（浙江選考）2021版新高考物理一輪復(fù)習(xí) 4 實(shí)驗(yàn)微講座1 3 實(shí)驗(yàn)三 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系達(dá)標(biāo)檢測(cè)鞏固提能

實(shí)驗(yàn)三探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 隨堂檢測(cè)1(2017·11月浙江選考)在做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，(1)下列儀器需要用到的是_(多選)；(2)下列說法正確的是_(多選)；A先釋放紙帶再接通電源B拉小車的細(xì)線應(yīng)盡可能與長(zhǎng)木板平行C紙帶與小車相連端的點(diǎn)跡較疏D輕推小車，拖著紙帶的小車能夠勻速下滑說明摩擦力已被平衡(3)如圖所示是實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的一條紙帶，A、B、C、D為每隔4個(gè)點(diǎn)取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，據(jù)此紙帶可知小車在D點(diǎn)的速度大小為_m/s(小數(shù)點(diǎn)后保留兩位)答案：(1)AD(2)BD(3)0.21±0.012(2018·11月浙江選考)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)相同的小車放在光滑水平板上，前端各系一條細(xì)繩，繩的另一端跨過定滑輪各掛一個(gè)小盤，盤中可放重物小車的停和動(dòng)通過用黑板擦按住小車后的細(xì)線和抬起來控制，如圖甲所示實(shí)驗(yàn)要求小盤和重物所受的重力近似等于使小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的力(1)請(qǐng)指出圖乙中錯(cuò)誤之處：_.(2)調(diào)整好實(shí)驗(yàn)裝置后，在某次實(shí)驗(yàn)中測(cè)得兩小車的位移分別是x1和x2，則兩車的加速度之比為_解析：(1)細(xì)繩拉力方向應(yīng)與桌面平行，以保證小車受到恒力的作用，從而加速度恒定，如果不平行，則隨著小車的運(yùn)動(dòng)，小車水平方向的拉力會(huì)發(fā)生變化，同時(shí)根據(jù)題意“小盤和重物所受的重力近似等于使小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的力”可知，只有當(dāng)托盤和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量時(shí)，才可以把小車受到的拉力認(rèn)為近似等于托盤和砝碼的重力；(2)根據(jù)xat2可知，兩車同時(shí)釋放，同時(shí)靜止，加速度之比等于位移之比答案：(1)拉小車的細(xì)繩與木板沒有平行，托盤和砝碼的總質(zhì)量沒有遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量(2)x1x23(2020·東陽中學(xué)月考)在探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，采用如圖甲所示的裝置(1)實(shí)驗(yàn)過程中，電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)接在_(選填“直流”或“交流”)電源上(2)某小組在探究“質(zhì)量一定時(shí)，加速度與合力成正比”的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)出多組數(shù)據(jù)，作出了如圖乙所示的圖象，已知實(shí)驗(yàn)過程中細(xì)線與木板始終保持平行，則圖線沒有過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因可能是_，圖線上部彎曲的原因可能是_.(3)如圖丙為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為依次選取的7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)未畫出，已知電源頻率為50 Hz.從紙帶上測(cè)出x13.20 cm，x24.52 cm，x58.42 cm，x69.70 cm.則木塊加速度的大小a_m/s2，計(jì)數(shù)點(diǎn)2的瞬時(shí)速度大小為v_m/s.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)解析：(1)電火花計(jì)時(shí)器是利用接正極的放電針和墨粉紙盤到接負(fù)極的紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于是在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，而且在交流電的每個(gè)周期放電一次，因此電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出點(diǎn)間的時(shí)間間隔等于交流電的周期(2)圖線與橫軸的交點(diǎn)不為零，意味著當(dāng)繩子的拉力不為0時(shí)，物體的加速度仍然為零，合外力仍然為0，即物體仍然受到木板的摩擦力，所以實(shí)驗(yàn)者可能是忘記平衡摩擦力，也可能是已平衡了摩擦力，但平衡摩擦力不足；以整體為研究對(duì)象有mg(mM)a，則有a，而在實(shí)驗(yàn)的過程中，我們認(rèn)為繩子的拉力F等于砝碼盤和砝碼的重力mg，而實(shí)際上繩子的拉力FMa，故要讓繩子的拉力F約等于砝碼盤和砝碼的重力mg，那么MMm，故應(yīng)該是mM，而當(dāng)m不再遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于M時(shí)a，隨m的增大物體的加速度逐漸減小且無限趨近于g，故圖線上部彎曲的原因可能是未滿足砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊的質(zhì)量(3)由于相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)未畫出，故相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T5×0.02 s0.1 s，應(yīng)該利用逐差法求物體的加速度：(x5x6)(x1x2)8aT2，解得物體的加速度a1.3 m/s2，根據(jù)v10.39 m/s，由v2v1aT0.52 m/s.答案：(1)交流(2)沒有平衡摩擦或平衡摩擦力不夠砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量沒有滿足遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量(3)1.30.524(2020·湖州質(zhì)檢)在用DIS研究小車加速度與外力的關(guān)系時(shí)，某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置重物通過滑輪用細(xì)線拉小車，位移傳感器(發(fā)射器)隨小車一起沿傾斜軌道運(yùn)動(dòng)，位移傳感器(接收器)固定在軌道一端實(shí)驗(yàn)中把重物的重力作為拉力F，改變重物重力重復(fù)實(shí)驗(yàn)四次，列表記錄四組數(shù)據(jù)a/m·s22.012.984.026.00F/N1.002.003.005.00(1)實(shí)驗(yàn)中使用位移傳感器和計(jì)算機(jī)，可以便捷地獲取信息和處理信息，所獲取的信息是_.(2)在如圖坐標(biāo)紙上作出小車加速度a和拉力F的關(guān)系圖線(3)從所得圖線分析該實(shí)驗(yàn)小組在操作過程中的不當(dāng)之處是_.(4)如果實(shí)驗(yàn)時(shí)，在小車和重物之間接一個(gè)不計(jì)質(zhì)量的微型力傳感器，如圖乙所示并以力傳感器示數(shù)表示拉力F，從理論上分析，該實(shí)驗(yàn)圖線的斜率將_(填“變大”“變小”或“不變”)解析：作出圖線是一條直線，但沒有通過坐標(biāo)原點(diǎn)，有縱截距，說明不掛重物時(shí)就有加速度，這說明軌道傾角過大，小車的重力沿軌道的分力大于小車受到的摩擦力，平衡摩擦力時(shí)，木板的傾角過大，如果接上力傳感器，其示數(shù)將小于重物的重力，同樣的加速度，對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)變小，從而圖線斜率要變大答案：(1)在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的小車位移(2)如解析圖所示(3)截距過大，平衡摩擦力時(shí)，木板的傾角過大(4)變大5(2020·南通中學(xué)高三模擬)某同學(xué)利用如圖裝置探究加速度與合外力的關(guān)系利用力傳感器測(cè)量細(xì)線上的拉力按照如下步驟操作：安裝好打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶，調(diào)整導(dǎo)軌的傾斜程度，平衡小車摩擦力；細(xì)線通過導(dǎo)軌一端光滑的定滑輪和動(dòng)滑輪，與力傳感器相連，動(dòng)滑輪上掛上一定質(zhì)量的鉤碼，將小車?yán)娇拷螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端；打開力傳感器并接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源(頻率為50 Hz的交流電源)；釋放小車，使小車在軌道上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；關(guān)閉傳感器，記錄下力傳感器的示數(shù)F；通過分析紙帶得到小車加速度a；改變鉤碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟；作出aF圖象，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論(1)某學(xué)校使用的是電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，在釋放小車前，老師拍下了幾個(gè)同學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的部分細(xì)節(jié)圖，下列圖中操作不正確的是_(2)本實(shí)驗(yàn)在操作中是否要滿足鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量？_(填寫“需要”或“不需要”)；某次釋放小車后，力傳感器示數(shù)為F，通過天平測(cè)得小車的質(zhì)量為M，動(dòng)滑輪和鉤碼的總質(zhì)量為m，不計(jì)滑輪的摩擦，則小車的加速度理論上應(yīng)等于_AaBaCa Da(3)下圖是某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的紙帶的一段，可以判斷紙帶的_(填“左”或“右”)端與小車連接，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)6時(shí)，小車的瞬時(shí)速度大小為_m/s(保留兩位有效數(shù)字)解析：(1)在釋放小車前，紙帶應(yīng)該放在復(fù)寫紙下方并保持紙帶處于拉直狀態(tài)，否則紙帶與限位孔的摩擦力較大，誤差更大，故A、B錯(cuò)誤；在釋放小車前，應(yīng)使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行，故C錯(cuò)誤；電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)使用46 V交流電源，故D正確(2)本實(shí)驗(yàn)利用力傳感器測(cè)量細(xì)線上的拉力，不需要用鉤碼的重力代替，所以不需要滿足鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，根據(jù)牛頓第二定律得：a，故B正確(3)紙帶右側(cè)兩點(diǎn)間的距離越來越大，故左端與小車相連，計(jì)數(shù)點(diǎn)6的瞬時(shí)速度為計(jì)數(shù)點(diǎn)5到計(jì)數(shù)點(diǎn)7的平均速度，故v m/s0.75 m/s.答案：(1)ABC(2)不需要B(3)左0.75 課后達(dá)標(biāo)1某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”：(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先_再_(選填“接通電源”或“放開小車”)(2)若所接電源的頻率是50 Hz，則每隔_s打一個(gè)點(diǎn)(3)圖乙是繪出的小車速度時(shí)間關(guān)系圖線，根據(jù)圖線求出小車的加速度為a_m/s2.(保留三位有效數(shù)字)解析：(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源再放開小車(2)若所接電源的頻率是50 Hz，則每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)(3)在vt圖象中圖線的斜率表示加速度，即a0.682 m/s2.答案：(1)接通電源放開小車(2)0.02(3)0.6822.在“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用圖釘把白紙固定在水平放置的木板上，將橡皮條的一端固定在板上一點(diǎn)，兩個(gè)細(xì)繩套系在橡皮條的另一端用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別拉住兩個(gè)細(xì)繩套，互成角度地施加拉力，使橡皮條伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)紙面上某一位置，如圖所示請(qǐng)將以下的實(shí)驗(yàn)操作和處理補(bǔ)充完整：(1)用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)位置，記為O；(2)記錄兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1和F2，沿每條細(xì)繩(套)的方向用鉛筆分別描出幾個(gè)點(diǎn)，用刻度尺把相應(yīng)的點(diǎn)連成線；(3)只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)仍拉到位置O，記錄測(cè)力計(jì)的示數(shù)F3，_；(4)按照力的圖示要求，作出拉力F1、F2、F3；(5)根據(jù)力的平行四邊形定則作出F1和F2的合力F；(6)比較_的一致程度，若有較大差異，對(duì)其原因進(jìn)行分析，并做出相應(yīng)的改進(jìn)后再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)解析：(3)此步驟中應(yīng)記錄此時(shí)拉力的大小和方向，結(jié)合(2)的操作，(3)中橫線應(yīng)填寫：沿此時(shí)細(xì)繩(套)的方向用鉛筆描出幾個(gè)點(diǎn)，用刻度尺把這些點(diǎn)連成直線(6)要探究求合力的方法，需要比較F與F3的大小，方向是否一致，故(6)中橫線應(yīng)填寫F和F3.答案：(3)沿此時(shí)細(xì)繩(套)的方向用鉛筆描出幾個(gè)點(diǎn)，用刻度尺把這些點(diǎn)連成直線(6)F和F33(1)在“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中，我們需要對(duì)使用的兩只彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行校對(duì)，看兩只彈簧測(cè)力計(jì)是否完全相同，校對(duì)的方法是_(填正確答案標(biāo)號(hào))A看兩只彈簧測(cè)力計(jì)的外形是否一樣，是否由同一廠家生產(chǎn)B把兩只彈簧測(cè)力計(jì)的鉤子互鉤著水平地拉動(dòng)，看兩者示數(shù)是否完全相同C把兩只彈簧測(cè)力計(jì)的鉤子互鉤著一上一下豎直地拉動(dòng)，看兩者示數(shù)是否完全相同D把兩只彈簧測(cè)力計(jì)的鉤子互鉤著，任意地拉動(dòng)，看兩者示數(shù)是否完全相同(2)在“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中，下列做法有利于減小誤差的是_(填正確答案標(biāo)號(hào))AF1、F2兩個(gè)力的夾角盡可能大一些BF1、F2兩個(gè)力越大越好C在拉橡皮條時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的外殼不要與紙面接觸，產(chǎn)生摩擦D拉力F1、F2的方向應(yīng)與紙面平行，彈簧及鉤子不與彈簧測(cè)力計(jì)的外殼及紙面接觸，產(chǎn)生摩擦解析：(1)考慮到重力的影響，兩只彈簧測(cè)力計(jì)校對(duì)的方法是，把兩只彈簧測(cè)力計(jì)的鉤子互鉤著水平地拉動(dòng)，看兩者示數(shù)是否完全相同，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤(2)畫平行四邊形時(shí)，夾角稍大畫出的平行四邊形就會(huì)準(zhǔn)些，但不是夾角越大越好，如果夾角很大可能使合力很小，作圖法求得的合力誤差會(huì)較大，A錯(cuò)誤；數(shù)據(jù)處理時(shí)我們需要畫出力的大小和方向，所以力要適當(dāng)大些可減小測(cè)量誤差對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，但是并非越大越好，如果太大可能導(dǎo)致合力太大，只用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)，量程不夠，B錯(cuò)誤；彈簧測(cè)力計(jì)的外殼與紙面接觸沒有影響，只要彈簧不與外殼摩擦即可，C錯(cuò)誤；在白紙中作圖時(shí)，作出的是水平力的圖示，若拉力傾斜，則作出圖的方向與實(shí)際力的方向有較大差別，再者由于摩擦測(cè)得的力的大小也不準(zhǔn)，故為了減小因摩擦造成的誤差，應(yīng)使各力盡量與木板面平行，D正確答案：(1)B(2)D4在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，必須采用_法；為了探究加速度與力的關(guān)系，應(yīng)保持_不變；為了直觀地判斷加速度a與力F的數(shù)量關(guān)系，應(yīng)該作出_圖象(選填“aF”或“a”)為了探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)保持_不變；為了直觀地判斷加速度a與質(zhì)量m的數(shù)量關(guān)系，應(yīng)作_圖象(選填“am”或“a”)解析：為了探究加速度與力的關(guān)系，應(yīng)保持m不變，為了直觀地判斷加速度a與力F的數(shù)量關(guān)系，應(yīng)作出aF圖象為了探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)保持F不變，為了直觀地判斷加速度a與質(zhì)量m的數(shù)量關(guān)系，應(yīng)作a圖象答案：控制變量maFFa5如圖所示，為某同學(xué)安裝的“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置，在小車的前端固定一個(gè)傳感器，和砂桶連接的細(xì)線接在傳感器上，通過傳感器可顯示出細(xì)線的拉力在圖示狀態(tài)下開始做實(shí)驗(yàn)(1)從圖中可以看出，該同學(xué)在裝置和操作中的錯(cuò)誤是_(2)若砂和砂桶的質(zhì)量為m，小車和傳感器的總重量為M，做好此實(shí)驗(yàn)_(選填“需要”或“不需要”)Mm的條件解析：(2)不加傳感器時(shí)將砂和砂桶的重力作為細(xì)線的拉力，而接了傳感器后細(xì)線的拉力可以直接讀出答案：(1)未平衡摩擦力；細(xì)線與木板不平行；開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)(答出一個(gè)即可)(2)不需要6某同學(xué)在家中嘗試驗(yàn)證平行四邊形定則，他找到三條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘子，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個(gè)釘子A、B上，另一端與第三條橡皮筋連接，結(jié)點(diǎn)為O，將第三條橡皮筋的另一端通過細(xì)繩掛一重物(1)完成該實(shí)驗(yàn)，下述操作中必需的是_a測(cè)量細(xì)繩的長(zhǎng)度 b測(cè)量橡皮筋的原長(zhǎng) c測(cè)量懸掛重物后橡皮筋的長(zhǎng)度 d記錄懸掛重物后結(jié)點(diǎn)O的位置(2)釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次驗(yàn)證，可采用的方法是_.解析：(1)三條相同的橡皮筋，具有相同的勁度系數(shù)，故三條橡皮筋的形變量的大小關(guān)系代表了三條橡皮筋承受的力的大小關(guān)系，故必需b、c項(xiàng)A、B兩點(diǎn)固定，O點(diǎn)的位置則決定了三個(gè)力的方向(因繩中的力恒沿繩的方向)，故必需d項(xiàng)(2)最簡(jiǎn)便的方法是：更換不同的小重物若沒有“釘子位置固定”的話，改變A、B釘?shù)奈恢靡嗫纱鸢福?1)bcd(2)更換不同的小重物7(2020·嘉興質(zhì)檢)有一同學(xué)探究“物體加速度與物體質(zhì)量、物體所受合外力的關(guān)系”的過程如圖所示，其中F、2F分別是小車所受的合外力，M、2M分別是小車的總質(zhì)量，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到如圖所示的vt 圖象(1)要分析加速度與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)選用的兩個(gè)過程是_；要分析加速度與合外力的關(guān)系，應(yīng)選用的兩個(gè)過程是_(2)從圖中相應(yīng)的vt圖線可知：甲車的加速度a甲和丙車的加速度a丙的數(shù)量關(guān)系為_，結(jié)合兩車的質(zhì)量和受力情況，可以得到結(jié)論：_.答案：(1)甲、丙(或乙、丁)甲、乙(或丙、丁)(2)a甲2a丙當(dāng)物體所受合外力相同時(shí)，物體的加速度與質(zhì)量成反比8(2020·寧波效實(shí)中學(xué)高一期中)某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車的勻變速直線運(yùn)動(dòng)他將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源頻率為50 Hz的交流電源上，實(shí)驗(yàn)時(shí)得到如圖所示的一條實(shí)驗(yàn)紙帶，紙帶上O、A、B、C、D、E、F、G為計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出(1)兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T_s.(2)由紙帶可知，小車的加速度為a_m/s2，在打D點(diǎn)時(shí)小車的速度vD_m/s，F(xiàn)到G的距離為_cm.(3)若實(shí)驗(yàn)時(shí)，電源頻率略低于50 Hz，但該同學(xué)仍按50 Hz計(jì)算小車的速度，則測(cè)量得到的小車速度與真實(shí)速度相比將_(選填“偏大”“偏小”或“不變”)解析：(1)當(dāng)電源頻率是50 Hz時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一次點(diǎn)根據(jù)題意可知，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出，因此兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T0.1 s.(2)由題意x0.75 cm，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)推論xaT2，可得a m/s20.75 m/s2.根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，因此有vDm/s0.40 m/s.根據(jù)題意可知，xEF19.65 cm14.50 cm5.15 cm，由xFGxEFx，可知xFGxEFx5.15 cm0.75 cm5.90 cm.(3)如果在某次實(shí)驗(yàn)中，交流電的頻率低于50 Hz，那么實(shí)際打點(diǎn)周期變大，x就變大，時(shí)間T仍用原來的值計(jì)算，則真實(shí)的速度值就會(huì)偏大，所以測(cè)量的速度與真實(shí)的速度相比偏大答案：見解析10