初高物理衔接第23讲 实验:探究加速度与力、质量的关系 (PDF版)

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初高物理衔接第23讲 实验:探究加速度与力、质量的关系 (PDF版)

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衔接必刷题
物理
第23讲
实验:探究加速度与力、质量的关系
知识清单
ZHISHIQING DA N
「初中物理知识储备
(2)方法二:由纸带根据公式△x=aT2结合逐差
1.控制变量法
法计算出小车的加速度。
初中物理当中的好多实验采用的就是控制变量
(3)方法三:不直接测量加速度,求加速度之比。
法。在研究研究蒸发快慢与液体温度、液体表面
例如:让两个做初速度为0的匀加速直线运动的
积和液体上方空气流动速度的关系的时候我们
物体的运动时间t相等,测出各自的位移x1、x2,
发现涉及到的变量有温度、表面积、和空气流动
则=,把加速度的测量转换成位移的测量。
a2 x2
三个因素,也就是三个变量,我们要研究单一变
3.力的测量
量对蒸发快慢的影响,就应该控制其中的两个
在阻力得到平衡的情况下,小车受到的拉力等于
变量。
小车所受的合力
物理学中对于多变量的问题,常常采用控制其中
(1)在槽码的质量比小车的质量小得多时,可认
多个变量,每一次只改变其中的某个因素,而控
为小车所受的拉力近似等于槽码所受的重力。
制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因
(2)使用力传感器可以直接测量拉力的大小,不
素对事物的影响分别加以研究,最后再综合解
需要使槽码的质量远小于小车的质量。
决,这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的
三、实验器材
重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科
小车、砝码、槽码、细线、一端附有定滑轮的长木板、
学实验研究之中。
垫木、打点计时器、交流电源、纸带、刻度尺、天平。
2.正比例函数图像:一条过原点的倾斜直线。
四、进行实验(以参考案例1为例)
[高中物理新知学习]
1.用天平测出小车的质量m,并把数值记录下来。
一、实验思路—控制变量法
2.按如图所示的装置把实验器材安装好(小车上先
1.探究加速度与力的关系
不系细线)。
保持小车质量不变,通过改变槽码的个数改变小
小车

打点计时器
车所受的拉力,测得不同拉力下小车运动的加速
度,分析加速度与拉力的定量关系
2.探究加速度与质量的关系
保持小车所受的拉力不变,通过在小车上增加重
槽码
物改变小车的质量,测得不同质量的小车对应的
加速度,分析加速度与质量的定量关系。
3.平衡阻力:在长木板不带定滑轮的一端下面垫上
二、物理量的测量
垫木,反复移动垫木位置,启动打点计时器,直到
1.质量的测量:用天平测量。在小车中增减砝码的
轻推小车使小车在木板上运动时可保持匀速直
数量可改变小车的质量。
线运动为止(纸带上相邻点间距相等),此时小车
2.加速度的测量
重力沿木板方向的分力等于打点计时器对小车
(1)方法一:让小车做初速度为0的匀加速直线
的阻力和长木板的摩擦阻力及其他阻力之和。
运动,用刻度尺测量小车移动的位移x,用秒表
4.把细线绕过定滑轮系在小车上,另一端挂上槽
测量发生这段位移所用的时间,然后由a=2
码。保持小车质量不变,改变槽码的个数,以改
变小车所受的拉力。处理纸带,测出加速度,将
计算出加速度a。
结果填人表1中。
62参考答案
5.答案:BD
大,A、B始终处于相对静止状态,B错误,D正确;当拉力
解析:轰炸机经过静止在地面上的目标正上方时投下炸
F=16N时,对整体由牛顿第二定律可得F=(mA十mB)
弹,由于惯性,炸弹具有与飞机相同的水平逸度,所以炸
弹不能击中目标,故A错误;地球由西向东自转,我们向
a,解得a=
mA十mB6十2m/s2=2m/s3,则有B受到
16
上跳起来以后,由于惯性,仍有与地面相同的速度,所以
A的摩据力等于Fr=mBa'=2X2N=4N,C错误。
还落在原地而不落到原地的西边,故B正确:惯性由质量
2.答案:D
决定,系好安全带,人的质量不变,惯性不变,系上安全带
后,人虽然因惯性向前运动,但受安全带的约束,增加了
解析:若雪花只受重力,有=弓g2,解得1=28,实际上。
安全系数,可以减小惯性带来的危害,故C错误:被抛出
雪花下落过程中受到的空气阻力较大,所以其下落时间
的小球,尽管速度的大小和方向都玫变了,但小球的质量
应大于2s,故D正确。
不变,惯性不变,故D正确。
3.答案:B
第23讲实验:探究加速度
解析:依题意,物体合力为F=V√8十62N=10N,根据牛
与力、质量的关系
顿第二定律,可得a=E
=5m/s2,故B正确
达标训练
1.答案:(1)②减小均匀
4.答案:AC
(2)没有满足小车质量远大于所挂砝码的质量
解析:由图像中图线与时间轴所包国的面积表示位
(3)0.3751.50
移,故火突位置距离消防地面的距离为x=612X10m
解析:(1)由图乙可知,点与点之间的距离越来越大,可知
小车做加速运动,说明木板的倾角太大,所以应减小木板
=90m,故C正确:无人机整个上升过程平均速度为v=
的倾角,反复调节,直到纸带上打出的点迹均匀,说明平
衡摩擦力已彻底
上=90m=7.5m/s,故A正确;加速阶段的加速度大小
128
(2)假设砝码和砝码盘的质量为,小车的质量为M,对
系统签依有mg=(m十M0a,解得a=学m,对砝码和班
a1=
△0=10
△14
m/s2=2.5m/s2,减速阶段的加速度大小
Mg=mg,可知
42
A=10
△t2
2
m/s2=5m/s2,故B错误;加速阶段时,根
码盘分析有mg一F=ma,解得F=
M十m
1+m
据牛顿第二定律F一mg=ma1,代入数据解得无人机螺
M
旋浆产生升力为F=187.5N,故D错误
加g一
F
5.答案:BC
当m《M时F≈mg,则a=M干m=M,可知a与F成正
解析:撤去挡板前,以A球为对象,根据平衡条件可得弹
比。当n>M时a=g,即随者m的不断增加,a值会不断
黄弹力为F弹=gsin日,在突然撤去挡板的瞬间,弹黄弹
逼近g,故图像变弯曲的原国是小车质量没有满足运大于
力保持不变,A球的受力保持不变,则A球的加速度大小
所挂砝码的质量。
F弹十mgs1n0
(3)物体通过1计数点的速度一2
x27.50×10-2
为零:对B球,根据牛顿第二定律可得4B=
2×0.1
m/s
2gsin0,故选BC
=0.375m/s。运动的加速度a=22=1.50X10
6.答案:(1)7.5N,水平向左(2)7.5m/s2,水平向右
T
0.12
-m/s2
解析:(1)对小球受力分析,如图所示
=1.50m/s2
由物体的平衡条件有,水平方向Fsin
2.答案:(1)平衡摩擦力(2)C(3)1.302.00(4)C
37°-F6=ma
解析:(1)将长木板右端适当垫高,可以让小车重力的分
坚直方向F.c0s37°=mg
力与摩擦力平衡,从而控制小车受到的力,使得连接小车
代入数据解得Fa=37.5N,F6=7.5N,b
绳子的拉力就等于小车受到的合外力
绳拉力水平向左。
(2)电火花打点计时器是一种能够按照相同的时间间隔,
(2)当小车的加速度向右达到最大时有
在纸带上连续打点的仪器,它使用交流电源,由学生电源
F.sin37°=iam
F.c0s37°=g
mg
供电,工作电压为220V,故C正确,A、B错误
(3)由于匀变速直线运动中某一段的平均途度等于这一
联立解得am=7.5m/s2
段中间时刻的瞬时速度,又由于打点计时器打出的纸带
方向水平向右。
中每两点间的时间间隔是相同的,所以E点是DF的中
第25讲
力学单位制
间时刻,则有E=DF=
(53.99-28.02)×10-2
m/8≈
达标训练
0.2
1,30m/s。由逐差法可得小车从O到F运动的加速度大
1.答案:A
小为a=4=[(53.99-18.01)-18.01]×102
解析:普朗克常量
m/s
h=6.62607015×10-34kg·m2·s-1=6.62607015×
0.3
2.00m/s2.
10-84J·s,故A正确。
2.答案:B
(4)如果实验中长木板的右端垫得过高,木板倾角过大,
解析:根据做功公式W=FLcos0,可知功的单位为N·m,
则重力的分力大于摩擦力,即平衡摩擦过大,还为加砝
码,即蝇子拉力为零的情况,小车已经有一个较小的加速
故A错误:根据电场强度公式E=
,可知电场强度的单
度,开始做匀加速直线运动,即绘出的心F关系应为C
位为V/m,故B正确;根据磁通量公式亚=BS,可知磁通
图,故C正骑,A、B、D错误。
第24讲牛顿第二定律
量的单位为T·m己,故C错误;根据加速度公式a=
△t
达标训练
可知加速度的单位为m/s2,故D错误。
1,答案:D
3.答案:D
解析:由題意可知,由于物体B放在光滑的水平面上,因
解析:力学基本量是长度、质量、时间,故A错误:kg是基
此只要拉力F不是零,A、B将一起运动,所以当拉力0
本单位,N,m/s是导出单位,故B错误:根据牛顿第二定
F<12N时,A不会静止不动,A错误;若A、B能产生相
律衣达式可知:1N=1kg·m/s,故C错误;新闻中涉及
对滑动时,则有a=mA5=0.2×6X10
的11米、400吨和101,2秒中,米和秒是国际单位制中的
2
m/s=6m/s2,
基本单位,D正确
mB
对A、B整体,由牛顿第二定律可得产生相对滑动时最大
4,答案:ABC
拉力为F=(mA十mB)a=(6+2)X6N=48N,由此可
解析:国际单位制中七个基本单位是:米、千克、秒、安培、
知,在绳子承受的最大拉力20N范国内,无论拉力F多
开尔文、摩尔和坎德拉。本题选不属于国际单位制中的
基本单位,故A、B、C正确。
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