速度与物体质量物体受力的关系作业

【物理】2020届一轮复习人教版实验三加速度与物体质量物体受力的关系作业

‎2020届一轮复习人教版 实验三加速度与物体质量物体受力的关系 作业 ‎1．(2018·徐州三中模拟)如图15所示，某同学设计了一个测量滑块与木板间的动摩擦因数的实验装置，装有定滑轮的长木板固定在水平实验台上，木板上有一滑块，滑块右端固定一个动滑轮，钩码和弹簧测力计通过绕在滑轮上的轻绳相连，放开钩码，滑块在长木板上做匀加速直线运动．‎ 图15‎ ‎(1)实验得到一条如图16所示的纸带，相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s，由图中的数据可知，滑块运动的加速度大小是________m/s2.(计算结果保留两位有效数字)‎ 图16‎ ‎(2)读出弹簧测力计的示数F，处理纸带，得到滑块运动的加速度a；改变钩码个数，重复实验．以弹簧测力计的示数F为纵坐标，以加速度a为横坐标，得到的图象是纵轴截距为b的一条倾斜直线，如图17所示．已知滑块和动滑轮的总质量为m，重力加速度为g，忽略滑轮与轻绳之间的摩擦，则滑块和木板之间的动摩擦因数μ＝________.‎ 图17‎ 答案　(1)2.4　(2) 解析　(1)加速度为a＝＝ m/s2≈2.4 m/s2；‎ ‎(2)滑块受到的拉力FT为弹簧测力计示数的两倍，即：FT＝2F 滑块受到的摩擦力为：Ff＝μmg 由牛顿第二定律可得：FT－Ff＝ma 解得力F与加速度a的函数关系式为：F＝a＋ 由题图图象所给信息可得图象纵截距为：b＝ 解得：μ＝.‎ ‎2．(2018·南京市期中)某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力及质量的关系”的实验，图18甲为实验装置图，A为小车，B为打点计时器，C为装有沙的沙桶，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等于沙和沙桶的总重力，小车运动的加速度a可由打点计时器在纸带上打出的点求得．‎ ‎(1)图乙为某次实验得到的纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为0.10s，由图中数据求出小车加速度值为________m/s2.(计算结果保留两位有效数字)‎ 图18‎ ‎(2)保持沙和沙桶的质量不变，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19中选择恰当的物理量和标度建立坐标系，并作出图线.‎ 次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ 小车加速度a/(m·s－2)‎ ‎1.90‎ ‎1.72‎ ‎1.49‎ ‎1.25‎ ‎1.00‎ ‎0.75‎ ‎0.50‎ ‎0.30‎ 小车质量m/kg ‎0.25‎ ‎0.29‎ ‎0.33‎ ‎0.40‎ ‎0.50‎ ‎0.71‎ ‎1.00‎ ‎1.67‎ /kg－1‎ ‎4.00‎ ‎3.45‎ ‎3.03‎ ‎2.50‎ ‎2.00‎ ‎1.41‎ ‎1.00‎ ‎0.60‎ 图19‎ ‎(3)从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间的定量关系是________．‎ ‎(4)保持小车质量不变，改变沙和沙桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度与合力F图线如图20所示，该图线不通过原点，其可能的原因是________________________________．‎ 图20‎ 答案　(1)0.64　(2)如图所示 ‎(3)a＝　(4)没有平衡摩擦力(或平衡摩擦力不足)‎ ‎3．(2018·常州市一模)如图21甲所示是“研究小车加速度与力的关系”的实验装置．木板置于水平桌面上，一端系有砂桶的细绳通过滑轮与拉力传感器相连，拉力传感器可显示所受的拉力大小F，改变桶中砂的质量多次实验．完成下列问题：‎ 图21‎ ‎(1)实验中需要________．‎ A．测量砂和砂桶的总质量 B．保持细绳与长木板平行 C．保持小车的质量不变 D．满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量 ‎(2)实验中得到一条纸带，相邻计数点间有四个点未标出，各计数点到A点的距离如图乙所示．电源的频率为50Hz，则打B点时小车速度大小为________m/s，小车的加速度大小为________ m/s2.‎ ‎(3)实验中描绘出a－F图象如图丙所示，图象不过坐标原点的原因是________________．‎ 答案　(1)BC　(2)0.416　1.48　(3)平衡摩擦力过度 解析　(1)细绳的拉力可以通过拉力传感器测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，故A错误；为了使细绳对小车的拉力等于小车所受的合外力，需要平衡摩擦力，平衡摩擦力时应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上，调整长木板的倾斜度，让小车拖着纸带做匀速直线运动，同时要调整长木板上滑轮的高度使细绳与长木板平行，故B正确；本实验采用的是控制变量法，要研究小车加速度与力的关系，必须保持小车的质量不变，故C正确；实验中拉力通过拉力传感器测出，不需要满足砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故D错误．‎ ‎(2)已知打点计时器电源频率为50 Hz，则纸带上相邻计数点间的时间间隔为：T＝5×0.02 s＝0.1 s.‎ B点对应的速度为：vB＝＝×10－2 m/s＝0.416 m/s.‎ 根据Δx＝aT2可得：小车运动的加速度为：‎ a＝＝×10－2 m/s2＝1.48 m/s2‎ ‎(3)由题图图象可知，a－F图象在a轴上有截距，这是由于平衡摩擦力过度造成的．即在实际操作中，平衡摩擦力时斜面倾角过大，平衡摩擦力过度．‎