3-5实验：探究加速度与力、质量的关系

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1、3・5实验：探究加速度与力、质量的关系一、选择题1.为了更直观地反映物体的加速度“与物体质量加的关系，往往用二者的关系图象表示出来，该关系图象应选（）A・a—m图象B・m—a图象C・仏一+图象Dm~a图象［答案］C［解析］在作用力相同的情况下，质量越大，速度的变化越慢，加速度越小，两者可能成反比，则用a~^图象更容易判断。2.如果a-^图象是通过原点的一条直线，则说明（）A.物体的加速度a与质量加成正比B.物体的加速度a与质量加成反比C.物体的质量加与加速度a成正比D.物体的质量加与加速度a成反比［答案］B［解析］a—£图象是通过原点的一条直线，则

2、a与占成正比，则加速度伉与质量加成反比，A项错误，B项正确。物体的质量为定值,故C、D选项错误。3.在利用打点计时器和小车做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，下列说法中正确的是（）A・平衡摩擦力时，应将祛码盘及盘内祛码通过定滑轮拴在小车B.连接祛码盘和小车的细绳应与长木板保持平行B.平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动C.小车释放前应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车［答案］BCD［解析］本实验先平衡摩擦力而后再把悬挂小盘的细绳系在小车上，所以A选项错误。1.在“验证牛顿第二定律”的实验中，在研究加速度a与小车的质量M的关系时，由于没有注

3、意始终满足M》m的条件，结果得到的图象应是图中的()［答案］D［解析］在本实验中，小车的加速度。=音=则绳子的张力F=M^n9在研究加速度跟小车质量M的关系时，保持加不变，若横轴为1/(A/+/W),则a—1/(M+/m)图象应是过原点的直线，当满足M》/w时，加可以忽略不计，M'a-1/M图象还可以满足图象是过原点的直线；当小车的质量较小，不满足M》加时，斜率将变小,图象便发生弯曲。故选D。二、非选择题2.(2012-宝鸡质检)某实验探究小组为了探究物体的加速度与所受合外力之间的关系，设计了如图a所示的实验装置。该实验小组成员用钩码的重力作为小车

4、所受的合力，用传感器测小车的加速度，通过改变钩码的数量，多次重复测量，可得小车运动的加速度a和所受合力F的关系图象，他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图象，如图b所示。传蹄发射器)/传歸接收器)匸鸟小车I视追白钩码(1)图b中的图象是在轨道右侧抬高的情况下得到的(填“①”或“②”)。当钩码的数量增大到一定程度时，图b中的图象明显偏离直线，造成此误差的主要原因是(2)小车和传感器接收器的总质量m=kg,小车和轨道间的动摩擦因数“=(^=10m/s2)o［答案］(1)①所挂钩码的总质量太大(2)0.50.2［解析］⑴由图象可

5、知，①图象中没有拉力的时候已经有加速度了，因此是在轨道右侧抬高的情况下得到的；钩码的数量增大到一定程度时，图象明显偏离直线，是因为所挂码的总质量太大，钩码的重力不能看做小车所受的合力了。(2)由题图b可知图象斜率为1/加；由图中数据可求得w=0.5kg,“=0・2。1.(2012-南京模拟)某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验,图個)所示为实验装置简图。(交流电的频率为50Hz)(a)(b)(1)图(b)所示为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为m/s2o(保留两位有效数字)(2)保持沙和沙桶质量不变，改变

6、小车质量加，分别得到小车加速［答案］⑴3・2(2)图象见解析［解析］⑴由逐差法得2m度a与质量加及对应的令数据如下表^实验次数12345678小车加速度a/m^~21.901.721.491.251.000.750.500.30小车质量w/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67丄/kg-]m&4.003.453.032.502.001.411.000.60请在如图所示的坐标纸中画出a-^图象，并由图象求出小车加速度«与质量倒数衆间的关系式是。兀3+兀4一仗1+兀2)_7・72+7・21—(6・70+6・19)4F=4X

7、0.0422m/s2^3.2m/s2o⑵如图所示由图知斜率Zr=0・5,即保持拉力F=0・5N,所以"聘=±。1.(2013-山东潍坊)某同学将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器的控钩上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，根据所测数据在坐标系中作出了如图所示的a-F图象。传譬纸貪接逆装细沙的桶⑴图象不过坐标原点的原因是;(2)本实验中是否仍需要细沙和桶的总质量远小于小车和传感器(1)由图象求出小车和传感器的总质量为kgo［答案］⑴未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足⑵否(3)1［解析］⑴图象不过

8、坐标原点，即当FHO时，a=0,说明摩擦力平衡不足或未平衡摩擦力o(2)本实验中能从传感器上直接准确读出拉力的大小，不需要