高考物理江蘇專版總復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)： 十二 實(shí)驗(yàn)三 含解析

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1、課時(shí)作業(yè)課時(shí)作業(yè) 十二十二實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三：加速度與物體質(zhì)量加速度與物體質(zhì)量、物體受力的物體受力的關(guān)系關(guān)系(限時(shí)：45 分鐘)(班級(jí)_姓名_)1某同學(xué)用圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究重物在下落過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)情況，其中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為交流電源，可以使用的頻率有 20 Hz、30 Hz 和 40 Hz，打出紙帶的一部分如圖(b)所示圖(a)圖(b)第 1 題圖該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有記錄交流電的頻率 f，需要用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和其他題給條件進(jìn)行推算(1)若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落，利用 f 和圖(b)中給出的物理量可以寫出：在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出 B 點(diǎn)時(shí)，重物下落的速度大小為_(kāi)，打出 C 點(diǎn)時(shí)重物下落的速度大小為_(kāi)

2、，重物下落的加速度大小為_(kāi)(2)已測(cè)得 s18.89 cm，s29.50 cm，s310.10 cm；當(dāng)重力加速度大小為 9.80 m/s2，實(shí)驗(yàn)中重物受到的平均阻力大小約為其重力的 1%.由此推算出 f 為_(kāi)Hz.2 某探究學(xué)習(xí)小組用如圖所示的方案測(cè)滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù) 在實(shí)驗(yàn)桌上固定一斜面，在斜面上距斜面底端擋板一定距離處放置一小滑塊，系住小滑塊的輕質(zhì)細(xì)線跨過(guò)光滑的定滑輪后系住一小球，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)剪斷細(xì)線后，小滑塊沿斜面向下運(yùn)動(dòng)與擋板相碰，小球自由下落與地面相碰，先后聽(tīng)到兩次碰撞的聲音反復(fù)調(diào)節(jié)擋板的位置，直到只聽(tīng)到一次碰撞的聲音 測(cè)得此情況下小滑塊距擋板的距離 x0.5 m，

3、距桌面距離 h0.3 m，小球下落的高度 H1.25 m，取 g10 m/s2.不考慮空氣的阻力，則：第 2 題圖(1)小滑塊與擋板碰前的速度大小為_(kāi)m/s.(2)滑塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式為_(kāi)(用所給物理量的符號(hào)表示)，代入數(shù)據(jù)得_3某實(shí)驗(yàn)小組在“探究加速度與物體受力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)出如下的實(shí)驗(yàn)方案，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示已知小車質(zhì)量 M214.6 g，砝碼盤質(zhì)量 m07.8 g，所使用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器交流電頻率 f50 Hz.其實(shí)驗(yàn)步驟是：甲A按圖中所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置；B調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長(zhǎng)木板向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)；C取下細(xì)繩和砝碼盤，記下砝碼盤中砝碼的質(zhì)量 m；D將

4、小車置于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器旁，先接通電源，再放開(kāi)小車，打出一條紙帶，由紙帶求得小車的加速度 a；E重新掛上細(xì)繩和砝碼盤，改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，重復(fù) BD 步驟，求得小車在不同合外力 F 作用下的加速度回答下列問(wèn)題：(1)按上述方案做實(shí)驗(yàn)， 是否要求砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量？_(選填“是”或“否”)(2)實(shí)驗(yàn)中打出的其中一條紙帶如圖乙所示，由該紙帶可求得小車的加速度 a_m/s2.乙(3)某同學(xué)將有關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)填入他所設(shè)計(jì)的表格中，如下表次數(shù)12345砝碼盤中砝碼的重力 F/N0.100.200.290.390.49小車的加速度 a/(ms2)0.881.441.842.382.89他根據(jù)表

5、中的數(shù)據(jù)畫(huà)出 aF 圖象(如圖丙)造成圖線不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一條最主要原因是_，從該圖線延長(zhǎng)線與橫軸的交點(diǎn)可求出的物理量是_，其大小為_(kāi)丙第 3 題圖4圖為測(cè)量物塊與水平桌面之間動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖實(shí)驗(yàn)步驟如下：第 4 題圖用天平測(cè)量物塊和遮光片的總質(zhì)量 M、重物的質(zhì)量 m；用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光片的寬度d；用米尺測(cè)量?jī)晒怆婇T之間的距離 s；調(diào)整輕滑輪，使細(xì)線水平；讓物塊從光電門 A 的左側(cè)由靜止釋放， 用數(shù)字毫秒計(jì)分別測(cè)出遮光片經(jīng)過(guò)光電門 A 和光電門 B 所用的時(shí)間tA和tB，求出加速度 a；多次重復(fù)步驟，求 a 的平均值a；根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出動(dòng)摩擦因數(shù).回答下列問(wèn)題：(1)物塊的加速度

6、a 可用 d、s、tA和tB表示為 a_；(2)動(dòng)摩擦因數(shù)可用 M、m、a和重力加速度 g 表示為_(kāi)；(3)如果細(xì)線沒(méi)有調(diào)整到水平，由此引起的誤差屬于_(選填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”)5某同學(xué)利用如圖(a)所示實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度 a 與鉤碼的質(zhì)量 m 的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖，如圖(b)所示實(shí)驗(yàn)中小車(含發(fā)射器)的質(zhì)量為 200 g，實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇了不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩和輕定滑輪，小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計(jì)算機(jī)得到回答下列問(wèn)題：第 5 題圖(1)根據(jù)該同學(xué)的結(jié)果，小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成_(選填“線性”或“非線性”)關(guān)系(2)由圖(b)可知，am 圖線不經(jīng)過(guò)原點(diǎn)，可能的原因

7、是_(3)若利用本實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證“在小車質(zhì)量不變的情況下，小車的加速度與作用力成正比”的結(jié)論，并直接以鉤碼所受重力 mg 作為小車受到的合外力，則實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采取的改進(jìn)措施是_，鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是_課時(shí)作業(yè)(十二)實(shí)驗(yàn)三：加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系 1.(1)f2(s1s2)f2(s2s3)f22(s3s1)(2)40【解析】 (1)由于重物勻加速下落， B 點(diǎn)的速度 vB等于 AC 段的平均速度， 即 vBs1s22T由于 T1f，故 vBf2(s1s2)同理可得 vCf2(s2s3)勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度 avt故 avcvBTf2(s2s3)(s1z2)1ff22(s3s1)(2

8、)重物下落的過(guò)程中，由牛頓第二定律可得mgF阻ma由已知條件 F阻0.01mg解得 a0.99gf2as3s140 Hz2(1)2(2)Hhx2H x2h20.25【解析】(1)同時(shí)聽(tīng)到聲音說(shuō)明小球與小滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，設(shè)都為 t，由小球做自由落體運(yùn)動(dòng)有 H12gt2，解得 t2Hg0.5 s，則小滑塊與擋板碰撞時(shí)的速度為 v2xt2 m/s.(2)對(duì)滑塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有 x12at2由牛頓第二定律得 mgsinmgcosma由幾何關(guān)系得 sinhx，cosx2h2x聯(lián)立以上各式解得Hhx2H x2h2代入數(shù)值解得0.25.3(1)否(2)0.88(3)在計(jì)算小車所受的合外力時(shí)未計(jì)入砝碼盤

9、的重力(只要涉及“未考慮砝碼質(zhì)量的因素”就算正確)砝碼盤的重力0.08 N【解析】(1)小車加速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的合外力即為砝碼和砝碼盤的總重力，而實(shí)驗(yàn)中的研究對(duì)象是小車，因此，實(shí)驗(yàn)中不必使砝碼及砝碼盤的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量(2)a(8.647.75)(6.876.00)40.12102m/s20.88 m/s2.(3)實(shí)驗(yàn)中本應(yīng)有(m0m)gMa，由于實(shí)驗(yàn)中未計(jì)入砝碼盤的質(zhì)量 m0，測(cè)得的圖象與真實(shí)圖象相比沿 F 軸左移 m0g，圖象將不過(guò)原點(diǎn)由圖象及上述分析可知，m0g0.08 N.4(1)12s(dtB)2(dtA)2(2)mg（Mm）aMg(3)系統(tǒng)誤差【解析】(1)遮光片經(jīng)過(guò)光電門 A 和

10、 B 的平均速度分別表示 A、B 位置的瞬時(shí)速度，vAdtA，vBdtB，又由速度位移公式得：av2Bv2A2s12s(dtB)2(dtA)2(2)對(duì)遮光片、物塊和重物由牛頓第二定律得：FMgMa，mgFma，即mgMg(Mm)a，所以mg（Mm）aMg.(3)如果細(xì)線沒(méi)有調(diào)整到水平，由此引起的誤差是實(shí)驗(yàn)原理不完善引起的系統(tǒng)誤差5(1)非線性(2)存在摩擦力(3)調(diào)節(jié)軌道的傾斜度以平衡摩擦力遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量【解析】(1)由題圖可知小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成非線性關(guān)系(2)am 圖線不經(jīng)過(guò)原點(diǎn)，在 m 軸上有截距，即掛上小鉤碼后小車加速度仍為零，可能的原因是存在摩擦力(3)本實(shí)驗(yàn)直接以鉤碼所受重力 mg 作為小車受到的合外力，則應(yīng)采取的措施是調(diào)節(jié)軌道的傾斜度以平衡摩擦力，鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量