高考物理一轮复习 第3章 牛顿运动定律 10 实验三 加速度与物体质量、物体受力的关系随堂检测巩固落实 新人教版.doc

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1、1 / 6【2019【2019 最新最新】精选高考物理一轮复习精选高考物理一轮复习 第第 3 3 章章 牛顿运动定牛顿运动定律律 1010 实验三实验三 加速度与物体质量、物体受力的关系随堂检加速度与物体质量、物体受力的关系随堂检测巩固落实测巩固落实 新人教版新人教版1.(2018扬州高三考试)如图所示的实验装置可以验证牛顿运动定律，小车上固定一个盒子，盒子内盛有沙子沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量)记为 m，小车的总质量(包括车、盒子及盒内沙子质量)记为 M.(1)验证在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比：从盒子中取出一些沙子，装入沙桶中，称量并记录沙桶的总重力 mg，将该力视为合外

2、力 F，对应的加速度 a 则从打下的纸带中计算得出多次改变合外力 F 的大小，每次都会得到一个相应的加速度本次实验中，桶内的沙子取自小车中，故系统的总质量不变以合外力 F 为横轴，以加速度 a 为纵轴，画出 aF 图象，图象是一条过原点的直线aF 图象斜率的物理意义是_你认为把沙桶的总重力 mg 当作合外力 F 是否合理？答：_(选填“合理”或“不合理”)；本次实验中，是否应该满足 Mm 这样的条件？答：_(选填“是”或“否”)；理由是_(2)验证在合外力不变的情况下，加速度与质量成反比：保持桶内沙子质量 m 不变，在盒子内添加或去掉一些沙子，验证加速度与质量的关系本次实验中，桶内的沙子总质量

3、不变，故系统所受的合外2 / 6力不变用图象法处理数据时，以加速度 a 为纵轴，应该以_的倒数为横轴解析：(1)将车内的沙子转移到桶中，就保证了 Mm 不变，即系统的总质量不变，研究对象是整个系统，a，可见 aF 图象斜率的物理意义是，即系统的总质量倒数(小车、盒子及盒内沙子、悬挂的桶以及桶内沙子质量之和的倒数)；把沙桶的总重力，当作合外力 F 是合理的；因为实验的研究对象是整个系统，系统受到的合外力就等于 mg，所以不需要满足悬挂的沙桶总质量一定要远远小于小车(包括盛沙的盒及盒内的沙子)的总质量(2)向小车内添加或去掉部分沙子，是改变系统的总质量 Mm，而系统的合外力仍等于所悬挂沙桶的重力

4、mg，保证了合外力不变所以用图象法处理数据时，以加速度 a 为纵轴，应该以 Mm 倒数为横轴，即小车质量、盒子及盒内沙子与悬挂的沙桶(包括桶与桶内的沙)质量之和答案：(1) 合理 否 因为实验的研究对象是整个系统，系统受到的合外力就等于 mg (2)Mm2某同学用图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律：(1)通过实验得到如图乙所示的 aF 图象，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面的夹角_(选填“偏大”或“偏小”)(2)该同学在平衡摩擦力后进行实验，实际小车在运动过程中所受的拉力_砝码和盘的总重力(填“大于” “小于”或“等于”)，为了便于探究、减小误差，应使小车质量 M 与砝码和盘

5、的总质量 m满足_的条件(3)该同学得到如图丙所示的纸带已知打点计时器电源频率为 50 3 / 6Hz.A、B、C、D、E、F、G 是纸带上 7 个连续的点xxDGxAD_ cm.由此可算出小车的加速度a_ m/s2.(结果保留两位有效数字)解析：(1)根据所给的 aF 图象可知，当 F0 时，小车已经有了加速度 a0，所以肯定是在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的夹角偏大造成的(2)根据牛顿第二定律，对小车 FMa，对砝码和盘 mgFma，解得 Fmg，只有当 Mm 时，小车受到的拉力才近似等于 mg，从而减小误差(3)由题图丙可读出 xAD2.10 cm，xDG3.90 cm，所以 xxDGx

6、AD1.80 cm，根据 xat2，解得 a5.0 m/s2.答案：(1)偏大 (2)小于 Mm (3)1.80 5.03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

7、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4 / 6D小车运动的加速度可用天平测出 m 和 M，直接用公式 a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 aF 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：_.解析：(1)对盘及盘中砝码：mgFma；对小车：FMa，联立可得：a，Fmg，只有当 mM 时，才可认为 Fmg.(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

8、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 F0 时，a0，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答案：(1)mM (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5 / 64如图为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图实验步骤如下：用天平测量物块和遮光片的总质量 M、重物的质量 m

9、；用游标卡尺测量遮光片的宽度 d；用米尺测量两光电门之间的距离 s；调整轻滑轮，使细线水平；让物块从光电门 A 的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门 A 和光电门 B 所用的时间 tA 和 tB，求出加速度 a；多次重复步骤，求 a 的平均值；根据上述实验数据求出动摩擦因数 .回答下列问题：(1)测量 d 时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为 1 mm)的示数如图所示，其读数为_ cm.(2)物块的加速度 a 可用 d、s、tA 和 tB 表示为a_(3)动摩擦因数 可用 M、m、 和重力加速度 g 表示为_(4)如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于_(选填“偶然误差”或“系统误差”)解析：(1)d0.9 cm120.05 mm0.9 cm0.060 cm0.960 cm.(2)由 v得，vA，vB，物块做匀加速直线运动，则vv2ax，即2as，得 a.(3)整体运用牛顿第二定律得：mgMg(Mm) ，则 ,Mg).(4)由实验装置引起的误差为系统误差6 / 6答案：(1)0.960 (2) (3),Mg) (4)系统误差