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2019年高中物理 第4單元 第2-3節(jié) 影響加速度的因素 探究物體運動與受力的關(guān)系課后知能檢測 粵教版必修1 1．(雙選)放在光滑水平面上的物體，在水平方向的兩個平衡力作用下處于靜止狀態(tài)．若其中一個力逐漸減小到零后，又逐漸恢復(fù)到原值，則該物體的運動情況是(　　) A．速度先增大，后減小 B．速度一直增大，直到某個定值 C．加速度先增大，后減小到零 D．加速度一直增大到某個定值 【解析】　當其中一個力逐漸減小時，合力逐漸增大，產(chǎn)生的加速度逐漸增大，速度由零逐漸增大，當此力再逐漸恢復(fù)原值的過程中，合外力逐漸減小，產(chǎn)生的加速度逐漸減?。捎诩铀俣确较蚺c速度方向一致，所以速度一直增大，當合外力再減為零時，速度達到最大值． 【答案】　BC 2．物體放在足夠長的光滑木板一端，在將木板一端抬起的過程中，物體的加速度將(　　) A．不變　　　　　　　　 B．增大 C．減小 D．先變大后不變 【解析】　物體受重力和支持力的作用，合力沿木板平面向下，在將木板抬起的過程中，物體質(zhì)量不變，合外力逐漸增大，加速度逐漸增大．當木板豎直后，合外力不變，質(zhì)量不變，加速度不變，因此，加速度先變大后不變． 【答案】　D 3．(雙選)如圖4－2－11所示是根據(jù)探究加速度與力的關(guān)系的實驗數(shù)據(jù)描繪的a－F圖象，下列說法正確的是(　　) 圖4－2－11 A．三條傾斜直線所對應(yīng)的小車和砝碼的質(zhì)量相同 B．三條傾斜直線所對應(yīng)的小車和砝碼的質(zhì)量不同 C．直線1所對應(yīng)的小車和砝碼的質(zhì)量最大 D．直線3所對應(yīng)的小車和砝碼的質(zhì)量最大 【解析】　由圖象知F相同時，對應(yīng)的加速度大小a1＞a2＞a3，根據(jù)F相同時，加速度與質(zhì)量成正比，所以m1＜m2＜m3，故選BD. 【答案】　BD 4．某學(xué)生在做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗時，在平衡摩擦力時把長木板的一端墊得過高，使得傾角偏大，他所得到的a－F關(guān)系可用下圖中哪一圖線表示(a是小車加速度，F(xiàn)是細繩作用于小車的拉力)(　　) 【解析】　當木板墊得傾角偏大時，mgsin θ＞μmgcos θ，這樣，即使不懸掛砝碼和小盤，小車也會產(chǎn)生加速度．故選C. 【答案】　C 5．如圖4－2－12所示，在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的演示實驗中，若1、2兩個相同的小車所受拉力分別為F1、F2，車上所放砝碼的質(zhì)量分別為m1、m2，打開夾子后經(jīng)過相同的時間兩車的位移分別為s1、s2，則在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，有(　　) 圖4－2－12 A．當m1＝m2、F1＝2F2時，s1＝2s2 B．當m1＝m2、F1＝2F2時，s2＝2s1 C．當m1＝2m2、F1＝2F2時，s1＝2s2 D．當m1＝2m2、F1＝2F2時，s2＝2s1 【解析】　題中m1和m2是車中砝碼的質(zhì)量，決不能認為是小車的質(zhì)量．本題中只說明了兩小車是相同的，并未告訴小車的質(zhì)量是多少．當m1＝m2時，兩車加砝碼后質(zhì)量仍相等，若F1＝2F2，則a1＝2a2，由s＝at2，得s1＝2s2，A正確．若m1＝2m2時，無法確定兩車加砝碼后的質(zhì)量關(guān)系，兩小車的加速度關(guān)系也就不清楚．故無法判定兩車的位移關(guān)系． 【答案】　A 6．甲、乙兩個實驗小車，在同樣的合外力作用下，甲車產(chǎn)生的加速度是1.5 m/s2，乙車產(chǎn)生的加速度是4.5 m/s2，甲車的質(zhì)量m甲和乙車的質(zhì)量m乙之比為(　　) A．1∶3 B．3∶1 C．1∶1 D．無法確定 【解析】　在同樣的合外力作用下物體的加速度與它的質(zhì)量成反比.＝＝＝3，故B項正確． 【答案】　B 7．(雙選)如圖4－2－13所示，A、B兩條直線是在A、B兩地分別用豎直向上的力F拉質(zhì)量分別為mA和mB的兩個物體得出的加速度a與力F之間的關(guān)系圖線，分析圖線可知(　　) 圖4－2－13 A．比較兩地的重力加速度，有g(shù)A＞gB B．比較兩物體的質(zhì)量，有mA＜mB C．比較兩地的重力加速度，有g(shù)A＝gB D．比較兩物體的質(zhì)量，有mA＞mB 【解析】　A和B的圖象與縱坐標相交于同一點，說明兩物體在不受F只受重力的作用下，它們的加速度相同，即兩地的重力加速度相同，C正確；由A和B的圖象和橫坐標相交于不同點，說明兩物體在平衡狀態(tài)時F的大小不同，A物體受到的力F小，表明A受的重力小，即A的質(zhì)量小于B的質(zhì)量，B正確． 【答案】　BC 8．如圖4－2－14所示為“用DIS(位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機)研究加速度與力的關(guān)系”的實驗裝置． 圖4－2－14 (1)在該實驗中必須采用控制變量法，應(yīng)保持______不變，用鉤碼所受的重力作為________．用DIS測小車的加速度． (2)改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量，在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出a－F關(guān)系圖線(如圖4－2－15所示) 圖4－2－15 ①分析此圖線的OA段可得出的實驗結(jié)論是____________________________________________________________________. ②此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是(　　) A．小車與軌道之間存在摩擦 B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài) C．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大 D．所用小車的質(zhì)量太大 【解析】　(1)先保持小車的總質(zhì)量不變，用鉤碼所受的重力作為小車所受的合外力，用DIS測加速度 (2)①OA段為直線，說明在質(zhì)量不變的條件下，加速度與外力成正比． ②對此系統(tǒng)而言，當小車質(zhì)量不遠大于鉤碼總質(zhì)量時，a與F不成正比，即僅C正確． 【答案】　(1)小車總質(zhì)量　小車所受合外力 (2)①在質(zhì)量不變時，加速度與外力成正比?、贑 9．下表是探究牛頓第二定律實驗所得到的數(shù)據(jù). 質(zhì)量m/kg 受力F/N 加速度a/(ms－2) 1 0.5 0.25 2 0.50 3 1.00 4 1.0 5 1.5 若利用前三組數(shù)據(jù)探究加速度與受力的關(guān)系，則2、3組數(shù)據(jù)中物體的質(zhì)量分別為________、________；若利用后三組數(shù)據(jù)探究加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系，則4、5組數(shù)據(jù)中物體所受的力分別為________、________． 【解析】　探究加速度與受力的關(guān)系，應(yīng)保持質(zhì)量不變，因此2、3組質(zhì)量應(yīng)與第1組質(zhì)量相同；探究加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系時，應(yīng)保持物體的受力不變，即4、5組受力應(yīng)與第3組受力相同． 【答案】　0.5 kg　0.5 kg　1.00 N　1.00 N 10．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，我們得到了如圖4－2－16所示的兩個實驗圖象甲、乙，描述加速度與力的關(guān)系的圖象是______，另一圖象描述的是________的關(guān)系． 甲　　　　　 　　乙 圖4－2－16 【解析】　在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，利用控制變量法探究得出：在力F一定時，a與m成反比；在質(zhì)量m一定時，a與F成正比．由圖可知甲是正比例函數(shù)圖象，乙是反比例函數(shù)圖象，所以甲是a－F圖象，乙是a－m圖象． 【答案】　甲　加速度和質(zhì)量 11．(xx廣東汕頭高一期末)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中 (1)打出的一條紙帶如圖4－2－17(a)所示，相鄰計數(shù)點間的距離x1＝1.17 cm、x2＝1.87 cm、x3＝2.48 cm、x4＝3.14 cm、x5＝3.80 cm、x6＝4.44 cm.則可計算出小車的加速度a＝________ m/s2.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字．) 　　　　 　(a) (b) 　　 (c) 圖4－2－17 (2)某同學(xué)在保持小車質(zhì)量不變的前提下，根據(jù)測量的數(shù)據(jù)得出小車的a－F關(guān)系圖象如圖4－2－17(b)所示，造成這一結(jié)果的原因可能是__________________________________________________________________． (3)甲和乙兩位學(xué)生各自獨立完成實驗，利用實驗測量的數(shù)據(jù)在同一個圖象中得出a－F的關(guān)系分別如圖4－2－17(c)中甲、乙所示，這一結(jié)果表明兩位同學(xué)做實驗時的哪個物理量不同？并比較其大小關(guān)系． _____________________________________________________________. 【解析】　(1)由勻變速直線運動相鄰相等時間內(nèi)的位移之差為常數(shù)，即Δx＝at2可求． a＝ ＝ m/s2 ＝0.651 m/s2. (2)由于沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠，當沙桶的重力比較小時，小車不動，因此有一定拉力時，加速度仍為零． (3)由圖象可知，當力相同時a甲＞a乙，說明甲的質(zhì)量小于乙的質(zhì)量． 【答案】　(1)0.651 (2)沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠 (3)兩小車及車上的砝碼的質(zhì)量不同，且m甲＜m乙 12．(xx北京昌平區(qū)高一期末)在“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”實驗中．某小組設(shè)計了如圖4－2－18所示的實驗裝置．圖中上、下兩層水平軌道表面光滑，兩小車前端系上細線，細線跨過定滑輪并掛上砝碼盤，兩小車尾部細線連到控制裝置上，實驗時通過控制裝置使小車同時開始運動，然后同時停止． 圖4－2－18 (1)在安裝實驗裝置時，應(yīng)調(diào)整滑輪的高度，使____________． (2)在實驗時，為減小系統(tǒng)誤差，應(yīng)使砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量________小車的質(zhì)量(選填“遠大于”“遠小于”或“等于”)． (3)本實驗通過比較兩小車的位移來比較小車加速度的大小，能這樣比較，是因為____________________________________________________________． 【解析】　為了實驗結(jié)果更為準確，減小實驗誤差，在安裝實驗裝置時，應(yīng)調(diào)整滑輪的高度，使細線水平；此時小車的質(zhì)量遠大于砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量，目的是讓砝碼盤和砝碼的總重力大小等于小車所受的拉力大??；在兩車的運動時間相等的情況下，據(jù)x＝at2知，x越大，a越大． 【答案】　(1)小車與滑輪之間的細線水平(或與軌道平行) (2)遠小于 (3)兩車從靜止開始做勻加速直線運動，且兩車的運動時間相等，據(jù)x＝at2知，x與a成正比 【備課資源】(教師用書獨具) 在體育競技比賽中，標槍和鉛球的世界紀錄為什么不同？ 標槍和鉛球的世界紀錄是指標槍或鉛球的最大位移，可利用控制變量法，綜合考慮物體的質(zhì)量，運動員的體力及技巧等多方面的因素． 體育比賽中標槍和鉛球一個很重要的區(qū)別在于標槍的質(zhì)量要比鉛球的質(zhì)量小得多．如果一個運動員在將標槍或鉛球投擲出去的過程中對標槍或鉛球的推力是一樣的．那么，標槍的加速度比鉛球的加速度要大得多．所以，在運動員將標槍或鉛球擲出去時，標槍的速度要比鉛球的速度大，而且標槍飛行的最大高度比鉛球飛行的最大高度要高，使得標槍的飛行時間大于鉛球的飛行時間．因而，在比賽中標槍的飛行距離比鉛球的飛行距離要大．所以，標槍和鉛球的世界紀錄是不同的．