粤教版 (2019)必修 第一册第五节 加速度巩固练习

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（1）实验过程中，某同学发现操作有误，当砝码盘及砝码下降一段时间后，赶紧用手托住砝码盘，小车继续拖着纸带在木板上运动，但没有到达滑轮处。打出的纸带如图乙所示，从纸带上点迹分析，该同学在实验操作中发现的问题可能是____________________。
（2）图乙中，相邻两计数点间的时间间隔为0.1 s。则计数点3对应的速度大小是___________，小车减速运动过程中加速度的大小是____________________。（结果保留两位有效数字）
（3）该实验中，改变拉力或小车质量后，在实际操作过程中，对小车所放的位置、接通电源与放开小车的先后顺序及小车运动的控制等描述，你认为正确的是______________。
A．小车应尽量远离打点计时器，先放开小车后接通电源，在小车到达滑轮前按住小车
B．小车应尽量靠近打点计时器，先接通电源后放开小车，让小车一直到与滑轮相撞为止
C．小车应尽量靠近打点计时器，先接通电源后放开小车，在小车到达滑轮前按住小车
D．小车应尽量放在打点计时器与滑轮的中间，先接通电源后放开小车，在小车到达滑轮前按住小车
2．如图甲(侧视图只画了一个小车)所示的实验装置可以用来验证“牛顿第二定律”，两个相同的小车放在光滑水平桌面上，右端各系一条细绳，跨过定滑轮各挂一个小盘，增减盘中的砝码可改变小车受到的合外力，增减车上的砝码可改变小车的质量。两车左端各系一条细线用一个黑板擦把两细线同时按在固定、粗糙的水平垫片上，使小车静止(如图乙)。拾起黑板擦两车同时运动，在两车尚未碰到滑轮前，迅速按下黑板擦，两车立刻停止，测出两车位移的大小。
(1)该实验中，盘和盘中砝码的总质量应________(填“远大于”“远小于”“等于”)小车的总质量。
(2)图丙为某同学在验证“合外力不变，加速度与质量成反比”时的实验记录，已测得小车1的总质量M1＝100 g，小车2的总质量M2＝200 g。由图可读出小车1的位移x1＝5.00 cm，小车2的位移x2＝________ cm，可以算出eq \f(a1,a2)＝________(结果保留三位有效数字)；在实验误差允许的范围内，eq \f(a1,a2)________(填“大于”、“小于”“等于”)eq \f(M2,M1)。
3．如图甲所示是“测量木块与长木板之间的动摩擦因数”实验装置图，图中一端带有定滑轮的长木板水平固定。图乙为木块在水平木板上带动纸带运动时打点计时器打出的一条纸带，0、1、2、3、4、5、6、7为计数点，打点计时器的电源为50 Hz的交流电，则木块的加速度大小为________ m/s2。(结果保留两位有效数字)
4．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，实验装置如图甲所示。
(1) 在探究加速度与力的关系时，应控制___________(选填“沙和沙桶”或“小车”)的质量保持不变。
(2) 图乙是实验中得到的纸带的一部分，计数点A、B、C间均有4个打点未标出，已知打点周期为T，为了求出小车的加速度，需要用刻度尺量出___________的距离。
(3) 某同学根据实验数据作出加速度a与沙和沙桶总重F间的图象如图丙所示，图线发生弯曲的原因是_______________________________________________________。
5．在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时，采用如图所示的实验装置，小车及车中的砝码质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带上由打点计时器打出的点计算出：
(1)当M与m的大小关系满足__________时，才可以认为细线对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力。
(2)一组同学在保持盘及盘中的砝码质量一定的情况下，探究加速度与小车质量的关系，以下做法正确的是________。
A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细线绕过定滑轮系在小车上
B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
C．实验时，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m和M，直接用公式a＝eq \f(mg,M)求出
(3)在保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度与所受合外力的关系时，由于平衡摩擦力时操作不当，两位同学得到的a－F关系分别如图中甲、乙所示(a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力)。其原因分别是：
甲图：_____________________________________________________________________；
乙图：____________________________________________________________________。
参考答案
1．答案：（1）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够 （2）0.30 m/s 0.40 m/s2 （3）C
解析：（1）由题意知，第5点以后，间距是逐渐减小的，显然小车在做减速直线运动，则小车是未平衡摩擦力或平衡不足。
（2）根据匀变速直线运动的推论，则有打下3点的速度
m/s
根据匀变速直线运动的推论公式，得加速度的大小为
m/s2
（3）根据打点计时器的使用要求，就先通电再释放小车，且小车应尺量靠近打点计时器，C合理。
2．答案：(1)远小于(2)2.47(2.45～2.49均可) 2.02(2.01～2.04均可) 等于
解析：(1)因为实验的研究对象是小车，设小车的总质量为M，盘和盘中砝码的总质量为m，实验需要验证小车的加速度a＝eq \f(F,M)＝eq \f(mg,M)，但实际实验中小车的加速度为a＝eq \f(mg,M＋m)，为了达到研究目的需要满足盘和盘中砝码的总质量远小于小车的总质量。
(2)由题图丙可知，小车2的位移为2.47 cm，由匀加速直线运动的位移公式可知，x＝eq \f(1,2)at2，即a＝eq \f(2x,t2)，由于时间相等，可得eq \f(a1,a2)＝eq \f(x1,x2)＝eq \f(5.00,2.47)≈2.02，可见在误差允许范围内，eq \f(a1,a2)＝eq \f(M2,M1)，即两小车的加速度之比等于质量的反比。
3．答案：0.46
解析：因T＝0.1 s，木块的加速度为
a＝eq \f(x36－x03,9T2)
＝eq \f(4.35＋3.89＋3.42－2.98－2.50－2.06×10－2,9×0.12) m/s2
代入数据解得a=0.46 m/s2。
4．答案：(1)小车 (2)AB、AC (3)未满足沙和沙桶总质量远小于小车的质量
5．答案：(1)m≪M (2)B (3)木板的倾角过大 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
解析：(1)对盘及盘中砝码：mg－F＝ma；对小车：F＝Ma，联立可得：a＝eq \f(mg,m＋M)，F＝eq \f(M,M＋m)mg，只有当m≪M时，才可认为F≈mg。
(2)平衡摩擦力时，先去掉盘、盘中砝码和细线，只让小车在重力沿斜面方向的分力作用下向左运动，当小车能匀速运动时，重力沿斜面方向的分力和摩擦力平衡，A不正确；调好后，当再次改变小车质量时，无需再平衡摩擦力，B正确；实验时，要先接通打点计时器的电源，使打点计时器正常工作，再释放小车，C不正确；小车的加速度是通过处理纸带确定的，D不正确。
(3)由甲图可看出F＝0时，a≠0，说明木板的倾角过大，重力沿斜面方向的分力大于摩擦力．由乙图可看出，只有当F达到一定值时，才会有加速度，说明平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力。甲
乙
丙