（新課標）2019版高考物理一輪復習 主題二 相互作用 牛頓運動定律 綜合技能演練2-1-6.doc

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綜合技能演練2-1-6 1．(2017長春模擬)為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”，現(xiàn)提供如圖甲所示的實驗裝置，請回答下列問題： (1)為了消除小車與木板之間摩擦力的影響，具體的做法是____________________________. (2)消除小車與木板之間摩擦力的影響后，使鉤碼總質(zhì)量m遠小于小車和小車中砝碼總質(zhì)量M的目的是________________ (3)有一組同學保持小車及車中的砝碼質(zhì)量一定，探究加速度a與所受外力F的關系，他們在軌道水平和傾斜兩種情況下分別做了實驗，得到了兩條a－F圖線，如圖乙所示．圖線________是在軌道傾斜情況下得到的(選填“①”或“②”)；小車及車中的砝碼總質(zhì)量M＝________kg. [解析]　(2)消除小車與木板之間摩擦力的影響后，使鉤碼總質(zhì)量m遠小于小車和小車中鉤碼總質(zhì)量M的目的是使繩子的拉力近似等于鉤碼的總重力．(3)軌道傾斜程度太大，即使沒有鉤碼拉小車，小車也將加速下滑，因此圖線①為軌道傾斜情況下得到的，由題圖乙中圖線①可得Mgsinθ－f＝Ma0，F(xiàn)1＋Mgsinθ－f＝Ma1，聯(lián)立得F1＋Ma0＝Ma1，由圖象知F1＝1 N，a0＝2 m/s2，a1＝4 m/s2，所以可得M＝0.5 kg. [答案]　(1)將木板不帶滑輪的一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下輕推小車，反復調(diào)節(jié)，直到紙帶上打出的點跡均勻為止　(2)使繩子的拉力近似等于鉤碼的總重力　(3)①　0.5 2. 在探究小車的加速度a與小車質(zhì)量M和小車受到的外力F的關系時， (1)探究加速度和力的關系的實驗數(shù)據(jù)描繪出的a－F圖象如右圖所示，下列說法正確的是(　　) A．三條傾斜的直線所對應的小車的質(zhì)量相等 B．三條傾斜的直線所對應的小車的質(zhì)量不同 C．直線1所對應的小車的質(zhì)量最大 D．直線3所對應的小車的質(zhì)量最大 (2)由于沒有始終滿足小車的質(zhì)量M遠大于鉤碼的質(zhì)量m的關系，結(jié)果得到的圖象應是下圖中的(　　) [解析]　(1)a－F關系圖線的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)，三條圖線的斜率不等，表明三條傾斜的直線所對應的小車的質(zhì)量不同，直線1的斜率最大，對應的小車的質(zhì)量最小，直線3對應的小車的質(zhì)量最大．B、D正確． (2)a－關系圖線的斜率表示小車受到的外力，當較小時，即M較大，可以認為小車的質(zhì)量遠大于鉤碼的質(zhì)量，可認為細線的拉力等于鉤碼的重力，而鉤碼的重力一定，所以圖線的斜率不變，圖線是直線；當較大即M較小時，不再滿足小車的質(zhì)量遠大于鉤碼的質(zhì)量，a－關系圖線為向下彎曲的曲線，故A、C錯誤，D正確．在沒有始終滿足小車的質(zhì)量M遠大于鉤碼的質(zhì)量m的前提下研究a－F的關系，所畫圖線也應是一條向下彎曲的曲線，故B錯誤． [答案]　(1)BD　(2)D 3．“用DIS研究加速度與力的關系”的實驗裝置如圖(a)所示，實驗中用所掛鉤碼的重量作為細線對小車的拉力F.通過增加鉤碼的數(shù)量，多次測量，可得小車運動的加速度a和所受拉力F的關系圖象．他們在軌道水平和傾斜的兩種情況下分別做了實驗，得到了兩條a－F圖線．如圖(b)所示． (1)圖線________(選填“①”或“②”)是在軌道右側(cè)抬高成為斜面情況下得到的； (2)在軌道水平時，小車運動的阻力Ff＝________N； (3)圖(b)中，拉力F較大時，a－F圖線明顯彎曲，產(chǎn)生誤差，為避免此誤差，可采取的措施是________． A．調(diào)整軌道的傾角，在未掛鉤碼時使小車能在軌道上勻速運動 B．在增加鉤碼數(shù)量的同時在小車上增加砝碼，使鉤碼的總質(zhì)量始終遠小于小車的總質(zhì)量 C．將無線力傳感器捆綁在小車上，再將細線連在力傳感器上，用力傳感器讀數(shù)代替鉤碼的重力 D．更換實驗中使用的鉤碼規(guī)格，采用質(zhì)量較小的鉤碼進行上述實驗 [解析]　(1)在水平軌道上，由于受到摩擦力，拉力不為零時，加速度仍然為零．可知圖線②是在軌道水平的情況下得到的．當軌道的右側(cè)抬高過高時(平衡摩擦力過度)，拉力等于0時，會出現(xiàn)加速度，所以圖線①是在軌道右側(cè)抬高成為斜面情況下得到的． (2)根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)－Ff＝ma，a＝－，圖線的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)；因為F＝0.5 N時，加速度為零，解得Ff＝0.5 N. (3)由于開始段a－F關系為一傾斜的直線，所以在質(zhì)量不變的條件下，加速度與外力成正比；由實驗原理：mg＝Ma得a＝＝，而實際上a′＝，可見圖線明顯偏離直線是由于沒有滿足M?m造成的．所以更換實驗中使用的鉤碼規(guī)格，采用質(zhì)量較小的鉤碼進行上述實驗，可以減小彎曲的程度，而將無線力傳感器捆綁在小車上，再將細線連在力傳感器上，用力傳感器讀數(shù)代替鉤碼的重力可以避免出現(xiàn)這種情況．故最佳的答案是C選項． [答案]　(1)①　(2)0.5　(3)C 4．用如圖甲所示裝置做“探究物體的加速度跟力的關系”的實驗．實驗時保持小車的質(zhì)量不變，用鉤碼所受的重力作為小車受到的合力，用打點計時器和小車后端拖動的紙帶測出小車運動的加速度． (1)實驗時先不掛鉤碼，反復調(diào)整墊塊的左右位置，直到小車做勻速直線運動，這樣做的目的是_______________. (2)圖乙為實驗中打出的一條紙帶的一部分，從比較清晰的點跡起，在紙帶上標出了連續(xù)的5個計數(shù)點A、B、C、D、 E，相鄰兩個計數(shù)點之間都有4個點跡沒有標出，測出各計數(shù)點到A點之間的距離，如圖所示．已知打點計時器接在頻率為50 Hz的交流電源兩端，則此次實驗中小車運動的加速度的測量值a＝________m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (3)實驗時改變所掛鉤碼的質(zhì)量，分別測量小車在不同外力 作用下的加速度．根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)畫出a－F關系圖象，如圖丙所示．此圖象的AB段明顯偏離直線，造成此現(xiàn)象的主要原因可能是________．(選填下列選項的序號) A．小車與平面軌道之間存在摩擦 B．平面軌道傾斜角度過大 C．所掛鉤碼的總質(zhì)量過大 D．所用小車的質(zhì)量過大 [解析]　(1)使平面軌道的右端墊起，讓小車重力沿斜面方向的分力與它受到的摩擦阻力平衡，才能認為在實驗中小車所受的合外力等于鉤碼的重力，所以這樣做的目的是平衡小車運動中所受的摩擦阻力． (2)由逐差法可知a＝ ＝ m/s2≈1.0 m/s2. (3)在實驗中認為細繩的張力F等于鉤碼的重力mg 實際上，細繩張力F′＝Ma，mg－F′＝ma 即F′＝mg，a＝mg＝F 所以當細繩的張力F變大時，m必定變大，必定減?。? 當M?m時，a－F圖象為直線，當不滿足M?m時，便有a－F圖象的斜率逐漸變小偏離直線，選項C正確． [答案]　(1)平衡小車運動中所受的摩擦阻力　(2)1.0　(3)C