- 探究加速度与物体质量、物体受力的关系
- 共56题
在水平固定的长木板上,小潘用物体A、B分别探究了加速度随着外力的变化的关系,实验装置如图(1)所示(打点计时器、纸带图中未画出).实验过程中小潘用不同的重物P分别挂在光滑的轻质动滑轮上,使平行于长木板的细线分别拉动长木板上的物体A、B由静止开始加速运动(纸带与打点计时器之间阻力及空气阻力可忽略),实验后进行数据处理,小潘得到了物体A、B的加速度a与轻质弹簧秤弹力F的关系图象分别如图(2)中的A、B所示,
9.(多选题)由图甲判断下列说法正确的是
10.小潘仔细分析了图乙中两条线不重合的原因,得出结论:两个物体的质量不等,且
(填“大于”“等于”或“小于”);两物体与木板之间动摩擦因数
(填“大于”“等于”或“小于”).
正确答案
解析
A、长木板水平时,对物体A由牛顿第二定律可得:F﹣μmg=ma,即a=﹣μg,对B由牛顿第二定律可得:F﹣μmg=ma,即a=
﹣μg,所以不平衡摩擦力时,也可以达到实验目的。但若木板不水平,当滑轮一侧较高时应有F﹣mgsinθ﹣μmgcosθ=ma,较低时应有F+mgsinθ﹣μmgcosθ=ma1,则需要已知斜面的倾角,由于本题倾角未知,就不能求出加速度a,所以A错误;B、实验要求应先接通电源后释放纸带,所以B正确;C、由于动滑轮是轻质光滑的滑轮,所以绳子对物体的拉力一定等于弹簧秤的读数,与重物P质量大小无直接关系,所以C错误;对重物P析,当加速度为a时,应有Mg﹣2F=Ma,可得F=
,所以只有当a=0时,F才等于
,所以D错误;故选:B
考查方向
解题思路
选项A写出木板水平时加速度的表达式讨论即可;选项C根据光滑轻质滑轮特点可知,绳子拉力始终等于弹簧秤读数,与重物P质量大小无直接关系;选项D对重物P列出加速度的表达式,然后讨论即可
易错点
若滑轮是“轻质光滑”的,则滑轮两端绳子的拉力都相等;涉及到图象问题,应根据相应的物理规律写出纵轴物理量与横轴物理量的表达式,然后再根据斜率与截距的概念即可求解
正确答案
小于;大于。
解析
设加速度大小为a,据牛顿第二定律,对物体B应有F﹣μmg=ma,可得:a==
对物体A应有F﹣μmg=ma,可得:a=﹣μg
根据a﹣F图象斜率绝对值k=可知,B的斜率大于A的斜率,所以
,即
小于
;
再根据纵轴截距大小等于μg可知,由于A的截距大于B的截距,所以大于
;
考查方向
解题思路
题(2)的关键是根据a﹣F分别写出A和B加速度a与拉力F的函数表达式,然后再根据斜率和截距的概念即可求解.
易错点
若滑轮是“轻质光滑”的,则滑轮两端绳子的拉力都相等;涉及到图象问题,应根据相应的物理规律写出纵轴物理量与横轴物理量的表达式,然后再根据斜率与截距的概念即可求解
21.某兴趣小组设计出如图甲所示的实验装置,探究小车的加速度跟合力的关系,图中与小车左端相连的是测力传感器,小车放置在表面各处粗糙程度相同的水平长木板上。按甲图装配好实验器材,先测出小车运动时所受摩擦阻力,逐渐向砂桶中添加细砂粒,当观察到小车刚开始运动时,记下传感器的最大示数为Fo,可认为摩擦阻力为Fo。
(1)将小车放回初位置并用手按住,继续向沙桶中添加一定量的砂粒,记下传感器的示数,接通频率为50Hz的交流电源使打点计时器工作,然后释放小车,打出一条纸带。再继续向沙桶中添加砂粒,多次重复实验,打出多条纸带,图乙为某次实验打出的一条纸带,纸带上每相邻的两计数点间都有四个计时点未画出,按时间顺序,取0、l、2、3、4、5、6六个计数点,用刻度尺量出1、2、3、4、5、6点到0点的距离(单位:cm),分别标注在相应的计数点的下方,则小车的加速度a=______________m/s2(结果保留三位有效数字)
(2)算出各次小车的加速度和合力F(F=F1-F0),获得多组数据,描绘小车加速度a与F的关系图象,纸带与打点计时器间的摩擦可忽略,下列图象可能正确的是_____________。
(3)写出一条提高实验结果准确程度有益的建议:________________________________。
正确答案
(1)0.756
(2)AD
(3)控制桶和砂的总质量应远小于小车和传感器的总质量.
解析
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知识点
11. 某同学用如图所示的装置探究小车加速度与合外力的关系.图1中小车A左端连接一纸带并穿过打点计时器B的限位孔,右端用一轻绳绕过滑轮系于拉力传感器C的下端,A、B置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上.不计绳与滑轮的摩擦及滑轮的质量.实验时,先接通电源再释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点.该同学在保证小车A质量不变的情况下,通过改变P的质量来改变小车A所受的外力,由传感器和纸带测得的拉力F和加速度a数据如下表所示.
(1)第4次实验得到的纸带如图2所示,O、A、B、C和D是纸带上的五个计数点,每两个相邻点间有四个点没有画出,A、B、C、D四点到O点的距离如图.打点计时器电源频率为50Hz.根据纸带上数据计算出加速度为_____ m/s2.
(2)在实验中,_______ (选填“需要”或“不需要”)满足重物P的质量远小于小车的质量.
(3)根据表中数据,在图示坐标系图3中作出小车加速度a与力F的关系图象.
(4)根据图象推测,实验操作中重要的疏漏是____________________________.
正确答案
答案:(1)0.43;
(2)不需要;
(3)如图所示;
(4)没有平衡摩擦力或者摩擦力平衡不足
解析
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知识点
22.如图为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系”实验装置。用拉力传感器记录小车受到拉力的大小,在长木板上相距为L=48.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器,分别记录细线拉力和小车到达A、B时的速率。
(1)本实验有关的说法正确的是( )
A.两速度传感器之间的距离应适当远些
B.要调整长木板的倾斜角度,平衡小车受到的摩擦力
C.应先释放小车,再接通速度传感器的电源
D.改变所挂钩码的数量时,要使所挂钩码的质量远小于小车质量
E.不必用天平测出小车和车上的拉力传感器的总质量
(2)某同学在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率的平方差,则加速度的表达式为a =( ),表中第3次实验缺失的数据是_______m/s2(结果保留三位有效数字);
(3)表中a与F并不成正比,这是由于__________(填写“平衡摩擦力不足”或“平衡摩擦力过度”)造成的。
正确答案
(1)ABE
(2) 2.44
(3)平衡摩擦力不足
解析
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知识点
21.研究性学习小组的同学欲探究小车质量不变时其加速度与力的关系,在实验室设计了一套如图所示的装置,图中A为小车,B为打点计时器,C为力传感器,P为小桶(内有沙子),M是一端带有定滑轮的足够长水平放置的木板。
(1)要顺利完成该实验,除图1中实验仪器和低压交流电源(含导线)外,还需要的实验仪器是_______(填“刻度尺”、“天平”或“秒表”)。
(2)按上述方案做实验,是否要求沙桶和沙的总质量远小于车的质量______(填“是”或“否”)
(3)已知交流电源的频率为50Hz,某次实验得到的纸带如图2所示,图中相邻计数点之间还有4个点未画出。则计时器打点D时,纸带的速度大小v=______m/s,由该纸带可求得小车的加速度a=______m/s2。(结果均保留两位有效数字)
正确答案
(1)刻度尺
(2)否
(3)0.69 0.90
解析
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知识点
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