2020-2021学年高一物理人教版（2019）必修第一册同步课时作业 （18） 4.2实验：探究加速度与力、质量的关系Word版含答案
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| 名称 | 2020-2021学年高一物理人教版（2019）必修第一册同步课时作业 （18） 4.2实验：探究加速度与力、质量的关系Word版含答案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 815.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-11-24 16:35:26 | ||
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文档简介
2020-2021学年高一物理人教版（2019）必修第一册同步课时作业
（18）实验：探究加速度与力、质量的关系
1.下列说法中不正确的是(
)
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理想模型法
B.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,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法
C.牛顿在研究运动和力的关系时,提出了著名的理想斜面实验,该实验运用了理想实验法
D.在探究加速度、力、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,该实验运用了控制变量法
2.“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示，下列说法正确的是(
)
A.打点计时器应使用低压直流电源
B.先接通电源，再释放小车
C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
D.每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力
3.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,为了消除打点计时器和木板对小车阻力的影响,关于该操作环节,下列四种装置图中正确的是( )
4.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，关于平衡摩擦力的说法中正确的是(
)
A.“平衡摩擦力”的本质就是使小车受到的摩擦力为零
B.“平衡摩擦力”的本质就是使小车所受的重力沿斜面方向的分力与所受到的摩擦阻力相平衡
C.“平衡摩擦力”的目的就是要使小车所受的合力等于所挂砝码通过细绳对小车施加的拉力
D.“平衡摩擦力”是否成功，可由小车拖动后由打点计时器打出的纸带上的点迹间距是否均匀而确定
5.某同学为探究加速度与合外力的关系,设计了如图甲所示的实验装置。一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上,用轻绳绕过定滑轮及轻滑轮将小车与弹簧测力计相连。实验中改变悬挂的钩码个数进行多次测量,记录弹簧测力计的示数F,并利用纸带计算出小车对应的加速度a。
(1)实验中钩码的质量可以不需要远小于小车质量,其原因是______。
A.小车所受的拉力与钩码的重力无关
B.小车所受的拉力等于钩码重力的一半
C.小车所受的拉力可由弹簧测力计直接测出
(2)图乙是实验中得到的某条纸带的一部分。已知打点计时器使用的交流电频率为50
Hz,由纸带数据求出小车的加速度a=______m/s2。?
(3)根据实验数据绘出小车的加速度a与弹簧测力计示数F的关系图像,图丙图像中最符合本实验实际情况的是__________。
6.小于同学用如图所示的实验装置探究“物体所受合力不变,其加速度与质量的关系”时,得到表中所示的数据。请在坐标纸上用图像处理这些数据,并且根据图像形状得出结论:__________________________________________。?
物体的质量
m/kg
物体质量的倒数
m-1/kg-1
物体的加速度
a/(m·s-2)
0.20
5.00
0.60
0.30
3.33
0.40
0.40
2.50
0.29
0.50
2.00
0.25
0.60
1.67
0.20
7.为了验证“当质量一定时,物体的加速度与它所受的合力成正比”,一组同学用图甲所示的装置进行实验,并将得到的实验数据描在图乙所示的坐标图中。
(1)下列叙述正确的是
( )
A.保持小车的质量不变,改变沙和桶的总质量
B.保持沙和桶的总质量不变,改变小车的质量
C.保持小车和沙桶的质量均不变
D.同时改变小车和沙桶的质量
(2)在图乙中作出a
-F图线。
(3)由a
-F图线可以发现,该组同学实验操作中遗漏了__________这个步骤。?
(4)根据a
-F图线可以求出小车的质量是________(保留两位有效数字)。?
8.如图所示为用拉力传感器(能测量拉力的仪器)和速度传感器(能测量瞬时速度的仪器)探究“加速度与物体受力的关系”的实验装置。用拉力传感器记录小车受到拉力的大小,在长木板上相距L=48.0
cm的A、B两点各安装一个速度传感器,分别记录小车到达A、B时的速率。
(1)实验主要步骤如下:
①将拉力传感器固定在小车上。
②平衡摩擦力,让小车在不受拉力时做________运动。
③把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;为保证细线的拉力不变,必须调节滑轮的高度使__。
④接通电源后自C点释放小车,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB。
⑤改变所挂钩码的数量,重复④的操作。
(2)下表中记录了实验测得的几组数据,-是两个速度传感器记录速度的平方差,则加速度的表达式a=________,请将表中第4次的实验数据填写完整(结果保留三位有效数字)。?
次数
F/N
-/(m2·s-2)
a/(m·s-2)
1
0.60
0.77
0.80
2
1.04
1.61
1.68
3
1.42
2.34
2.44
4
2.62
4.65
5
3.00
5.49
5.72
(3)由表中数据,在坐标纸上作出a-F关系图线。
(4)对比实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已画出理论图线),造成上述偏差的原因除了拉力传感器读数可能偏大外,还可能是___________________。?
9.利用如图装置可以做力学中的许多实验。
(1)以下说法正确的是________。?
A.用此装置做“研究匀变速直线运动”实验时,必须平衡小车和滑轨间的摩擦力
B.用此装置做“研究匀变速直线运动”实验时,必须调整滑轮高度使连接小车的细线与滑轨平行
C.用此装置做“探究加速度a与力F的关系”实验时,在每次改变砝码及砝码盘总质量之后,需要重新平衡摩擦力
D.用此装置做“探究加速度a与力F的关系”实验时,应使小桶和桶内砝码的总质量远小于小车的质量
(2)本装置中要用到打点计时器,如图所示为实验室常用的两种计时器,其中甲装置用的电源是____________________________________________。?
A.交流220
V B.直流220
V
C.交流4～6
V D.直流4～6
V
(3)在利用此装置做“探究加速度a与力F的关系”实验时,实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分如图所示。已知打点计时器接在频率为50
Hz的交流电上,则此次实验的纸带中,F点在刻度尺的对应读数为______cm;小车的加速度大小为________m/s2。?
10.某同学利用如图（a）所示的实验装置验证牛顿第二定律，打点计时器所接交流电的频率为50
Hz。实验过程中，该同学均采用正确的实验步骤进行操作。
（1）图（b）为该同学在某次实验中得到的一条纸带，两相邻计数点间还有四个点未画出，实验数据如图所示，则打C点时小车的速度大小为________m/s，小车的加速度大小为____________；（结果均保留两位有效数字）
（2）在打图（b）所示的纸带时，该同学测得小车的质量为0.929
kg，已知当地的重力加速度，则本次实验中所使用的钩码质量为___________g。
11.在探究“物体质量一定时加速度与力的关系”的实验中,某兴趣小组对教材介绍的实验方案进行了优化,设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量,m为砂和砂桶的质量(滑轮质量不计)。
(1)依据优化后实验原理图,该实验__________(填“需要”或“不需要”)将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力；实验中__________(填“一定要”或“不必要”)保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M;
(2)该同学在实验中得到如图(a)所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50
Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为_________(结果保留三位有效数字)。
(3)如图(b)所示,以弹簧测力计的示数F为横坐标,加速度为纵坐标,画出的图像是一条直线,可得到小车的加速度与合外力成_______比。
答案以及解析
1.答案：C
解析：质点是理想化模型,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理想模型法,故A正确;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,然后把各小段的位移相加,物理学中把这种研究方法叫作“微元法”,故B正确;伽利略根据理想斜面实验将可靠的事实和理论结合起来,提出力不是维持物体运动的原因,而不是牛顿,故C不正确;在探究加速度、力、质量三者之间的关系时,先保持质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,该实验运用了控制变量法,故D正确。要求选不正确的,故选C。
2.答案：B
解析：打点计时器应使用交流电源，故A错误；实验中要先接通电源，然后释放小车，故B正确；将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，故C错误；每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力，故D错误．故选B
3.【答案】B
【解析】依靠重力来平衡阻力,同时阻力包含纸带与打点计时器之间的摩擦,故操作为:需要连上纸带,但是不能挂重物,把打点计时器所在的一端垫高,故B正确,A、C、D错误。
4.答案：BCD
解析：小车所受的摩擦力不可避免，平衡摩擦力的本质就是使小车的重力沿斜面方向的分力与小车所受的阻力相平衡，A错误，B正确；其目的是使小车所受的合力等于细绳对小车的拉力，C正确；恰好平衡摩擦力时，小车拖动纸带，不给小车提供拉力，给小车一个初速度，小车做匀速直线运动，由打点计时器打出的纸带点迹间距应该是均匀的，D正确．
5.【答案】(1)C (2)0.75 (3)B
【解析】(1)根据实验原理可知,弹簧测力计的读数为小车所受合外力,则不需要钩码的质量远小于小车的质量的条件,故A、B错误,C正确。
(2)在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数,即:Δx=aT2,
解得:a==
m/s2=0.75
m/s2。
(3)由题意可知,小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系应该是呈线性关系,实验存在阻力,即是不过原点的一条倾斜直线,故B符合。
6.【答案】见解析图 当物体所受合力不变,其加速度与质量成反比
【解析】根据实验的数据,作出a-图像如图;
由图可知,当物体所受合力不变,其加速度与质量成反比。
7.【答案】(1)A (2)见解析图
(3)平衡摩擦力 (4)0.25
kg
【解析】(1)本实验探究的是加速度与力之间的关系,故应保证小车质量不变,改变沙和桶的总质量,故A正确。
(2)如图
(3)从图中发现直线没过原点,当F≤0.16
N时,a=0。也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0,说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消了。该组同学实验操作中遗漏了平衡摩擦力这个步骤。
(4)根据a=得a
-F图线的斜率倒数表示物体的质量。
由图像可知,质量为:
kg=0.25
kg
8.【答案】(1)②匀速直线 ③细线与长木板平行
(2) 4.84 (3)见解析图
(4)没有完全平衡摩擦力
【解析】(1)②平衡摩擦力完成的依据是小车在不受拉力作用时恰好做匀速直线运动。
③为保证细线的拉力不变,细线必须与长木板平行。
(2)由匀变速直线运动速度与时间的关系-=2aL可得,a=。将-=4.65
m2/s2,L=0.48
m代入后可得a≈4.84
m/s2。
(3)如图所示
(4)由作出的a-F图像可知,当拉力F已经大于0时,小车的加速度仍然为0,故可能的原因是没有完全平衡摩擦力。
9.【答案】(1)B、D (2)A (3)2.00 2.5
【解析】(1)“研究匀变速直线运动”实验中,不用平衡小车的摩擦力为了保证让小车做匀加速直线运动,应使细线对小车的拉力恒定,故要让细线与滑轨平行,A错,B对;做探究加速度a与力F的关系的实验时,要平衡好小车的摩擦力,一旦平衡好了再做改变拉力或小车质量实验时,不用再平衡摩擦力,C错。为了保证小桶和砝码的总重力等于细线对小车的拉力,应使它们的总质量远小于小车的质量,D对。
(2)甲为电火花计时器,它用220
V的交变电流,A正确。
(3)F点的读数为40.0
mm=4.00
cm,小车的加速度a==
m/s2=2.5
m/s2。
10.答案：（1）0.60；0.51
（2）51
解析：（1）由于小车做匀加速直线运动，而C点为两点的时间中点，所以，代入数据可解得，由逐差法可知，代入数据可解得；（2）设轻绳对小车的拉力为T，钩码质量为m，小车质量为M，则由牛顿第二定律可得，，两式联立可得，代入数据可解得。
11.答案：(1)需要;不必要
(2)0.478
(3)正
解析：(1)依据优化后实验原理图,该实验需要将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力,这样才能使得弹簧测力计的拉力的2倍等于小车的合外力;由于有弹簧测力计测量拉力的大小,则实验中不必要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M;
(2)频率为50
Hz,则周期为0.02
s,由于两计数点间还有四个点没有画出,所以相邻计数点的时间间隔为0.1
s,由可得:。
(3)小车受到的合力等于,由图线知a与F成正比,则a与也成正比,即小车的加速度与合外力成正比。
（18）实验：探究加速度与力、质量的关系
1.下列说法中不正确的是(
)
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理想模型法
B.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,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法
C.牛顿在研究运动和力的关系时,提出了著名的理想斜面实验,该实验运用了理想实验法
D.在探究加速度、力、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,该实验运用了控制变量法
2.“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示，下列说法正确的是(
)
A.打点计时器应使用低压直流电源
B.先接通电源，再释放小车
C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
D.每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力
3.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,为了消除打点计时器和木板对小车阻力的影响,关于该操作环节,下列四种装置图中正确的是( )
4.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，关于平衡摩擦力的说法中正确的是(
)
A.“平衡摩擦力”的本质就是使小车受到的摩擦力为零
B.“平衡摩擦力”的本质就是使小车所受的重力沿斜面方向的分力与所受到的摩擦阻力相平衡
C.“平衡摩擦力”的目的就是要使小车所受的合力等于所挂砝码通过细绳对小车施加的拉力
D.“平衡摩擦力”是否成功，可由小车拖动后由打点计时器打出的纸带上的点迹间距是否均匀而确定
5.某同学为探究加速度与合外力的关系,设计了如图甲所示的实验装置。一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上,用轻绳绕过定滑轮及轻滑轮将小车与弹簧测力计相连。实验中改变悬挂的钩码个数进行多次测量,记录弹簧测力计的示数F,并利用纸带计算出小车对应的加速度a。
(1)实验中钩码的质量可以不需要远小于小车质量,其原因是______。
A.小车所受的拉力与钩码的重力无关
B.小车所受的拉力等于钩码重力的一半
C.小车所受的拉力可由弹簧测力计直接测出
(2)图乙是实验中得到的某条纸带的一部分。已知打点计时器使用的交流电频率为50
Hz,由纸带数据求出小车的加速度a=______m/s2。?
(3)根据实验数据绘出小车的加速度a与弹簧测力计示数F的关系图像,图丙图像中最符合本实验实际情况的是__________。
6.小于同学用如图所示的实验装置探究“物体所受合力不变,其加速度与质量的关系”时,得到表中所示的数据。请在坐标纸上用图像处理这些数据,并且根据图像形状得出结论:__________________________________________。?
物体的质量
m/kg
物体质量的倒数
m-1/kg-1
物体的加速度
a/(m·s-2)
0.20
5.00
0.60
0.30
3.33
0.40
0.40
2.50
0.29
0.50
2.00
0.25
0.60
1.67
0.20
7.为了验证“当质量一定时,物体的加速度与它所受的合力成正比”,一组同学用图甲所示的装置进行实验,并将得到的实验数据描在图乙所示的坐标图中。
(1)下列叙述正确的是
( )
A.保持小车的质量不变,改变沙和桶的总质量
B.保持沙和桶的总质量不变,改变小车的质量
C.保持小车和沙桶的质量均不变
D.同时改变小车和沙桶的质量
(2)在图乙中作出a
-F图线。
(3)由a
-F图线可以发现,该组同学实验操作中遗漏了__________这个步骤。?
(4)根据a
-F图线可以求出小车的质量是________(保留两位有效数字)。?
8.如图所示为用拉力传感器(能测量拉力的仪器)和速度传感器(能测量瞬时速度的仪器)探究“加速度与物体受力的关系”的实验装置。用拉力传感器记录小车受到拉力的大小,在长木板上相距L=48.0
cm的A、B两点各安装一个速度传感器,分别记录小车到达A、B时的速率。
(1)实验主要步骤如下:
①将拉力传感器固定在小车上。
②平衡摩擦力,让小车在不受拉力时做________运动。
③把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;为保证细线的拉力不变,必须调节滑轮的高度使__。
④接通电源后自C点释放小车,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB。
⑤改变所挂钩码的数量,重复④的操作。
(2)下表中记录了实验测得的几组数据,-是两个速度传感器记录速度的平方差,则加速度的表达式a=________,请将表中第4次的实验数据填写完整(结果保留三位有效数字)。?
次数
F/N
-/(m2·s-2)
a/(m·s-2)
1
0.60
0.77
0.80
2
1.04
1.61
1.68
3
1.42
2.34
2.44
4
2.62
4.65
5
3.00
5.49
5.72
(3)由表中数据,在坐标纸上作出a-F关系图线。
(4)对比实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已画出理论图线),造成上述偏差的原因除了拉力传感器读数可能偏大外,还可能是___________________。?
9.利用如图装置可以做力学中的许多实验。
(1)以下说法正确的是________。?
A.用此装置做“研究匀变速直线运动”实验时,必须平衡小车和滑轨间的摩擦力
B.用此装置做“研究匀变速直线运动”实验时,必须调整滑轮高度使连接小车的细线与滑轨平行
C.用此装置做“探究加速度a与力F的关系”实验时,在每次改变砝码及砝码盘总质量之后,需要重新平衡摩擦力
D.用此装置做“探究加速度a与力F的关系”实验时,应使小桶和桶内砝码的总质量远小于小车的质量
(2)本装置中要用到打点计时器,如图所示为实验室常用的两种计时器,其中甲装置用的电源是____________________________________________。?
A.交流220
V B.直流220
V
C.交流4～6
V D.直流4～6
V
(3)在利用此装置做“探究加速度a与力F的关系”实验时,实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分如图所示。已知打点计时器接在频率为50
Hz的交流电上,则此次实验的纸带中,F点在刻度尺的对应读数为______cm;小车的加速度大小为________m/s2。?
10.某同学利用如图（a）所示的实验装置验证牛顿第二定律，打点计时器所接交流电的频率为50
Hz。实验过程中，该同学均采用正确的实验步骤进行操作。
（1）图（b）为该同学在某次实验中得到的一条纸带，两相邻计数点间还有四个点未画出，实验数据如图所示，则打C点时小车的速度大小为________m/s，小车的加速度大小为____________；（结果均保留两位有效数字）
（2）在打图（b）所示的纸带时，该同学测得小车的质量为0.929
kg，已知当地的重力加速度，则本次实验中所使用的钩码质量为___________g。
11.在探究“物体质量一定时加速度与力的关系”的实验中,某兴趣小组对教材介绍的实验方案进行了优化,设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量,m为砂和砂桶的质量(滑轮质量不计)。
(1)依据优化后实验原理图,该实验__________(填“需要”或“不需要”)将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力；实验中__________(填“一定要”或“不必要”)保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M;
(2)该同学在实验中得到如图(a)所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50
Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为_________(结果保留三位有效数字)。
(3)如图(b)所示,以弹簧测力计的示数F为横坐标,加速度为纵坐标,画出的图像是一条直线,可得到小车的加速度与合外力成_______比。
答案以及解析
1.答案：C
解析：质点是理想化模型,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理想模型法,故A正确;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,然后把各小段的位移相加,物理学中把这种研究方法叫作“微元法”,故B正确;伽利略根据理想斜面实验将可靠的事实和理论结合起来,提出力不是维持物体运动的原因,而不是牛顿,故C不正确;在探究加速度、力、质量三者之间的关系时,先保持质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,该实验运用了控制变量法,故D正确。要求选不正确的,故选C。
2.答案：B
解析：打点计时器应使用交流电源，故A错误；实验中要先接通电源，然后释放小车，故B正确；将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，故C错误；每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力，故D错误．故选B
3.【答案】B
【解析】依靠重力来平衡阻力,同时阻力包含纸带与打点计时器之间的摩擦,故操作为:需要连上纸带,但是不能挂重物,把打点计时器所在的一端垫高,故B正确,A、C、D错误。
4.答案：BCD
解析：小车所受的摩擦力不可避免，平衡摩擦力的本质就是使小车的重力沿斜面方向的分力与小车所受的阻力相平衡，A错误，B正确；其目的是使小车所受的合力等于细绳对小车的拉力，C正确；恰好平衡摩擦力时，小车拖动纸带，不给小车提供拉力，给小车一个初速度，小车做匀速直线运动，由打点计时器打出的纸带点迹间距应该是均匀的，D正确．
5.【答案】(1)C (2)0.75 (3)B
【解析】(1)根据实验原理可知,弹簧测力计的读数为小车所受合外力,则不需要钩码的质量远小于小车的质量的条件,故A、B错误,C正确。
(2)在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数,即:Δx=aT2,
解得:a==
m/s2=0.75
m/s2。
(3)由题意可知,小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系应该是呈线性关系,实验存在阻力,即是不过原点的一条倾斜直线,故B符合。
6.【答案】见解析图 当物体所受合力不变,其加速度与质量成反比
【解析】根据实验的数据,作出a-图像如图;
由图可知,当物体所受合力不变,其加速度与质量成反比。
7.【答案】(1)A (2)见解析图
(3)平衡摩擦力 (4)0.25
kg
【解析】(1)本实验探究的是加速度与力之间的关系,故应保证小车质量不变,改变沙和桶的总质量,故A正确。
(2)如图
(3)从图中发现直线没过原点,当F≤0.16
N时,a=0。也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0,说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消了。该组同学实验操作中遗漏了平衡摩擦力这个步骤。
(4)根据a=得a
-F图线的斜率倒数表示物体的质量。
由图像可知,质量为:
kg=0.25
kg
8.【答案】(1)②匀速直线 ③细线与长木板平行
(2) 4.84 (3)见解析图
(4)没有完全平衡摩擦力
【解析】(1)②平衡摩擦力完成的依据是小车在不受拉力作用时恰好做匀速直线运动。
③为保证细线的拉力不变,细线必须与长木板平行。
(2)由匀变速直线运动速度与时间的关系-=2aL可得,a=。将-=4.65
m2/s2,L=0.48
m代入后可得a≈4.84
m/s2。
(3)如图所示
(4)由作出的a-F图像可知,当拉力F已经大于0时,小车的加速度仍然为0,故可能的原因是没有完全平衡摩擦力。
9.【答案】(1)B、D (2)A (3)2.00 2.5
【解析】(1)“研究匀变速直线运动”实验中,不用平衡小车的摩擦力为了保证让小车做匀加速直线运动,应使细线对小车的拉力恒定,故要让细线与滑轨平行,A错,B对;做探究加速度a与力F的关系的实验时,要平衡好小车的摩擦力,一旦平衡好了再做改变拉力或小车质量实验时,不用再平衡摩擦力,C错。为了保证小桶和砝码的总重力等于细线对小车的拉力,应使它们的总质量远小于小车的质量,D对。
(2)甲为电火花计时器,它用220
V的交变电流,A正确。
(3)F点的读数为40.0
mm=4.00
cm,小车的加速度a==
m/s2=2.5
m/s2。
10.答案：（1）0.60；0.51
（2）51
解析：（1）由于小车做匀加速直线运动，而C点为两点的时间中点，所以，代入数据可解得，由逐差法可知，代入数据可解得；（2）设轻绳对小车的拉力为T，钩码质量为m，小车质量为M，则由牛顿第二定律可得，，两式联立可得，代入数据可解得。
11.答案：(1)需要;不必要
(2)0.478
(3)正
解析：(1)依据优化后实验原理图,该实验需要将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力,这样才能使得弹簧测力计的拉力的2倍等于小车的合外力;由于有弹簧测力计测量拉力的大小,则实验中不必要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M;
(2)频率为50
Hz,则周期为0.02
s,由于两计数点间还有四个点没有画出,所以相邻计数点的时间间隔为0.1
s,由可得:。
(3)小车受到的合力等于,由图线知a与F成正比,则a与也成正比,即小车的加速度与合外力成正比。