实验四探究加速度与物体受力、物体质量的关系
1.(1)如图甲所示的装置即可以做实验A“研究匀变速直线运动速度与时间关系”,又可以做实
验B“探究加速度和力及质量的关系”,以上两个实验中必须平衡摩擦力的实验是实验B
(选填“实验A”或“实验B”).
(2)如图乙是纸带穿过打点计时器的两种穿法,比较合理的穿法是B(选填“A”或“B”).
(3)在“探究加速度和力及质量的关系”实验中打出的一条纸带的部分实验数据如图丙所示,相
邻两个计数点间还有四个点未画出.所用电源频率为50Hz,由该纸带可求小车的加速度大小
2
a0.38m/s.(保留两位有效数字)
(4)有人在做“探究加速度与力、质量的关系”实验时,采用了如图丁的拓展方案,其实验操作步
骤如下:
①挂上托盘和砝码,调节木板的倾角(θ为木板倾斜角),使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀
速下滑;
②取下托盘和砝码,测出其总质量为m,让小车沿木板下滑,测出加速度a;
③改变砝码质量和木板倾角,多次测量,通过作图可得到a-F的关系.
则该实验方案中的F应该为A(填选项前的字母,重力加速度为g).
A.mgB.Mg
C.MgsinθD.Mgsinθ-mg
[解析](1)实验A:探究小车速度随时间变化的规律实验中,小车是否受到摩擦阻力,对研究速
度与时间的关系,没有影响,故不需要平衡摩擦力;实验B:探究加速度与力、质量的关系实验中,
要使细绳的拉力等于合外力,必须平衡摩擦力.
(2)根据实验操作要求,纸带应该从复写纸的下面穿过去,故比较合理的穿法是B.
-(11.00-6.25-6.25+3.00)×10-2
222
(3)根据逐差法公式ΔxaT,可知a22m/s≈0.38m/s.
44×(0.1)
(4)由图丁,挂上托盘和砝码,调节木板的倾角,使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑,则
Mgsinθmg+F,取下托盘和砝码后,小车所受的合力FMgsinθ-Fmg,故A正确,B、C、D错ff
误.
2.在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中,做如下探究:
(1)为猜想加速度与质量的关系,如利用如图所示装置进行对比实验.两小车放在水平板上,前
端通过钩码牵引,后端各系一条细线,用板擦把两条细线按在桌上,使小车静止.抬起板擦,小车
同时运动,一段时间后按下板擦,小车同时停下.对比两小车的位移,可知加速度与质量大致成
反比.关于实验条件,下列说法正确的是B(选填选项前的字母).
A.小车质量相同,钩码质量不同
B.小车质量不同,钩码质量相同
C.小车质量不同,钩码质量不同
(2)某同学为了定量验证(1)中得到的初步关系,设计实验并得到小车加速度a与质量M的7组
实验数据,如下表所示.在如图所示的坐标纸上已经描好了6组数据点,请将余下的一组数据描
1
在坐标纸上,并作出a-图像.
次数1234567
-2
a/(m·s)0.620.560.480.400.320.240.15
M/kg0.250.290.330.400.500.711.00
(3)在探究加速度与力的关系实验之前,需要思考如何测“力”.请在图中画出小车受力的示意
图.为了简化“力”的测量,下列说法正确的是AD(选填选项前的字母).
A.使小车沿倾角合适的斜面运动,小车受力可等效为只受绳的拉力
B.若斜面倾角过大,小车所受合力将小于绳的拉力
C.无论小车运动的加速度多大,砂和桶的重力大小都等于绳的拉力大小
D.让小车的运动趋近于匀速运动,砂和桶的重力大小才近似等于绳的拉力大小
[解析](1)为猜想加速度与质量的关系,应该控制合力一定(即钩码的质量一定),改变小车的质
量的大小,故A、C错误,B正确.