高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 实验：探究加速度与力、质量的关系同步达标检测题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 实验：探究加速度与力、质量的关系同步达标检测题，共5页。
(1)下列仪器需要用到的是________；
(2)下列说法正确的是________；
A．先释放纸带再接通电源
B．拉小车的细线应尽可能与长木板平行
C．纸带与小车相连端的点迹较稀疏
D．轻推小车，拖着纸带的小车能够匀速下滑，说明摩擦力已被平衡
(3)如图所示是实验时打出的一条纸带，A、B、C、D…为每隔4个点取的计数点，据此纸带可知小车在D点的速度大小为________m/s(小数点后保留两位)。
答案：(1)AD (2)BD (3)0.21
2．在探究加速度与力、质量的关系实验中，某小组设计了如图所示的实验装置。图中上、下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，然后同时停止。
(1)在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使_______________________________
________________________________________________________________________；
在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量________(选填“远大于”“远小于”或“等于”)小车的质量。
(2)本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能这样比较，是因为________________________________________________________________________。
答案：(1)细线与轨道平行(或细线水平) 远小于 (2)两小车从静止开始做匀加速直线运动，且两小车的运动时间相等
3．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某次实验测得如下数据：当m一定时，a与F的关系如表一所示；当F一定时，a与eq \f(1,m)的关系如表二所示。
表一
表二
(1)在如图所示的相应坐标系中，根据表一、表二所给数据作出图像。
(2)由图像可以判定：当m一定时，a与F的关系成____________；当F一定时，a与m的关系成____________。
(3)在研究a与m的关系时，作出a-eq \f(1,m)图像，而没作a-m图像，那么作a-eq \f(1,m)图像的优点是_______________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)如图所示
(2)正比 反比
(3)a-m图像是曲线，难以找出规律；a-eq \f(1,m)图像是直线，容易找出规律
4．(2021·全国甲卷)为测量小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数，一同学将贴有标尺的瓷砖的一端放在水平桌面上，形成一倾角为α的斜面(已知sin α＝0.34，cs α＝0.94)，小铜块可在斜面上加速下滑，如图所示。该同学用手机拍摄小铜块的下滑过程，然后解析视频记录的图像，获得5个连续相等时间间隔(每个时间间隔ΔT＝0.20 s)内小铜块沿斜面下滑的距离si(i＝1,2,3,4,5)，如下表所示。
由表中数据可得，小铜块沿斜面下滑的加速度大小为________m/s2，小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数为________。(结果均保留2位有效数字，重力加速度大小取9.80 m/s2)
解析：根据逐差法有a＝eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(s5＋s4))－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(s2＋s1)),6ΔT2)，
代入数据可得小铜块沿斜面下滑的加速度大小
a≈0.43 m/s2。
对小铜块受力分析，根据牛顿第二定律有
mgsin α－μmgcs α＝ma，
代入数据解得μ≈0.32。
答案：0.43 0.32
5．“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示。小车后面固定一条纸带，穿过电火花打点计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直面内的拉力传感器相连，拉力传感器用于测小车受到拉力的大小。
(1)关于平衡摩擦力，下列说法正确的是________。
A．平衡摩擦力时，需要在动滑轮上挂上钩码
B．改变小车质量时，需要重新平衡摩擦力
C．改变小车拉力时，不需要重新平衡摩擦力
(2)实验中________(选填“需要”或“不需要”)满足所挂钩码质量远小于小车质量。
(3)某同学根据实验数据作出了加速度a与力F的关系图像如图乙所示，图线不过原点的原因是______。
A．钩码质量没有远小于小车质量
B．平衡摩擦力时木板倾角过大
C．平衡摩擦力时木板倾角过小或未平衡摩擦力
解析：(1)平衡摩擦时，小车不受拉力作用下做匀速直线运动，所以不能在动滑轮上挂上钩码，故A错误；平衡摩擦时有：mgsin α＝μmgcs α，即有gsin α＝μgcs α，所以与质量无关，故B错误，C正确。
(2)由于本实验中的力传感器可以读取细线上的拉力，所以不需要满足所挂钩码质量远小于小车质量。
(3)由题图乙可知，当没有挂钩码时小车具有加速度，说明平衡摩擦力时木板倾角过大，故选B。
答案：(1)C (2)不需要 (3)B
6．(2021·湖南高考)某实验小组利用图甲所示装置探究加速度与物体所受合外力的关系。主要实验步骤如下：
(1)用游标卡尺测量垫块厚度h，示数如图乙所示，h＝________cm；
(2)接通气泵，将滑块轻放在气垫导轨上，调节导轨至水平；
(3)在右支点下放一垫块，改变气垫导轨的倾斜角度；
(4)在气垫导轨合适位置释放滑块，记录垫块个数n和滑块对应的加速度a；
(5)在右支点下增加垫块个数(垫块完全相同)，重复步骤(4)，记录数据如下表：
根据表中数据在图丙上描点，绘制图线。
如果表中缺少的第4组数据是正确的，其应该是____m/s2(保留三位有效数字)。
解析：(1)垫块的厚度为h＝1 cm＋2×0.1 mm＝1.02 cm。
(5)绘制图线如图所示：
根据mg·eq \f(nh,l)＝ma，
可知a与n成正比关系，则根据图像可知，斜率
k＝eq \f(0.6,7)＝eq \f(a,4)，
解得a＝0.343 m/s2。
答案：(1)1.02 (5)见解析图 0.343
F/N
1.00
2.00
3.00
4.00
a/(m·s－2)
1.90
3.95
5.85
7.62
eq \f(1,m)/kg－1
0.52
0.67
0.80
1.00
a/(m·s－2)
1.53
2.10
2.49
3.10
s1
s2
s3
s4
s5
5.87 cm
7.58 cm
9.31 cm
11.02 cm
12.74 cm
n
1
2
3
4
5
6
a/(m·s－2)
0.087
0.180
0.260
0.425
0.519