![2021-2022学年度高一物理第四章运动和力的关系第二节实验:探究力与速度、质量的关系(暑期衔接练习二)(人教版2019)01](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/6/12063458/0/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![2021-2022学年度高一物理第四章运动和力的关系第二节实验:探究力与速度、质量的关系(暑期衔接练习二)(人教版2019)02](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/6/12063458/0/1.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![2021-2022学年度高一物理第四章运动和力的关系第二节实验:探究力与速度、质量的关系(暑期衔接练习二)(人教版2019)03](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/6/12063458/0/2.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
人教版 (2019)必修 第一册第四章 运动和力的关系2 实验:探究加速度与力、质量的关系练习
展开一、单选题
1.以下实验不需要打点计时器的是( )
A.研究匀变速直线运动B.验证牛顿运动定律
C.探究动能定理D.用单摆测定重力加速度
2.如图甲所示为某同学研究物体加速度与力和质量关系的实验装置示意图,图乙是该装置的俯视图。两个相同的小车,放在水平桌面上,前端各系一条轻细绳,绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘里可放砝码。两个小车通过细绳用夹子固定,打开夹子,小盘和砝码牵引小车同时开始做匀加速直线运动,闭合夹子,两小车同时停止运动。实验中平衡摩擦力后,可以通过在小盘中增减砝码来改变小车所受的合力,也可以通过增减小车中的砝码来改变小车的总质量。该同学记录的实验数据如下表所示,则下列说法中正确的是( )
A.研究小车的加速度与合外力的关系可以利用1、2、3 三次实验数据
B.研究小车的加速度与小车总质量的关系可以利用2、3、6三次实验数据
C.对于“合外力相同的情况下,小车质量越大,小车的加速度越小”的结论,可以由第1次实验中小车1的位移数据和第6次实验中小车2的位移数据进行比较得出
D.通过对表中数据的分析,可以判断出第4次实验数据的记录不存在错误
3.图甲是用来探究加速度和合力之间关系的实验装置示意图,图乙是其俯视图。两个相同的小车,并排放在水平光滑板上,前端各系一条细绳,细绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘里放有砝码打开夹子,小盘和砝码牵引小车运动,合上夹子,两小车同时停止运动。下列说法正确的是( )
A.实验中应使小车质量不同、砝码质量相同
B.实验中必须用到的测量仪器是秒表、刻度尺、天平
C.若将水平光滑板换为水平粗糙板、不会影响实验探究的结果
D.若小盘和砝码的总质量远小于小车质量,则小盘和砝码的重力近似等于绳的拉力
4.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,下列做法正确的是( )
A.平衡摩擦力时,应将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车质量时,不需要重新平衡摩擦力
C.实验时,应先放开小车,再接通打点计时器电源
D.小车运动的加速度可用天平测出装砂小桶和砂的质量(和)以及小车质量M,直接利用公式求出
5.下列方法中,可实现对小车的加速度与力、质量的关系探究的是( )
A.理想实验法B.等效替代法
C.控制变量法D.物理模型法
6.下列说法正确的是( )
①子弹击中目标时的速度属于瞬时速度。
②滑动摩擦力可以是阻力,静摩擦力可以是动力。
③合力可能大于每一个分力,也可能小于每一个分力,还可能大于一个分力而小于另一个分力。
④牛顿第一定律、牛顿第二定律均能用实验验证。
⑤物体在外力作用下做匀加速直线运动,当合外力逐渐减小时,物体的速度逐渐减小。
A.①②③B.①②④
C.①③④D.③④⑤
7.利用打点计时器探究加速度与力、质量的关系的实验中,以下做法错误的是( )
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.每次改变小车质量时,不需要重新平衡摩擦力
C.平衡摩擦力时,小车后面的纸带必须连好,打点计时器处于工作状态
D.若纸带上的点分布均匀,说明已平衡了摩擦力
8.物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科,在物理学的探索和发现过程中,科学家们运用了许多研究方法如:理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、科学假说法和建立物理模型法等。以下关于物理学研究方法的叙述中正确的是
A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法是微元法
B.在探究加速度、力和质量三者之间的关系时,先保持质量不变研究加速度与力的关系,再保持力不变研究加速度与质量的关系,这里运用了假设法
C.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,再把各小段位移相加,这里运用了理想模型法
D.根据速度定义式,当Δt→0时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义运用了极限思维法
9.下列说法中不正确的是( )
A.在探究加速度、力、质量三者之间的关系时,运用了控制变量法
B.牛顿第三定律揭示了一对平衡力的相互关系
C.伽利略通过理想斜面实验,说明物体的运动不需要力来维持
D.胡克认为在弹簧弹性限度内,同一根弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比
10.小明同学想利用图示装置验证“物体质量一定时,其加速度与所受的合力成正比”这一结论。她先将6个相同的钩码全部放入小车中,在长木板左下方垫上适当厚度的小物块,使小车在木板上恰能匀速下滑。现从小车中依次取n=1,2,3,4,5,6个钩码挂在细线右端,其余钩码仍留在小车内,并正确完成了后续的实验操作。设小车运动的加速度大小为a,不计滑轮轮轴的摩擦。下列说法正确的是( )
A.该实验中细线对小车的拉力等于所悬挂钩码的总重力
B.利用该方案无法验证“物体质量一定时,其加速度与所受的合力成正比”这一结论
C.该同学根据实验数据描绘的加速度a随n的变化图像应当是一条过原点的直线
D.若实验中保持木板水平,则该同学描绘的加速度a随n变化的图像不是直线
二、多选题
11.利用图示装置可以做力学中的许多实验.以下说法正确的是( )
A.利用此装置做“研究匀变速直线运动”的实验时,必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响
B.利用此装置探究“加速度与质量的关系”,通过增减小车上的砝码改变质量时,不需要重新调节木板的倾斜度
C.利用此装置探究“加速度与质量的关系”并用图象法处理数据时,如果画出的a﹣m关系图象不是直线,就可确定加速度与质量成反比
D.利用此装置探究“功与速度变化的关系”实验时,应将木板带打点计时器的一端适当垫高,这样做的目的是利用小车重力沿斜面的分力补偿小车运动中所受阻力的影响
12.在探究加速度与力、质量的关系时,按实验要求组装好器材后,应按一定步骤进行实验,下述操作步骤的合理顺序是( )
①保持重物的质量不变,在小车里加砝码,测出加速度,重复几次
②保持小车质量不变,改变重物的质量,测出加速度,重复几次
③用天平测出小车和重物的质量
④平衡摩擦力,使小车近似做匀速直线运动
⑤挂上重物,接通打点计时器的电源,放开小车,在纸带上打下一系列的点
⑥根据测量的数据,分别画出图线和图线
A.③④⑤①②⑥B.③⑤④①②⑥
C.③⑤④②①⑥D.③④⑤②①⑥
13.在探究加速度与力、质量的关系实验中,关于小车所受的合力叙述正确的是( )
A.小车所受的合力就是所挂小盘和砝码的重力
B.小车所受的合力的大小等于托盘和砝码通过细绳对小车施加的拉力
C.只有平衡摩擦力之后,小车所受合力才等于细绳对小车的拉力
D.只有平衡摩擦力之后,且当小车的质量远大于托盘和砝码的总质量时,小车所受合力的大小可认为等于托盘和砝码的重力大小
14.实验桌上有如图所示器材,则可以做的实验是( )
A.探究小车速度随时间变化规律
B.探究加速度与力、质量的关系
C.探究求合力的方法
D.探究功与速度变化的关系
15.如图所示,A、B两条直线是在A、B两地分别用竖直向上的力F拉质量分别为mA和mB的物体,实验得出的两个加速度a与力F的关系图线,由图分析可知( )
A.两地重力加速度是gA>gBB.mA
三、实验题
16.某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力和质量的关系,实验时将拉力传感器固定在水平放置的木板上,传感器与水平细线相连,细线绕过定滑轮与水瓶相连,已知木板与桌面间的滑动摩擦力等于最大静摩擦力。
(1)将质量为的木板(包括拉力传感器)右端移至与标识线对齐,向水瓶中加水直到木板刚要滑动时计下此时传感器的示数,再加一定量的水,当拉力传感器示数为时释放木板,记录木板右端运动到与间距为L的处所用时间,为减小误差,多次测量取时间的平均值t,由此可知木板运动的加速度为________(结果用L、t表示)。
(2)保持水瓶中水的质量一定时,通过在木板上叠放重物来改变其质量,这种情况下________(填“能”或“不能”)探究物体的加速度与质量的关系。
(3)在保持一定的情况下,通过改变水瓶中水的质量来改变外力,与用钩码拉动小车相比较,其优点是________。
A.可以改变滑动摩擦力的大小
B.可以比较准确地测出摩擦力的大小
C.可以获得更大的加速度以提高实验精确度
D.可以让木板受到的拉力连续变化,以取得任意值
17.在“验证牛顿第二定律”的实验中,实验装置如图甲所示,某一位同学用钩码的重力作为小车所受的拉力,通过实验作出了图乙所示的图像,则:
(1)图像不通过坐标原点的原因是____________________;
(2)如果所挂钩码的重力逐渐增大,图线将向AB延长线_____(填“左”或“右”)侧弯曲,原因是__________。
18.某同学设计了一个探究加速度a与小车所受拉力F及质量M关系的实验,图(a)为实验装置简图.(所用交流电的频率为50Hz)
(1)为了研究加速度与质量的关系,在实验中必须采用控制变量法,应保持_____不变,用砂桶及砂所受的重力作为______,图(b)为某次实验得到的纸带,实验数据如图,图中相邻计数点之间还有4个点未画出,根据纸带可求出小车的加速度大小为______m/s2.(保留两位有效数字)
(2)在本次实验中,该同学通过改变小车质量共做了8组实验,得到下表所示的实验数据,通过分析表中数据,得出的结论是:_______.
(3)在某次实验中为研究加速度和力的关系,根据测得的多组数据可画出a-F关系图线,如图(c)所示.此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是___
A、小车与木板之间存在摩擦
B、木板没有保持了水平状态
C、所挂砂桶及砂的总质量太大
D、所用小车的质量太大
19.在“探究物体的加速度与合力的关系”实验中:
(1)甲同学用图甲所示装置进行实验:将木板左端抬起适当角度以平衡摩擦力,保持小车(含车中重物)的质量M不变,逐次改变细绳下端悬挂钩码的质量m,用打点计时器测出每次小车运动的加速度a,实验中将悬挂钩码的总重力mg作为小车受到的合力F。
①关于实验操作,下列说法正确的是________。
A.实验前应调节滑轮高度,使滑轮和小车间的细绳与木板进行
B.平衡摩擦力时,应在细绳的下端悬挂钩码,使小车在绳的拉力作用下能匀速下滑
C.实验时必须保证满足M>>m的条件
D.实验时应先释放小车,后接通打点计时器电源
②图乙为实验所得纸带的一部分,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E,相邻两个计数点的时间间隔为T,测出各计数点间的距离x1、x2、x3、x4,该同学用逐差法得到小车的加速度的表达式a=_____。
(2)乙同学用图丙所示装置进行实验:装有定滑轮的长木板固定在水平实验台上,用右端固定有滑轮的滑块代替小车,钩码和弹簧测力计通过绕在滑轮上的细线相连,实验中用弹簧测力计直接测出细线拉力。放开钩码,滑块在水平长木板上做匀加速直线运动。
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,获得多组数据。以弹簧测力计的示数F为纵坐标,以加速度a为横坐标,得到的图像是纵轴截距为b,斜率为K的一条倾斜直线,如图丁所示。已知重力加速度为g,忽略滑轮与细线之间的摩擦。根据以上条件可以计算出滑块与木板之间的动摩擦因数μ=____________,滑块和右端滑轮的总质量M=_________。(两个空均用b、k、g中的字母表示)
20.小明同学设计了如图甲所示的装置来研究小车的加速度与所受合力的关系。将装有力传感器的小车放置于水平长木板上,缓慢向小桶中加入细砂,直到小车刚开始运动为止。再将小车放回原处并按住,继续向小桶中加入细砂,记下传感器的示数,释放小车,记录小车运动时传感器的示数。
(1)图乙为某次实验得到的一段纸带,A、B、C、D、E为5个计数点且相邻计数点间的时间间隔为0.1s,根据纸带可求出小车的加速度大小为______m/s2(结果保留两位有效数字);
(2)小明同学在______的情况下,改变砂和砂桶质量,进行多次测量,得到一组小车的加速度与小车运动时传感器的示数的数据,并根据实验数据作出a-的关系图像。请说明a-图线不过原点的原因:______;
(3)在同一组测量中,传感器示数与的大小关系满足______(选填“<”、“>”或“=”)。
实验次数
小车1总质量 m1/g
小车2总质量 m2/g
小车1受合力F1/N
小车2受合力F2/N
小车1位移x1/cm
小车2位移x2/cm
1
250
250
0.10
0.20
20.1
39.8
2
250
250
0.10
0.30
15.2
44.5
3
250
250
0.20
0.30
19.8
30.8
4
250
500
0.10
0.10
20.0
39.7
5
300
400
0.10
0.10
20.3
15.1
6
300
500
0.10
0.10
30.0
18.0
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
8
小车加速度a(ms-2)
0.659
0572
0.502
0.418
0.332
0.250
0.167
0.101
小车质量M(kg)
0.25
0.29
0.33
0.40
0.50
0.66
1.00
1.64
参考答案
1.D
【详解】
A.研究匀变速直线运动,需要打点计时器和纸带来测物体运动的速度和加速度,所以A错误;
B.验证牛顿运动定律,需要打点计时器和纸带来测物体运动的加速度,所以B错误;
C.探究动能定理,需要打点计时器和纸带来测物体运动的速度,所以C错误;
D.用单摆测定重力加速度,不需要打点计时器,使用秒表计时,所以D正确。
故选D。
2.A
【详解】
A.研究小车的加速度与合外力的关系需使小车的总质量相同,可以利用1、2、3 三次实验数据,故A正确;
B.研究小车的加速度与小车总质量的关系需使小车受到的合外力相同,可以利用4、5、6三次实验数据,故B错误;
C.由可知位移的大小反映加速度的大小。对于“合外力相同的情况下,小车质量越大,小车的加速度越小”的结论,可以由第5次或第6次实验中小车1和小车2的位移数据进行比较得出,故C错误;
D.第4次实验小车2的质量大,则其加速度小,其位移小,而数据记录中其位移大。故数据的记录存在错误,故D错误。
故选A。
3.D
【详解】
A.实验中要探究加速度和合力之间的关系,所以要控制小车质量不变,变化合力,探究加速度随合力的变化情况,故A错误;
B.实验中需要使用刻度尺测量小车的位移,从而确定加速度之比;合外力之比可以通过砝码和小盘的质量比确定,所以需要测量砝码和小盘的质量;实验中不需要测量时间,故B错误;
C.若将水平光滑板换为水平粗糙板,则小车所受合力之比不再等于砝码和小盘的总质量之比,所以会影响实验探究的结果,故C错误;
D.设绳子的拉力为,系统的加速度为,砝码和小盘的质量之和为,小车的质量为,则有
两式分别乘以、后右侧相等,解得
当时,,故D正确。
故选D。
4.B
【详解】
A.平衡摩擦力时,平衡摩擦力时,应将绳从小车上拿去,轻轻推动小车,是小车沿木板运动,通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动,故A错误;
B.每次改变小车的质量时,小车的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消,不需要重新平衡摩擦力,故B正确;
C.实验时,应先放开小车,再接通打点计时器电源,由于小车运动较快,可能会使打出来的点很少,不利于数据的采集和处理,故C错误;
D.小车运动的加速度是利用打点计时器测量,如果用天平测出m以及小车质量M,直接用公式求出,这是在直接运用牛顿第二定律计算的,而我们实验是在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系,故D错误.
【点睛】
对于实验我们要明确实验原理、具体实验操作以及数据处理等,同时要清楚每一项操作存在的理由,比如为什么要平衡摩擦力,为什么要先接通电源后释放纸带等。
5.C
【详解】
物理学中研究多变量关系时,应采用控制变量法。探究小车的加速度与力、质量的关系时,应先保持小车的质量不变,研究加速度与力的关系,然后保持小车所受的合外力不变,研究小车的加速度与质量的关系,故选C。
6.A
【详解】
ABCD.①瞬时速度是对应着某一时刻或者是一个位置,子弹击中目标时的速度属于瞬时速度。②擦黑板时,黑板和板擦之间是滑动摩擦力,对于板擦滑动摩擦力起到了阻力作用,人走路是静摩擦力,这个静摩擦力对人起到了动力作用。③根据合力与分力满足平行四边形定则,合力是四边形的两个边所夹的对角线的长度,根据三角形三边关系,对角线长可以大于也可以等于或者小于边长,则合力可能大于每一个分力,也可能小于每一个分力,还可能大于一个分力而小于另一个分力。④牛顿第一定律是一个理想的情况,不能用实验去验证,而 牛顿第二定律可以用实验去验证。⑤当物体的加速度的方向和速度方向同向时,物体就做加速运动,物体在外力作用下做匀加速直线运动,说明加速度方向和速度是同向,当合外力逐渐减小时,只能说明加速度在减小,但是加速度方向并没变化,所以速度在增大。BCD错误A正确。
故选A。
7.A
【详解】
A.平衡摩擦力时,重物不能用细绳通过定滑轮系在小车上,故A错误,符合题意;
B.因平衡摩擦力后长木板倾斜角度不变,所以每次改变小车质量时,不需要重新平衡摩擦力,故B正确,不符合题意;
C.平衡摩擦力时,小车后面的纸带必须连好,打点计时器处于工作状态,以判断摩擦力是否平衡,故C正确,不符合题意;
D.若纸带上的点分布均匀,说明小车做匀速运动,说明已平衡了摩擦力,故D正确,不符合题意。
故选A。
8.D
【详解】
A中采用了理想模型法;B中采用控制变量法;C中采用了微元法;D中是极限思维法;
故选D.
9.B
【详解】
A.在研究物体的“加速度、作用力和质量”三个物理量的关系时,由于变量较多,因此采用了“控制变量法”进行研究,分别控制一个物理量不变,看另外两个物理量之间的关系,故A不符题意;
B.牛顿第三定律揭示了一对作用力与反作用力之间的相互关系,故B符合题意;
C.伽利略通过“理想实验”得出“力不是维持物体运动的原因”,故C不符题意;
D.结合胡克定律的内容可知,胡克认为在弹簧弹性限度内,同一根弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比,故D不符题意;
本题选择不正确的,故选B。
10.C
【详解】
A.设钩码向下的加速度大小为a,绳子拉力大小为T,则由牛顿第二定律得:
显然T小于钩码总重力,故A错误;
BC.设每个钩码质量为m,小车质量为M,由牛顿第二定律,对于小车有:
对钩码有:
联立解得:
可知a-n图像为过原点的直线,并且验证了“物体质量一定时,其加速度与所受的合力成正比”这一结论,故B选项错误,C选项正确;
D.若保持木板水平,不平衡摩擦力,则需要考虑摩擦力对实验的影响。设每个钩码质量为m,小车质量为M,当有n个钩码挂在右侧时,小车及钩码系统由牛顿第二定律有:
求得:
可判断a-n图像为不过原点的直线,所以D选项错误;
故选C。
11.BD
【解析】
试题分析:利用图示小车纸带装置可以完成很多实验,在研究匀变速直线运动时不需要平衡摩擦力,在探究“小车的加速度与质量的关系”和探究“功与速度变化的关系”实验时,需要平衡摩擦力,在探究“小车的加速度a与力F的关系”时,根据牛顿第二定律求出加速度a的表达式,不难得出当钧码的质量远远大于小车的质量时,加速度a近似等于g的结论.
解:A、此装置可以用来研究匀变速直线运动,但不需要平衡摩擦力,故A错误.
B、利用此装置探究“加速度与质量的关系”,通过增减小车上的砝码改变质量时,不需要重新调节木板倾斜度,故B正确.
C、曲线的种类有双曲线、抛物线、三角函数曲线等多种,所以若a﹣m图象是曲线,不能断定曲线是双曲线,即不能断定加速度与质量成反比,应画出a﹣图象,故C错误.
D、探究“功与速度变化的关系”实验时,需要平衡摩擦力,方法是将木板带打点计时器的一端适当垫高,这样做的目的是利用小车重力沿斜面分力补偿小车运动中所受阻力的影响,从而小车受到的合力即为绳子的拉力,故D正确.
故选BD.
【点评】解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项,然后熟练应用物理规律来解决实验问题.
12.AD
【详解】
对于实验步骤要先安装器材,再进行实验的逻辑顺序进行,不能颠倒逻辑顺序,要有利于减小实验误差;但是探究与的关系与探究与的关系的顺序可互换.
A. ③④⑤①②⑥,与结论相符,选项A正确;
B.③⑤④①②⑥,与结论不相符,选项B错误;
C.③⑤④②①⑥,与结论不相符,选项C错误;
D.③④⑤②①⑥,与结论相符,选项D正确;
13.CD
【详解】
AD.已平衡摩擦力且满足小车的质量远大于砂桶的质量时,可认为小车所受合外力的大小等于砂桶重力,但不能说重力就是合力,A错误,D正确;
BC.由于小车下滑必受摩擦力作用,平衡摩擦力实际是小车重力的下滑分力抵消摩擦力,所以只有平衡摩擦力后,可认为小车所受合力等于细绳的拉力,B错误,C正确。
故选CD。
14.ABD
【详解】
从桌面上所给的器材来看有:带细线的重物、小车、天平、长木板、火花式计时器、钩码、纸带、砝码、刻度尺等,再对所给的选项进行分析。
A.“探究小车速度随时间变化规律”实验要测出一系列点的速度,只需要打点计时器相关器材和刻度尺,故A符合要求;
B.“探究加速度与力、质量的关系”实验要测出加速度,还要测出质量,而力是用钩码的重力代替的,所以上述器材足够,故B符合要求;
C.“探究求合力的方法”实验要有弹簧秤测出力的大小,还要细绳等,故C不符合要求;
D.“探究功与速度变化的关系”实验也要测出末速度,而功可以用一根、二根……橡皮筋拉动小车使小车获得速度,这样横坐标分别用W、2W……标注即可,故D符合要求。
故选ABD。
15.BC
【解析】
由牛顿第二定律可知:;故在图象中,图象的斜率表示物体的质点的倒数;则由图象可知,A的斜率大于B的斜率,故A的质量小于B的质量;由公式可得,图象与纵轴的交点为当地的重力加速度,由图可知,A的重力加速度等于B的重力加速度,故选项BC正确,选项AD错误.
点睛:对于图象的认识,注意要由已知物体规律确定公式,再结合公式分析图象好可得出正确的结果.
16. 不能 BD
【详解】
(1)[1]由题意知木板运动时
整理可得加速度为
(2)[2]在保持水瓶中水的质量一定的情况下,拉力一定,但由于木板整体的质量不同,对应的摩擦力也不相同,因此不能探究和a的关系.
(3)[3]A.不可以改变滑动摩擦力的大小,A错误;
B.缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动,可以比较准确地测出滑动摩擦力的大小,B正确;
C.并没有获得更大的加速度,来提高实验精确度,C错误;
D.缓慢向瓶中加水,可以让木板受到的拉力连续变化,以取得任意值,D正确。
17.平衡摩擦力倾角过大 右 拉力增大后,钩码质量已经不再远小于小车质量
【详解】
(1)[1]由乙图,时,a不为零,说明物块沿木板的分力大于阻力产生了加速度,所以是倾斜角过大造成的;
(2)[2][3]本实验中当物块质量远大于钩码质量时,细线的拉力F等于钩码的重力,当钩码质量不断增大,不再满足上述条件,细线的拉力F小于钩码的重力,而依然用钩码的重力代替拉力F描点, 横坐标偏大,图线向右弯曲。
18.拉力(或F) 拉力(或F) 0.63~0.65 拉力一定时,加速度与质量成反比.(或:F一定时,) C
【详解】
解:(1)采用控制变量法研究加速度与质量的关系,需要将外力F保持不变,平衡摩擦后,可将砂桶及砂的重力等效为F,纸带上有6组数据,充分利用数据,采用“作差法”计算,则有:m/s2;
(2)通过表中数据,可知拉力一定时,加速度与质量成反比;(或:F一定时,)
(3)由图象OA段可知,a与F成正比,即:在小车质量一定时,加速度a与小车受到的合力F成正比;以小车与钩码组成的系统为研究对象,系统所受的合外力等于钩码的重力,由牛顿第二定律得:,小车的加速度,小车受到的拉力,当时,可以认为小车受到的合力等于钩码的重力,如果钩码的质量太大,则小车受到的合力小于钩码的重力,实验误差较大,a-F图象偏离直线,C正确.
19.AC
【详解】
(1)[1]A.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行,否则拉力不会等于合力,A正确;
B.在调节模板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时,不应悬挂钩码,B错误;
C.在消除摩擦力对实验的影响后,那么小车的合力就是绳子的拉力,根据牛顿第二定律得,对
对M
解得
当时,绳子的拉力近似等于悬挂钩码的总重力,C正确;
D.实验时应先接通打点计时器电源,后释放小车,D错误。
故选AC。
[2] 根据
小车的加速度
(2)[3] [4]滑块受到的拉力FT为弹簧秤示数的两倍,即
滑块受到的摩擦力为
由牛顿第二定律可得
解得力F与加速度a的函数关系式为
可得图像截距为
而图像斜率为
解得
20.0.43 保持小车和力传感器质量不变 未补偿阻力 >
【详解】
(1)[1]根据可得加速度
(2)[2][3]小明同学在保持小车和力传感器质量不变的情况下,改变砂和砂桶质量;a-图线不过原点,由图像可知,当拉力F增加到一定值时才产生摩擦力,则其原因是未平衡摩擦力,即未补偿阻力;
(3) [4]对砂和砂桶受力分析,设砂和砂桶重力为mg,木板释放前力传感器的示数F1,所以
F1=mg
设小车的重力为Mg,小车在加速运动时力传感器的示数F2,根据牛顿第二定律得
mg-F2=ma
所以
F1>F2
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