2017-2018学年高一物理沪科版必修一学业分层测评：第5章 5.2 探究加速度与力、质量的关系 学业分层测评（含答案）

学业分层测评(十六) (建议用时：45分钟) 1.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，为验证小车的质量m不变时加速度a与作用力F成正比，学生甲、乙、丙、丁分别选取四组小车的质量m及钩码的质量M做实验. 甲：m＝500 g，M分别为50 g、70 g、100 g、125 g 乙：m＝500 g，M分别为20 g、30 g、40 g、50 g 丙：m＝500 g，M分别为50 g、70 g、100 g、125 g丁：m＝500 g，M分别为30 g、40 g、50 g、60 g 若其他操作都正确，那么学生_____利用实验数据画出的a F图像较准确. 【解析】　牵引小车加速运动的重物为钩码，为使小车所受拉力近似等于钩码重力，应保持钩码重力远小于小车重力.据此分析以上4组数据可知，乙同学利用实验数据画出的图像较准确. 【答案】　乙2.下面是“探究加速度与力、质量的关系”实验步骤： ①用天平测出小车质量M和小盘质量m ②安装好打点计时器，在小车上装好纸带 ③调整长木板的倾斜程度 ④在小盘中加入适量的砝码m1 ⑤保持小车质量一定时，探究加速度与力的关系⑥保持小车所受拉力一定时，探究加速度与质量的关系 (1)步骤③的目的是_____. (2)步骤④中，要求小盘和砝码总质量(m＋m1)_____(填“远大于”、“远小于”或“等于”)小车质量M. (3)步骤⑤和⑥，表明该实验采用的科学方法是_____.　【解析】　(1)步骤③是为了平衡小车与木板、纸带与打点计时器间的摩擦力，使小车所受的合力等于小盘和砝码的重力. (2)步骤④中，要求小盘和砝码总质量(m＋m1)远小于小车的质量M. (3)该实验采用的是控制变量法. 【答案】　(1)平衡摩擦力 　(2)远小于　(3)控制变量法3.如图5 2 6所示为某同学所安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置，在图示状态下开始做实验，该同学的装置和操作中的主要错误是(至少写出三个错误): 图5 2 6 (1)_____. (2) _____. (3) _____. 【解析】　由图可知，本实验存在以下错误： ①长木板右端未垫高以平衡摩擦力(或没有平衡摩擦力)；②错用了直流电源(或应该用交流电)； ③牵引小车的细线与板不平行； ④开始实验时，小车离滑轮太近(或小车离打点计时器太远、牵引小车的细线太短)； ⑤钩码不能满足远小于小车质量的条件，应换用砂桶(只说换用桶不给分，必须说明原因才行) 【答案】　见解析 4.用图5 2 7(a)所示的实验装置验证牛顿第二定律. 　　　　　　(a)　　　　　　　　　　(b) 图5 2 7 ①某同学通过实验得到如图(b)所示的a F图像，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时_____.图中a0表示的是_____时小车的加速度. ②某同学得到如图5 2 8所示的纸带.已知打点计时器电源频率为50 Hz. A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点.Δs＝sDG－sAD＝_____ cm.由此可算出小车的加速度a＝_____m/s2(保留两位有效数字). 图5 2 8 【解析】　由图纵截距可知，作用力为零时就运动了，说明长木板的倾角过大；F＝0，说明未挂沙桶；位移差Δs＝sDG－sAD＝(6.50－2.60)cm－(2.60－0.50) cm＝1.80 cm；加速度a＝＝ m/s2＝5.0 m/s2. 【答案】　①长木板的倾角过大(能答到这个意思即可)　未挂砂桶　②1.80　5.0 5.(1)在探究加速度与力、质量关系的实验中，以下操作正确的是(　　) A.平衡摩擦力时，应将重物用细线通过定滑轮系在小车上 B.平衡摩擦力时，应将纸带连接在小车上并穿过打点计时器 C.每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力 D.实验时，应先放开小车，后接通电源 (2)表中是该实验所记录的部分数据. 组别 小车质量m/kg 受力F/N 加速度a/(m·s－2) 1 0.5 0.25 2 0.50 3 1.00 4 1.0 5 1.5 若利用1、2、3三组数据探究加速度与受力的关系，则2、3组数据中物体的质量分别为_____、_____；若利用3、4、5三组数据探究加速度与物体质量的关系，则4、5组数据中物体所受的力分别为_____、_____.　 【解析】　 ... ...