高中物理沪科版（2020）必修第一册第四章 牛顿运动定律第二节 牛顿第二定律完美版作业ppt课件
展开10A 物理 第四章 牛顿运动定律 作业33
第二节 牛顿第二定律（2）-探究加速与力、质量的关系之实验操作
班级________姓名________学号________日期________
一、 单项选择题（只有一个选项正确[吴1]）
- ★在利用如图所示的装置进行“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列说法正确的是[fj2]（ ）
（A）保持小车质量一定，通过改变砝码和砝码盘的总质量，可探究加速度和质量的关系
（B）保持砝码和砝码盘总质量一定，通过改变小车质量，可探究加速度与质量的关系
（C）保持砝码和砝码盘总质量一定，通过改变小车质量，可探究加速度与外力的关系
（D）同时改变小车和砝码的质量，可探究加速度与外力的关系
- ★在“用DIS研究加速度与力的关系”的实验中，小车质量为m。改变小车所受拉力的大小F，测得小车加速度大小a与F的关系如右图所示。图中直线斜率表示[fj3]（ ）
（A）a （B）F （C）m （D）1/m
- ★在用“DIS测变速直线运动的瞬时速度”的实验中，除了光电门传感器、数据采集器、计算机、轨道、小车外，还必需要的器材是[吴4]（ ）
（A）滑轮 （B）钩码 （C）挡光片 （D）配重片
- ★★图（a）为“利用DIS研究小车加速度与力的关系”的实验装置，阻力忽略不计，得到a-F的关系如图（b）所示。则实验过程中需满足的条件为[fj5]（ ）
（A）小车质量较大且不变 （B）小车质量较小且不变
（C）钩码质量较大且不变 （D）钩码质量较小且不变
- ★★如图（a）为“用DIS研究加速度和力的关系”的实验装置。某实验小组改变所挂钩码的数量，多次重复测量，绘出如图（b）所示的图像。引起误差的主要原因是[fj6]（）
（A）小车与轨道之间存在摩擦 （B）先点击“记录数据”，后释放小车
（C）所挂钩码的总质量太大 （D）所用小车的质量太大
二、 多项选择题（每小题有二个或三个正确选项）
- ★★如图（甲）为“用DIS研究加速度和力的关系”的实验装置。某实验小组改变所挂钩码的数量，多次重复测量，绘出如图（乙）所示的图像。引起误差的主要原因是[fj7]（）
（A）所用小车的质量太大 （B）小车与轨道之间存在摩擦
（C）钩码的质量没有始终远小于小车的质量 （D）先点击“记录数据”，后释放小车
三、 填空题
- ★如果物体运动速度发生变化，物体就具有加速度。使物体具有加速度的原因是[fj8]_______。
- ★弹簧测力计是测量___________的仪器。在质量一定时，探究加速度与力关系的实验中，不选择弹簧测力计的原因是[fj9]____________________________________________。
- ★质量一定的物体的加速度与其所受___________成正比，所受合力一定的物体，其加速度与物体的__________成反比，加速度的方向与_________方向始终相同[fj10]。
- ★弹簧测力计是测量___________的仪器。在质量一定时，探究加速度与力关系的实验中，不选择弹簧测力计的原因是[吴11]______________________________________________。
- ★★★有一种加速度传感器通过测量作用在质量块上的力，根据质量块的质量求得加速度，其依据的物理定律是______________。这类加速度传感器_________（选填“能”或“不能”）用于研究加速度与力、加速度与质量的关系的实验[吴12]。
四、 计算题（写出必要的文字，图式和运算过程）
- ★五个相同的轨道并排放置，用来研究小车所受拉力与其加速度的关系。如图（a）所示，每辆小车均在钩码拉力的作用下沿导轨做加速直线运动。从俯视的角度同时拍摄五辆完全相同的小车的运动过程，初始位置如图（b）所示。同时释放小车，某时刻的小车位置如图（c）所示[fj13]。
（1）估算图（c）中各小车加速度大小之比。
（2）如何应用此装置验证小车加速度与小车所受拉力、小车质量的关系？
- ★一个铁块在6 N的合力作用下产生的加速度是2 m/s2，这个铁块的质量是多大？要使它产生3 m/s2的加速度，需要对它施加多大的合力[fj14]？
- ★★某课外实验小组由铜球自由下落的实验获得了表中数据和图中的数据点。[15]
（1）能否根据表4−3中的数据归纳出铜球下落所需时间t与释放高度h之间的关系？通过描点连线能验证这一关系吗？
（2）根据本节实验中用到的数据处理方法，应该选择什么坐标来作图验证？
- ★★在“探究质量一定时加速度a与力F关系”时，各组同学均得到一条几乎通过原点的直线。现将各组的a−F图像画在同一个坐标系内（图）。各组的实验图像并不重合，原因何在？从该图中是否可以推断出加速度a与质量m的关系？[16]
[吴1]
[fj2]B
2013年江苏会考7
[fj3]D
2017年上海学业考补考31
[吴4] C
[fj5]A
2019学年虹口二模7
[fj6]A
2020学年嘉定一模7
[fj7]BC
2016学年虹口期中8
[fj8]物体受到了力的作用
2021沪科版练习册4.2.1
【详解】由图像可知，直线不过原点，即当外力F到达一定值时小车才会产生加速度，可知其原因是小车与轨道之间存在摩擦。
故选A。
[fj9]物体受力，加速运动中准确地读出弹簧测力计的示数比较困难
2021沪科版练习册4.2.2
[fj10]合力，质量，合力
2021沪科版练习册4.2.3
[吴11]物体受力，加速运动中准确地读出弹簧测力计的示数比较困难
[吴12]【答案】
牛顿第二定律，不能
【解析】
（1）根据牛顿第二定律，可知a＝F/m，易知这种加速度传感器的理论依据为牛顿第二定律。
（2）该加速度感应器不能用于研究加速度与力、加速度与质量的关系的实验，因为本感应器就是根据牛顿第二定律制造出来的，不能用结果去验证原因。
[fj13]（1）由图（c）可知，在相同时间内5辆小车的位移之比为1∶2∶3∶4∶5。由于小车在拉力作用下做匀加速直线运动，位移x = at2，各小车的加速度之比也为1∶2∶3∶4∶5
（2）小车的加速度之比可用（1）中的方法，根据相同时间的位移之比确定，小车所受拉力可通过钩码数量确定，利用控制变量法进行实验。保持小车质量相同，5辆小车悬挂不同数量的钩码，通过测量获得小车的加速度之比，根据所得数据作a–F图像，如果为直线，则表明小车的加速度与其所受拉力成正比；保持5辆小车悬挂的钩码数量置相同，每辆小车上放置数量不同的配重片，通过测量获得小车的加速度之比，根据所得数据作a–图像，如果为直线，则表明小车的加速度与小车的质量成反比
2021沪科版练习册4.2.4
[fj14]3 kg，9 N
2021沪科版练习册4.2.5
[15]参考解答：（1）由表中数据可推测出下落高度与时间的二次方成正比，通过描点无法直接确定
(2）以t2为纵坐标，h为横坐标描点连线，如果图象是直线，可以确定
[16]各组实验图像不重合的原因是各组的实验研究对象不同（即质量不同）研究加速度与质量的关系要保持F一定可以在图中做一条与纵横平行的直线，该直线与各条图像的交点对应外力F一定，以各组研究对象的质量、交点对应的加速度值为数据点，画出a-m图像，进而猜测a与m可能成反比，作a-1/m图像得到并验证两者的关系
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