题目内容

15．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验时：
（1）我们已经知道，物体的加速度（a）同时跟合外力（F）和质量（m）两个因素有关．要研究这三个物理量之间的定量关系的基本思路是控制m一定，a与F关系；控制F，研究a与m的关系；．

（2）某同学的实验方案如图1所示，她想用砂和砂桶的重力表示小车受到的合外力，为了减少这种做法而带来的实验误差，你认为在实验中还应该采取的两项措施是：
a．平衡摩擦力；
b．砂和砂桶的质量远小于小车的质．
（3）该同学利用实验中打出的纸带求加速度时，处理方案有两种：
A、利用公式a=$\frac{2s}{{t}^{2}}$计算；B、根据a=$\frac{△s}{{T}^{2}}$利用逐差法计算．
两种方案中，你认为选择方案B比较合理．
砂和砂桶总重力F（N）0.1960.3920.5880.7840.980
加速度a（m•s-2）0.691.181.662.182.70
（4）该同学平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如上表，请你根据表格中的数据在上面的坐标系中做出a-F图象；
（5）根据该同学提供的实验数据在图2中作出的a-F图线不通过原点，请说明主要原因：分析拉力时未计入砝码盘的重力．

分析 （1）要研究物体的加速度（a）跟合外力（F）和质量（m）两个因素的关系，可采用控制变量法．
（2）小车运动过程中会受到摩擦力，可平衡摩擦力，并且满足砂和砂桶的质量远小于小车的质量时，绳子的拉力近似等于砂和砂桶的总重力．
（3）由于做匀变速直线的物体在相等的时间内位移总是相等．所以可借助于a=$\frac{△x}{{T}_{\;}^{2}}$，利用逐差法计算加速度大小．
（4）根据图中的数据，合理的设计横纵坐标的刻度值，据数据确定个点的位置，将个点用一条直线连起来，延长交与坐标轴某一点；
（5）根据图象的性质进行分析，再根据实验原理即可明确不过原点的基本原因．

解答 解：（1）要研究物体的加速度（a）跟合外力（F）和质量（m）两个因素的关系，可采用控制变量法，即控制m一定，a与F关系；控制F，研究a与m的关系；
（2）想用砂和砂桶的重力表示小车受到的合外力，为了减少这种做法而带来的实验误差，在实验中还应该采取的两项措施是：
a、平衡摩擦力，使得小车的合外力等于绳子的拉力；  
b、砂和砂桶的质量远小于小车的质量，这样绳子的拉力近似等于砂和砂桶的总重力．
（3）由于做匀变速直线的物体在相等的时间内位移总是相等．所以可借助于a=$\frac{△x}{{T}_{\;}^{2}}$，利用逐差法计算加速度大小．另一种方案不合理的理由是a方案必须要从初速度为零开始研究．故选：B．
（4）根据表中数据，利用描点法作出a-F的关系图象如图所示．

（5）由图可知，a-F图线中当所加外力为零时，小车已有加速度，则说明在分析拉力时未计入砝码盘的重力．
故答案为：（1）控制m一定，a与F关系；控制F，研究a与m的关系；    （2）a、平衡摩擦力； b、砂和砂桶的质量远小于小车的质量．
 （3）B      （4）如图所示；       （5）分析拉力时未计入砝码盘的重力

点评 本题考查探究加速度与物体质量、物体受力的关系实验，对于实验问题需要结合物理规律去解决．处理图象问题要注意图线的斜率、交点、拐点、面积等意义，能正确理解这些量的意义则很多问题将会迎刃而解．该题是考查基础实验知识的好题．要理解并掌握平衡摩擦力的作用和方法．

练习册系列答案
相关题目
5．如图所示，一物块受到一个水平力F作用静止于斜面上，此力F的方向与斜面平行，如果将力F撤除，下列对物块的描述正确的是（　　）
A．物块将沿斜面下滑B．物块所受的摩擦力方向改变
C．物块立即获得加速度D．物块受到的摩擦力变大
6．如图1所示，质量为M=2kg的长木板，静止放置在粗糙水平地面上，木板上F、G为木板的两个三等分点．F、G之间贴有上表面光滑的胶纸（厚度不计）．有一个质量为m=3kg、可视为质点的物块，以某一水平初速度v0从左端冲上木板物块在木板上滑动，当物块刚好滑上胶纸时，物块和木板恰好达到共同速度．物块和木板在达到共同速度前的v-t图象如图2所示．根据图象，求：

（1）求木板的长度．
（2）求物体与木板间的摩擦因数和地面与木板间的摩擦因数．
（3）此后物块和木板继续滑动，直到两物体都停止．问此时物体所停处距木板右端的距离？
（4）整个过程中木板的位移是多少？
3．光滑斜面倾角θ=30°，一个物体受平行于斜面的力F作用从O点由静止出发做匀加速直线运动，经过时间t到达A点时撤去F，又经过时间t物体回到了出发点O．则外力F与重力G的比值为（　　）
A．1：2B．2：3C．1：3D．3：4
10．在如图所示的装置中，质量为3kg的物块被平行于斜面的细绳拴在斜面上端的小柱上，斜面的倾角为30o，被固定在测力计上，整个装置保持静止．如果物体与斜面间无摩擦，装置稳定以后，当细绳被烧断，物体正在下滑的过程中，与稳定时比较，测力计的读数（g=10m/s2）（　　）
A．增加15NB．减小15NC．减小7.5ND．保持不变
20．（1）某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验中，其中有疏漏的步骤是AC
A．在水平方木板上固定一张白纸，用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，另一端拴上两条细绳，并用两个弹簧秤勾住细绳，互成角度的前拉，使结点到达某一位置O，记录下O点的位置，读出两个弹簧秤的示数；
B．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；
C．只用一只弹簧秤，通过细绳拉橡皮条使其伸长，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示．
D．比较力F′和F的大小和方向，看他们是否相同，得出结论．
（2）“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图（1）所示．

①在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图（2）所示．打点计时器打点的时间间隔为0.02s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离，则计数点2的速度为v=0.36m/s，该小车的加速度a=0.16m/s2．（结果保留两位有效数字）
②平衡摩擦力后，改变砝码盘中砝码的数量，多次重复测量，在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图（3）所示）．此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因C
A．小车与轨道之间存在摩擦
B．导轨保持了水平状态
C．砝码盘和砝码的总质量太大
D．所用小车的质量太大．
7．某科研单位设计了一空间飞行器，飞行器从地面静止起飞时，发动机提供的动力方向与水平方向夹角α=60°，使飞行器恰好与水平方向成θ=30°角的直线斜向右上方匀加速飞行，经时间t后，将动力的方向沿逆时针旋转60°同时适当调节其大小，使飞行器依然可以沿原方向匀减速飞行，飞行器所受空气阻力不计，下列说法中正确的是（　　）
A．加速时加速度的大小为gB．加速时动力的大小等于mg
C．减速时动力的大小$\frac{1}{2}$mgD．减速飞行时间2t后速度为零
4．一个物体做加速直线运动，依次经过A．B两点．过A点时速度为2m/s，经过B点时速度为4m/s，所用时间为2s，求加速度的大小和AB间的距离．
5．如图所示，在同一平面内有六个共点力，大小分别为F、2F、3F、4F、5F、6F，相邻的两个力之间的夹角均为60°，则它们合力的大小和方向是（　　）
A．大小为3F，方向与5F方向相同B．大小为3F，方向与6F方向相同
C．大小为6F，方向与5F方向相同D．大小为6F，方向与6F方向相同

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网