高中物理第四章第二节4.2实验：探究加速度与力、质量关系同步练习(新人教版必修1)

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2019_2020学年高中物理第四章第2节实验：探究加速度与力、质量的关系练习(含解析)新人教版必修1

实验：探究加速度与力、质量的关系1．(多选)如图所示是根据探究加速度与力的关系的实验数据描绘的a－F 图象，下列说法中正确的有( )A ．3条倾斜直线所对应的小车和砝码的质量相同B ．3条倾斜直线所对应的小车和砝码的质量不同C ．直线1所对应的小车和砝码的质量最大D ．直线3所对应的小车和砝码的质量最大解析：选BD.由图象知F 相同时，对应的加速度大小关系为a 1＞a 2＞a 3，根据F 相同时，加速度与质量成反比知，m 1＜m 2＜m 3.2.如图所示，在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F 1、F 2，车中所放砝码的质量分别为m 1、m 2，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x 1、x 2，则在实验误差允许的范围内，有( ) A ．当m 1＝m 2、F 1＝2F 2时，x 1＝2x 2 B ．当m 1＝m 2、F 1＝2F 2时，x 2＝2x 1 C ．当F 1＝F 2、m 1＝2m 2时，x 1＝2x 2 D ．当F 1＝F 2、m 1＝2m 2时，x 2＝2x 1解析：选A.题中m 1和m 2是车中砝码的质量，决不能认为是小车的质量．本题中只说明了两小车是相同的，并未告诉小车的质量是多少．当m 1＝m 2时，两车加砝码后质量仍相等，若F 1＝2F 2，则a 1＝2a 2，由x ＝12at 2得x 1＝2x 2，A 对，B 错；当m 1＝2m 2时，无法确定两车加砝码后的质量关系，两小车的加速度关系也就不清楚，故无法断定两车的位移关系，C 、D 错．3．通过小车在拉力作用下的加速运动，来探究加速度、力、质量三者之间的关系．下列说法中符合实际的是( )A ．通过同时改变小车的质量m 及受到的拉力F ，能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系B ．通过保持小车的质量不变，只改变小车受到的拉力，就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系C ．通过保持小车受力不变，只改变小车的质量，就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系D ．先不改变小车的质量，研究加速度与力的关系；再不改变小车受到的拉力，研究加速度与质量的关系；最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系解析：选D.探究加速度与力、质量的关系时，先使质量不变，研究加速度与力的关系；再使受到的拉力不变，研究加速度与质量的关系；最后总结出加速度、力、质量三者之间的关系．所以，只有选项D 正确．4．(2019·莱州高一月考)某实验小组设计了如图甲所示的实验装置，“探究物体的加速度与受力的关系”，通过改变重物的质量，利用传感器可得到滑块运动的加速度a 和所受拉力F ，而后作出a －F 关系图象．他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a －F 图线，如图乙所示．由图象可知图线Ⅱ不过坐标原点的原因是______________；滑块和加速度传感器的总质量M ＝________kg.甲乙解析：图线Ⅱ不过坐标原点的原因是轨道倾角太大，滑块的重力沿斜轨道方向的分力较大，平衡了滑块与轨道间的摩擦力后还产生了加速度，即不加拉力F 时，滑块已经有了加速度．由题图乙可得图线斜率k ＝2 kg －1，由k ＝1M可得，M ＝0.5 kg.答案：轨道倾角太大 0.55．(2019·淄博高一检测)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中： (1)当质量m 一定时，a 与F 合成________；当力F 一定时，a 与M 成________．(2)如图所示为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置图，以下做法正确的是________．A ．平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上B ．本实验中探究的方法是控制变量法C ．实验时，先放开小车，后接通电源D ．“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足，对探究结果也不会产生影响解析：(1)当质量m 一定时，a 与F 合成正比；当力F 一定时，a 与M 成反比．(2)平衡摩擦力时，应使小车在不受拉力作用的情况下拖动纸带做匀速直线运动，A 错；实验中采用了控制变量法，即研究加速度与合力关系时控制小车质量不变，研究加速度与小车质量关系时控制拉力不变，B 对；实验时，先接通电源打点，后放开小车拖动纸带运动，C 错；为减小实验误差，实验时必须做到重物的质量远小于小车的质量，D 错．答案：(1)正比反比 (2)B6．某同学设计了如图甲所示的装置来探究加速度与力的关系．弹簧测力计固定在一合适的木块上，桌面的右边缘固定一个光滑的定滑轮，细绳的两端分别与弹簧测力计的挂钩和矿泉水瓶连接．在桌面上画出两条平行线P 、Q ，并测出间距d .开始时将木块置于P 处，现缓慢向瓶中加水，直到木块刚刚开始运动为止，记下弹簧测力计的示数F 0，以此表示滑动摩擦力的大小．再将木块放回原处并按住，继续向瓶中加水之后，记下弹簧测力计的示数F ，然后释放木块，并用秒表记下木块从P 运动到Q 处的时间t .(1)木块的加速度可以用d 和t 表示，为a ＝________．(2)改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a 与弹簧测力计示数F 的关系．图乙中能表示该同学实验结果的是________．(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是________． A ．可以改变滑动摩擦力的大小 B ．可以更方便地获取更多组实验数据 C ．可以获得更大的加速度以提高实验精度解析：(1)由d ＝12at 2可得：a ＝2dt 2.(2)因为F －F 0＝ma ，故a ＝1m F －F 0m，C 选项正确．(3)挂钩码的方法不能连续改变细绳拉力大小，因此不能准确测出摩擦力的大小，也不利于获得多组测量数据，故B 正确．答案：(1)2dt2 (2)C (3)B7．(2019·兰州高一检测)在“探究加速度与力、质量的关系”这一实验中：(1)甲、乙两位同学根据实验数据画出的小车的加速度a 与小车所受拉力F 的图象分别为图(a)中的直线Ⅰ和直线Ⅱ，直线Ⅰ、Ⅱ在纵轴或横轴上的截距较大，明显超出了误差范围，下面给出了关于形成这两种情况原因的四种解释，其中可能正确的是________． A ．实验前甲同学没有平衡摩擦力B ．甲同学在平衡摩擦力时把长木板的末端抬得过高了C ．实验前乙同学没有平衡摩擦力D ．乙同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了(2)如图(b)给出了该次实验中从O 点开始，每5个点取一个计数点的纸带(频率为50 Hz)，其中1，2，3，4，5都为计数点，其中x 1＝1.41 cm ，x 2＝1.91 cm ，x 3＝2.39 cm ，x 4＝2.91 cm.由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度v 4＝________m/s ，小车的加速度a ＝________m/s 2.解析：(1)Ⅰ直线表明在小车的拉力为0时，小车的加速度大于0，即合外力大于0，说明平衡摩擦力过度，即把长木板的末端抬得过高了，故A 错误，B 正确；Ⅱ直线说明在拉力大于0时，小车的加速度为0，即合外力为0，说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，也就是没有将长木板的末端抬高或抬高不够，故C 正确，D 错误．(2)每5个点取一个计数点的纸带，相邻的计数点间的时间间隔T ＝0.1 s ，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，得v 4＝0.023 9＋0.029 12×0.1m/s ＝0.265 m/s.根据匀变速直线运动的推论公式Δx ＝aT 2可以求出加速度的大小，得：x 3－x 1＝2a 1T 2，x 4－x 2＝2a 2T 2.为了更加准确地求解加速度，我们对两个加速度取平均值，得：a ＝12(a 1＋a 2)＝0.029 1＋0.023 9－0.019 1－0.014 14×0.01 m/s 2＝0.495 m/s 2.答案：(1)BC (2)0.265 0.4958．(2019·大连高一检测)如图为用拉力传感器(能测量拉力的仪器)和速度传感器(能测量瞬时速度的仪器)探究“加速度与物体受力的关系”的实验装置．用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，在长木板上相距L ＝48.0 cm 的A 、B 两点各安装一个速度传感器，分别记录小车到达A 、B 时的速率．(1)实验主要步骤如下：①将拉力传感器固定在小车上．②平衡摩擦力，让小车在不受拉力时做______________运动．③把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；为保证细线的拉力不变，必须调节滑轮的高度使______________．④接通电源后自C 点释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力F 的大小及小车分别到达A 、B 时的速率v A 、v B .⑤改变所挂钩码的数量，重复④的操作．(2)下表中记录了实验测得的几组数据，v 2B －v 2A 是两个速度传感器记录速率的平方差，则加速度的表达式a ＝________；请将表中第4次的实验数据填写完整(结果保留三位有效数字)．(3)由表中数据，在坐标纸上作出a －F 关系图线．(4)对比实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已画出理论图线)．造成上述偏差的原因除了拉力传感器读数可能偏大外，还可能是________________________________________________________________________．解析：(1)②平衡摩擦力完成的依据是小车在不受拉力作用时恰好做匀速直线运动． ③为保证细线的拉力不变，细线必须与长木板平行．(2)由匀变速直线运动速度与位移的关系v 2B －v 2A ＝2aL 可得，a ＝v 2B －v 2A 2L.将v 2B －v 2A ＝4.65 m 2/s 2，L ＝0.48 m 代入后，可得a ≈4.84 m/s 2.(3)如图所示．(4)由作出的a －F 图象可知，当拉力F 已经大于0时，小车的加速度仍然为0，故可能的原因是没有完全平衡摩擦力．答案：(1)②匀速直线 ③细线与长木板平行(2)v 2B －v 2A 2L4.84(4.83～4.85之间也算对)(3)见解析 (4)没有完全平衡摩擦力。

4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系-同步练习(含解析)—【新教材】人教版高中物理必修第一册

4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系一、单选题1.图（a）为“利用DIS研究小车加速度与力的关系”的实验装置，阻力忽略不计，得到a-F的关系如图（b）所示。

则实验过程中需满足的条件为（）A.小车质量较大且不变B.小车质量较小且不变C.钩码质量较大且不变D.钩码质量较小且不变2.实验室用滑轮、小车、打点计时器、砂桶、细线、纸带等实验器材组成如图所示实验装置可以完成多个力学实验，利用该装置进行如下实验时，以下说法正确的是（）A.在“研究匀变速直线运动”时必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力影响B.在“研究匀变速直线运动”时必须使砂和砂桶总质量远小于小车的质量C.在“探究加速度a与小车质量M关系”时每次改变小车质量之后要重新平衡摩擦力D.在“探究加速度a与力F关系”时要调整滑轮高度使连接小车细线与木板平行3.下列器材中，“探究求合力的方法”和“探究加速度和力、质量的关系”实验都需要用到的是（）（填写字母）A. B. C. D.4.某小组利用如图所示的实验装置做“探究加速度与力、物体质量关系”的实验．实验中平衡摩擦力后，他们还调节木板上定滑轮，使牵引小车的细线与木板平行，这样做的目的是（）A.避免小车在运动过程中发生抖动B.使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C.保证小车最终能够做匀速直线运动D.使细线拉力等于小车受到的合力5.某学生做“验证牛顿第二定律”的实验在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大。

他所得到的a-F关系可用下列哪根图线表示？图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力。

（）A. B. C. D.6.“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示。

实验时小刚同学将长木板平放在水平桌面上，并利用安装在小车上的拉力传感器测出细线的拉力，保持小车的质量不变，改变钩码的个数，得到多组数据，从而确定小车加速度a与细线拉力F的关系。

图乙中符合小刚的实验结果的是（）A. B.C. D.7.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中：某组同学用如图所示装置，采用控制变量的方法，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到的力的关系，下列措施中正确的是（）①首先要平衡摩擦力，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力②平衡摩擦力的方法就是，在砂桶中添加砝码，使小车能匀速滑动③每次改变拉小车的拉力后都需要重新平衡摩擦力④实验中通过在砂桶中增加砝码来改变小车受到的拉力⑤实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源⑥实验中绳子拉力方向跟平板平行A.①④⑤B.②③⑥C.①③⑥D.①④⑥8.在研究加速度a和力F、质量m的关系时，应用的是（）A.控制变量法B.等效替代法C.理论推导法D.理想实验法二、多选题9.利用如图所示的实验装置探究相关的力学实验，下列说法错误的是（）A.“探究速度随时间变化规律”的实验中，不需要平衡摩擦力B.探究“功和速度变化关系”的实验中，只打出一条纸带不能进行探究C.探究”加速度和力、质量的关系”实验中，物块的质量应远小于小车和砝码的总质量D.利用该实验装置，只要平衡摩擦力，就可以用来“探究机械能守恒定律”实验10.在利用打点计时器和小车来做“验证牛顿运动定律”的实验时，下列说法中正确的是A.平衡摩擦力时，应将砝码及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上B.连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行C.平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动D.小车释放前应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车11.如图所示是某同学根据实验数据画出的图象，下列说法中正确的是()A.形成图甲的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小B.形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大C.形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小D.形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大12.在《验证牛顿第二定律》的实验中，在研究作用力一定时加速度与质量成反比的结论时，下列说法中正确的是（）A.平衡摩擦力时，应将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上B.每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力C.实验时，先放接通打点计时器电源，再立刻放开小车D.小车运动的加速度，可从天平测出装砂小桶和砂的质量m及小车质量M，直接用公式a= 求出（m<<M）13.小明用如图所示装置研究加速度与力的关系，图中带滑轮的长木板水平放置于桌面，拉力传感器可直接显示所受到的拉力大小．实验时，下列操作必要且正确的是________。

高中物理第四章2实验：探究加速度与力、质量的关系练习新人教版必修Word版

第四章牛顿运动定律2 实验：探究加速度与力、质量的关系1．如图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)：(1)____________________________________________________(2)____________________________________________________(3)____________________________________________________解：由图可知，本实验存在以下错误：长木板右端未垫高以平衡摩擦力(或没有平衡摩擦力)；错用了直流电源(或应该用交流电)；牵引小车的细线与板不平行；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)；钩码不能满足远小于小车质量的条件，应换用沙桶．(只说换用桶不给分，必须说明原因才行)答案：(1)长木板右端未垫高以平衡摩擦力(2)错用了直流电源(3)牵引小车的细线与板不平行2．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，渗透了研究问题的多种科学方法：(1)实验环境的等效法：__________________________________；(2)实验条件设计的科学方法：____________________________；(3)实验原理的简化：___________________________________，即当小车质量M车≫m沙时，细绳对小车的拉力大小近似等于沙及桶的总重力m沙g；(4)实验数据处理的科学方法：___________________________；(5)由a-M车图象转化为a-1M车图象，所用的科学方法：________.(以上各题均选填“理想实验法”“图象法”“平衡摩擦力法”“化曲为直法”“控制变量法”或“近似法”)解析：(1)由于小车运动受到摩擦阻力，所以要进行平衡摩擦力，以减小实验误差，称为平衡摩擦力法；(2)在探究加速度、力与质量三者关系时，先保持其中一个量不变，来探究其他两个量之间的关系，称为控制变量法；(3)当小车质量M车≫m沙时，细绳对小车的拉力大小近似等于沙及桶的总重力m沙g，称为近似法；(4)通过图象研究实验的结果，称为图象法；(5)在作图时，由a-M车图象转化为a-1M车图象，使图线由曲线转化为直线，称为化曲为直法．答案：(1)平衡摩擦力法(2)控制变量法(3)近似法(4)图象法(5)化曲为直法3．在“探究加速度与力、质量的关系”实验时，已提供了小车、一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线．为了完成实验，还须从图中选取实验器材，其名称是________________________(漏选或全选得零分)，并分别写出所选器材的作用_____________________________________________________________________________________________________.解析：电磁打点计时器用来打点计时，以便测定加速度，要配备4～6 V 学生电源(交流电源)为其供电，通过改变砝码个数来改变拉力大小；钩码放在小车上用来调节小车质量，也可用电火花计时器来代替学生电源和电磁打点计时器，因为电火花计时器使用220 V 交流电，不使用学生电源．答案：学生电源、电磁打点计时器、钩码、砝码(或电火花计时器、钩码、砝码) 学生电源为电磁打点计时器提供交流电源；电磁打点计时器(电火花计时器)记录小车的位置和时间；钩码用以改变小车的质量；砝码用以改变小车受到拉力的大小．还可以用于测量小车的质量 4．在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，计算出各纸带的加速度后，将测得的反映加速度a 和F 关系的有关数据记录在表1中，将测得的反映加速度a 和质量M 关系的有关数据记录在表2中．表1a /(m ·s －2) 1.98 4.06 5.95 8.12 F /N1.002.003.004.00 表2a /(m ·s －2)2.04 2.663.23 3.98 1M/kg －10.500.670.801.00(1)根据表中所列数据，分别画出a -F 和a -1M图象．(2)从图象可以判定：当M 一定时，a 与F 的关系为________；当F 一定时，a 与M 的关系为________．(3)由a -F 图象可知M ＝________．(4)由a -1M图象可知，F ＝______．(保留一位有效数字)解析：(1)描点连线，得a -F 、a -1M图象如图甲和图乙所示．图甲图乙(2)从图象可以看出，当M 一定时，a 与F 成正比例关系；当F 一定时，a 与M 成反比例关系． (3)由a -F 图象可知，M 为图线的斜率的倒数，则M ＝0.5 kg. (4)由a -1M图象可知，F 为图线的斜率，则F ＝4 N.答案：(1)图见解析 (2)正比例关系反比例关系 (3)0.5 kg (4)4 N 5.某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系．弹簧测力计固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧测力计的挂钩和矿泉水瓶连接．在桌面上画出两条平行线MN 、PQ ，并测出间距d .开始时将木板置于MN 处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧测力计的示数F 0，以此表示滑动摩擦力的大小．再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧测力计的示数F 1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ 处的时间t .(1)木板的加速度可以用d 、t 表示为a ＝________；为了减少测量加速度的偶然误差可以采用的方法是(一种即可)_____________________________________________________________________.(2)改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a 与弹簧测力计示数F 1的关系．下列图象能表示该同学实验结果的是________．(3)(多选)用加水的办法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是________． A ．可以改变滑动摩擦力的大小B ．可以更方便地获取多组实验数据C ．可以比较精确地测出摩擦力的大小D ．可以获得更大的加速度以提高实验精度解析：(1)由d ＝12at 2可知a ＝2dt2；减少偶然误差的方法是多次测量取平均值．(2)图象不过原点，刚要运动时，F 1＝F 0；随F 1增大，系统加速度增加且趋于重力加速度g ，故选C.(3)加水法的优点是可以更方便地获得多组实验数据以及可以较精确地测出滑动摩擦力的大小，故选B 、C.答案：(1)2dt2 保持F 1不变，重复实验多次测量，求平均值 (2)C (3)BC（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）。

人教版高一物理必修1 第四章4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系同步练习(带答案)

实验：探究加速度与力、质量的关系同步练习一、单选题1.图甲是用来探究加速度和力之间关系的实验装置示意图，图乙是其俯视图．两个相同的小车，放在比较光滑的水平板上(摩擦力很小，可以略去)，前端各系一条细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里可放砝码．两个小车后端各系一条细线，细线后端用夹子固定，打开夹子，小盘和砝码牵引小车运动，合上夹子，两小车同时停止．用刻度尺测出两小车通过的位移，则位移之比就等于它们的加速度之比．为了探究加速度大小和力大小之间的关系，下列说法中正确的是()A. 使小盘和砝码的总质量尽可能等于小车质量B. 若将小车放在粗糙水平板上，对实验结果没有影响C. 位移之比等于加速度之比是因为小车的位移与加速度成正比D. 可在两小盘内放置相同质量的砝码，在两小车内放置不同质量的砝码进行实验2.关于“探究加速度与力、质量的关系”实验，下列说法中正确的是()A. 本实验采用的方法是控制变量法B. 探究加速度与质量的关系时，应该改变拉力的大小C. 探究加速度与力的关系时，作a−F图象应该用线段依次将各点连接起来D. 探究加速度与质量的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a−M图象3.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图所示的装置．下列说法中正确的是()A. 垫高长木板一端，调节倾角，直到小车在托盘和砝码的拉动下做匀速直线运动，以平衡小车运动中受到的摩擦力B. 在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量C. 在探究加速度a与拉力F的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a−1F 图象D. 当小车的质量远大于托盘和砝码的总质量时，可以近似认为细线对小车的拉力大小等于托盘和砝码的总重力大小4.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，为了消除打点计时器和木板对小车阻力的影响，关于该操作环节，下列四种装置图中正确的是A.B.C.D.5.某同学采用如图1所示的装置探究物体的加速度与所受合力的关系．用砂桶和砂的重力充当小车所受合力F；通过分析打点计时器打出的纸带，测量加速度a.分别以合力F和加速度a作为横轴和纵轴，建立坐标系．根据实验中得到的数据描出如图2所示的点迹，结果跟教材中的结论不完全一致．该同学列举产生这种结果的可能原因如下：(1)在平衡摩擦力时将木板右端垫得过高；(2)没有平衡摩擦力或者在平衡摩擦力时将木板右端垫得过低；(3)测量小车的质量或者加速度时的偶然误差过大；(4)砂桶和砂的质量过大，不满足砂桶和砂的质量远小于小车质量的实验条件．通过进一步分析，你认为比较合理的原因可能是()A. (1)和(4)B. (2)和(3)C. (1)和(3)D. (2)和(4)6.某同学在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，当保持物体所受的力相同时，测量不同质量的物体在这个力作用下的加速度，设物体的质量为m，加速度为a，得到如图所示的a−1mA. a与m成正比B. a与m成反比C. a与m 2成正比D. a与m 2成反比7.下列实验操作，正确的是()A. “验证机械能守恒”实验中，应使重锤从尽可能远离打点计时器的位置下落B. “验证力的平行四边形定则”实验中，将橡皮筋沿相同方向拉长相同的长度就可使合力和分力的作用效果相同C. “探究加速度与力和质量的关系”实验中，应将轨道适当倾斜，使小车能够在轨道上由静止开始下滑D. “探究功与速度的关系”实验中，放置小车的木板应尽可能水平8.利用如图所示装置可以做力学中的许多实验，则下列利用此装置进行相关实验时哪一个说法是正确的？A. 利用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须设法消除小车和木板间摩擦阻力的影响B. 利用此装置探究“小车的加速度与质量的关系”并用图像法处理数据时，如果画出小车的加速度a随质量M变化的a−M图像不是直线，就可确定加速度与质量成反比C. 利用此装置探究“功与速度变化的关系”实验时，应将木板带打点计时器的一端适当垫高平衡摩擦力D. 实验时不需要调整滑轮高度，不用管细线与木板是否平行9.“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示，下列说法正确的是()A. 探究小车加速度与力的关系应保存盘中重物的质量不变B. 探究小车加速度与力的关系应作a−1/m图象C. 平衡摩擦力时应将小车与纸带相连，并且纸带要穿过打点计时器D. 改变小车质量后，应重新平衡摩擦力10.先后用相同材料制成的橡皮条彼此平行的沿水平方向拉同一质量为m的物块，且每次橡皮条的伸长量均相同，物块m在橡皮条拉力的作用下所产生的加速度a与所用橡皮条的数目n的关系如图所示．若更换物块所在水平面的材料，再重复这个实验，则图中直线与水平轴线间的夹角将()A. 变小B. 不变C. 变大D. 与水平面的材料有关11.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，物理学中把这种研究方法叫做“微元法”。

高中物理第四章2实验探究加速度与力、质量的关系练习(含解析)新人教版必修1

2 实验:探究加速度与力、质量的关系基础巩固1在用实验探究加速度和力、质量的关系时,下列关于实验的思路和数据分析,不正确的是()A.实验的基本思想是:保持物体的质量不变,测量物体在不同力作用下的加速度,分析加速度与力的关系B.实验的基本思想是:保持物体所受力相同,测量质量不同的物体在该力作用下的加速度,分析加速度与质量的关系C.在处理实验数据中,以a为纵坐标,F为横坐标,根据数据在坐标系中描点,若这些点在一条过原点的直线上,说明a与F成正比D.在处理实验数据时,以a为纵坐标,m为横坐标,根据数据在坐标系中描点,若这些点在一条过原点的直线上,说明a与m成正比解析:本实验就是利用控制变量法得到a、F、m三者的关系,A、B、C所述符合实验的思路和道理符合要求,故D正确。

答案:D2(多选)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,当作用力一定,探究加速度与质量的关系时,以下做法正确的是()A.平衡摩擦力时,应将穿过打点计时器的纸带固定在小车上B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器的电源D.实验数据处理时应作a-m图像寻找加速度与质量的关系解析:选项A中,平衡摩擦力实际上就是使小车所受重力的下滑分力与小车所受阻力相平衡,该阻力包含小车受到的摩擦力和纸带受到的摩擦力。

可见,平衡摩擦力时,应将纸带穿过打点计时器固定在小车上。

选项B中,平衡摩擦力以后,再改变小车质量时,不需要重新平衡摩擦力。

选项C中,实验时,先通电,待打点计时器稳定后再放小车,使打点清晰,便于测量。

选项D中,在寻找加速度与质量的关系时,应作出a与之间的关系图像,因为a与m的关系图线为一曲线,不能直观地得出a与m 之间的关系。

答案:AB3“探究物体的加速度与力、质量的关系”的实验如下:(1)在探究物体的加速度与力的关系时,应保持不变,分别改变施加在物体上的水平拉力F,测出相对应的加速度a。

(2)在探究物体的加速度与物体质量的关系时,应保持不变,分别改变物体的质量m,测出相对应的加速度a。

人教版高中物理必修一4.2实验：探究加速度与力、质量的关系(解析版) 同步练习

4.2实验：探究加速度与力、质量的关系1．（2020·北京高考真题）在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，做如下探究：（1）为猜想加速度与质量的关系，可利用图1所示装置进行对比实验。

两小车放在水平板上，前端通过钩码牵引，后端各系一条细线，用板擦把两条细线按在桌上，使小车静止。

抬起板擦，小车同时运动，一段时间后按下板擦，小车同时停下。

对比两小车的位移，可知加速度与质量大致成反比。

关于实验条件，下列正确的是：________(选填选项前的字母)。

A．小车质量相同，钩码质量不同B．小车质量不同，钩码质量相同C．小车质量不同，钩码质量不同（2）某同学为了定量验证(1)中得到的初步关系，设计实验并得到小车加速度a与质量M的7组实验数据，如下表所示。

在图2所示的坐标纸上已经描好了6组数据点，请将余下的一组数据描在坐标纸上，并作出1a-图像______。

（3）在探究加速度与力的关系实验之前，需要思考如何测“力”。

请在图3中画出小车受力的示意图。

为了简化“力”的测量，下列说法正确的是：__________（选填选项前的字母）。

A．使小车沿倾角合适的斜面运动，小车受力可等效为只受绳的拉力B．若斜面倾角过大，小车所受合力将小于绳的拉力C．无论小车运动的加速度多大，砂和桶的重力都等于绳的拉力D．让小车的运动趋近于匀速运动，砂和桶的重力才近似等于绳的拉力【答案】B AD【解析】（1）[1]为了探究加速度与质量的关系，必须控制小车所受拉力相同，而让小车的质量不同，所以钩码质量相同，故B正确。

（2）[2]数据描点和1aM图像如图所示（3）[3]A．使小车沿倾角合适的斜面运动，小车所受重力沿斜面的分力刚好等于小车所受的摩擦力，则小车受力可等效为只受绳的拉力，故A正确；B．若斜面倾角过大，重力沿斜面的分力大于摩擦力，小车所受合力将大于绳的拉力，不利于简化“力”的测量，故B错误；C．由牛顿第二定律可知，无论小车运动的加速度多大，砂和桶的重力都大于绳的拉力，故C错误；D．当小车的运动趋近于匀速运动时，砂和桶可近似看成受力平衡，则砂和桶的重力才近似等于绳的拉力，故D正确。

2024高中物理第四章运动和力的关系第2节实验：探究加速度与力质量的关系作业新人教版必修第一册

两小车后端各系一条细线，用一个物体，例如黑板擦，把两条细线同时按压在 17 _木__板___上(图乙)。抬起黑板擦，两小车同时开始 18 _运___动__，按下黑板擦，两小车同时 19 __停__下__来___。用 20 __刻__度__尺___测出两小车移动的位移 x1、x2。由于两小车运动时间 t 相同，从它们的位移之比就可以得出加速度之比。
解析 (1)在连续相等的时间间隔内，从纸带上可得到四段位移，因此可以用逐差法计算加速度。已知 x1＝6.19 cm，x2＝6.70 cm，x3＝7.21 cm， x4＝7.72 cm，电火花打点计时器的计时周期 T＝1f＝0.02 s
由逐差法可得 x3－x1＝2a1·(2T)2，x4－x2＝2a2·(2T)2 故 a＝a1＋2 a2＝x3＋2×x42×－2xT1＋2 x2＝3.2 m/s2。
表 1 小车质量一定拉力 F 加速度 a
加速度与质量的关系设计表格，把测得的不同质量的小车在相同拉力作用下的加速度 a 填在表 2 中
表 2 小车所受的拉力一定质量 m 加速度 a
4．数据分析、得出结论
(1)探究加速度与力的关系：作出 01 ___a_F_____图像，得到一条过原点
的直线，可知 a 与 F 成 02 _正__比___。
(1)实验开始时，应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在
不增加其他仪器的情况下，判定调节是否到位的方法是 _取__下__牵__引__砝__码__，__滑__行__器__放__在__任__意__位__置__都__不__动__(_或__取__下__牵__引__砝__码__，__轻__推__滑__行__ _器__，__用__数__字__计__时__器__记__录__的__每__一__个__光__电__门__的__光__束__被__遮__挡__的__时__间__Δ_t_都__相__等__)__。

高中物理第四章牛顿运动定律 4.2 实验探究加速度与力、质量的关系同步测试(含解析)新人教版必

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4．2 实验：探究加速度与力、质量的关系(10分钟，10分)1．对于影响物体加速度的因素，下列说法中正确的是( )A．物体的运动时间 B．物体速度的变化量C．物体所受的合外力 D．物体的质量【答案】CD【解析】加速度的定义式a＝错误!并非是加速度的决定式，所以不可理解为加速度决定于物体速度的变化量或物体的运动时间，影响加速度的外因是物体所受的合外力、内因是物体的质量，所以选项AB错误，选项CD正确．2．为了更直观地反映物体的加速度a与物体质量m的关系，往往用二者的关系图象表示出来，该关系图象应选（）A．a－m图象 B．m－a图象C．a－错误!图象 D.错误!－a图象【答案】C【解析】在作用力相同的情况下，质量越大，速度的变化越慢，加速度越小，两者可能成反比，则用a－错误!图象更容易判断．3．如图所示是在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，根据实验数据描绘出的三条a-F图线,下列说法中正确的是( ）A．三条倾斜直线所对应绳的拉力相同B．三条倾斜直线所对应的小车和砝码的总质量不同C．直线1对应的小车和砝码的总质量最大D．直线3对应的小车和砝码的总质量最大【答案】BD【解析】由F＝ma得a＝错误!F，斜率越大，质量越小，故B、D选项正确．4．补充探究“加速度与力、质量的关系”的实验中步骤：A．用天平测出小车的质量m,记录数据．B．把实验器材安装好，先________（填“要"或“不要”)把沙桶挂在小车上．C．平衡摩擦力:在长木板________的一端下面垫上一块薄木板，反复移动薄木板的位置，直至小车在斜面上保持________状态，这时小车拖着纸带运动时受到的摩擦力恰好与小车所受的重力在斜面上的分力平衡．D．把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂沙桶（含沙）．E．先接通电源再放开小车，取下纸带，标记号码，在表格中记录沙桶和沙的总质量M,当满足________时，可以认为小车受到的牵引力F＝Mg。

2021版新教材高中物理第4章第2节实验：探究加速度与力、质量的关系习题(含解析)新人教版必修第一册

实验：探究加速度与力、质量的关系1．(多项选择)用如下图的装置探究加速度a 与力F 、质量M 的关系，以下说法中正确的选项是( )A ．连接砂桶和小车的轻绳应和长木板保持平行B ．将电火花打点计时器接在6 V 的交流电源上，先接通电源，后放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量C ．在探究a 与质量M 的关系时，作出a 1M图像能更直观地判断二者间的关系 D ．轻绳对小车的拉力一定等于砝码和砂桶的总重力答案 AC解析轻绳只有与长木板保持平行，才能使轻绳上的拉力等于小车所受的合力，A 正确；电火花打点计时器应接在220 V 交流电源上，B 错误；在探究a 和质量M 的关系时，a M 图像为一曲线，不易判断a 与M 的关系，故可作a 1M图像，图像为过原点的直线，能更直观地判断二者间的关系，C 正确；只有小车的质量远大于砝码和砂桶的总质量，才可认为轻绳对小车的拉力等于砝码和砂桶的总重力，实际上轻绳的拉力小于砝码和砂桶的总重力，D 错误。

2．(多项选择)在探究加速度与力、质量的关系的实验中，以下操作正确的选项是( )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，再接通电源答案 BC解析在探究a 与M 、F 关系的实验中，为了使细绳对小车的拉力等于小车所受的合力，需要平衡摩擦力，并使细绳与长木板平行。

平衡摩擦力的方法是只让小车牵引纸带(撤去重物)，纸带穿过打点计时器，并垫高长木板不带滑轮的一端，接通打点计时器的电源并轻推小车，如果打出的纸带上的点迹分布均匀，那么说明小车做匀速运动，摩擦力被平衡，故A 错误；小车运动中，纸带与打点计时器之间也有摩擦，这个摩擦力也要平衡的，故B 正确；每次改变小车的质量时，小车的重力沿斜面的分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力，故C 正确；实验时，假设先放小车，再接通打点计时器电源，因为小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，故D 错误。

4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系 (人教版新教材)高中物理必修一第四章【知识点+练习】

第四章运动和力的关系2 实验：探究加速度与力、质量的关系一、实验目的学会用控制变量法探究物理规律．全面正确地认识加速度与力、质量的关系．二、实验原理1．加速度是表示物体速度变化快慢的物理量，根据事实经验，加速度与物体的质量有关．物体受力一定时，质量越小，加速度就越大．加速度还与物体受力的大小有关，物体质量一定时，受力越大，其加速度越大．2．控制变量法：加速度a和质量m、受力F都有关系．研究它们之间的关系时，先保持质量不变，测量物体在不同力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系；再保持物体所受的力相同，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系．这种先控制一个参量不变，研究其余参量之间变化关系，再控制另一个参量不变，研究其余参量之间变化关系的方法叫控制变量法．三、实验器材砝码，一端有定滑轮的长木板，细线，纸带，导线，夹子，小盘，天平，小车，打点计时器，交流电源，复写纸，刻度尺.四、实验步骤1．用天平测出小车和重物的质量分别为M0、m0，并把数值记录下来．2．按图将实验器材安装好(小车上不系绳)．3．平衡摩擦力，在木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，反复移动其位置，直到打点计时器正常工作后不挂重物的小车在斜面上做匀速直线运动为止(纸带上相邻点间距相等)．4．将重物通过细绳系在小车上，接通电源放开小车，用纸带记录小车的运动情况；取下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂重物的重力m0g.5．保持小车的质量不变，改变所挂重物的重力，重复步骤4，多做几次实验，每次小车从同一位置释放，并记录好重物的重力m1g、m2g……以及计算出相应纸带的加速度填入实验次数加速度a/(m·s-2)小车受力F/N 12345量M，接通电源，放开小车，用纸带记录小车的运动情况，取下纸带并在纸带上标上号码．7．继续在小车上加放砝码，重复步骤6，多做几次实验，在每次得到的纸带上标上号码．8．计算出每次实验所得纸带的加速度值及小车与砝码的总质量填入下表.实验次数加速度a/(m·s-2)小车与砝码总质量M/kg小车与砝码总质量的倒数/kg-11 23 45本实验的数据处理可以采用计算法和图象法两种方法．1．计算法．测得加速度或加速度之比(等于位移之比)后，通过计算看看是否满足a 1a 2＝F 1F 2、a 1a 2＝M 2M 1. 2．图象法．测得加速度后，以拉力F 为横坐标，加速度a 为纵坐标，描绘a -F 图象，看看图象是否为过原点的倾斜直线；以1M 为横坐标，加速度a 为纵坐标，描绘a -1M图象，看看图象是否为过原点的倾斜直线．类别产生原因减小方法偶然误差质量测量不准、计数点间距测量不准多次测量求平均值小车所受拉力测量不准①准确平衡摩擦力②使细绳和纸带平行于木板作图不准使尽可能多的点落在直线上或均匀分布在直线两侧，误差较大的点舍去系统误差小盘及重物的总重力代替小车所受的拉力使小盘和重物的总质量远小于小车的质量1．平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和重物的质量还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力．2．实验中必须满足小车和砝码的总质量远大于小盘和重物的总质量．只有如此，重物和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等．3．小车应靠近打点计时器且先接通电源再放手．4．作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧．离直线较远的点是错误数据，舍去不予考虑.【例1】如图是某同学探究加速度与力、质量的关系时已接通电源正要释放纸带时的情况，请你指出该同学的5个差错：(1)电源________；(2)电磁打点计时器位置________；(3)滑轮位置____________；(4)小车位置________；(5)长木板________________________________．【例2】如图是某些同学根据实验数据画出的图象，下列说法中正确的是( )A．形成图（甲）的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大B．形成图（乙）的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小C．形成图（丙）的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大D．形成图（丁）的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小随堂练习1．如图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)：(1)____________________________________________________(2)____________________________________________________(3)____________________________________________________2．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，渗透了研究问题的多种科学方法：(1)实验环境的等效法：__________________________________；(2)实验条件设计的科学方法：____________________________；(3)实验原理的简化：___________________________________，即当小车质量M车≫m沙时，细绳对小车的拉力大小近似等于沙及桶的总重力m沙g；(4)实验数据处理的科学方法：___________________________；(5)由a-M车图象转化为a-1M车图象，所用的科学方法：________.(以上各题均选填“理想实验法”“图象法”“平衡摩擦力法”“化曲为直法”“控制变量法”或“近似法”)3．在“探究加速度与力、质量的关系”实验时，已提供了小车、一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线．为了完成实验，还须从图中选取实验器材，其名称是________________________(漏选或全选得零分)，并分别写出所选器材的作用_____________________________________________________________________________________________________.4．在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，计算出各纸带的加速度后，将测得的反映加速度a和F关系的有关数据记录在表1中，将测得的反映加速度a和质量M关系的有关数据记录在表2中．a/(m·s－2) 1.98 4.06 5.958.12F/N 1.00 2.00 3.00 4.00a/(m·s－2) 2.04 2.66 3.23 3.981M/kg－10.500.670.80 1.00(1)根据表中所列数据，分别画出a-F和a-1M图象．(2)从图象可以判定：当M一定时，a与F的关系为________；当F一定时，a与M的关系为________．(3)由a-F图象可知M＝________．(4)由a-1M图象可知，F＝______．(保留一位有效数字)5．某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系．弹簧测力计固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧测力计的挂钩和矿泉水瓶连接．在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距d.开始时将木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧测力计的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小．再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧测力计的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t.(1)木板的加速度可以用d、t表示为a＝________；为了减少测量加速度的偶然误差可以采用的方法是(一种即可)_____________________________________________________________________.(2)改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧测力计示数F1的关系．下列图象能表示该同学实验结果的是________．(3)(多选)用加水的办法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是________．A．可以改变滑动摩擦力的大小B．可以更方便地获取多组实验数据C．可以比较精确地测出摩擦力的大小D．可以获得更大的加速度以提高实验精度6．某同学用如图1所示的装置探究小车加速度与合外力的关系。

高中物理第四章运动和力的关系2实验：探究加速度与力质量的关系练习含解析新人教版必修第一册

第2节实验：探究加速度与力、质量的关系必备知识基础练进阶训练第一层知识点一实验原理1.( )A．平衡摩擦力时,应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上B．平衡摩擦力后,长木板位置不能移动,每次改变小车质量时,不需要重新平衡摩擦力C．小车释放前应靠近计时器,实验时,先放开小车,后接通电源D．“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足,对探究过程也不会产生影响2．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,为了消除打点计时器和木板对小车阻力的影响,关于该操作环节,下列四种装置图中正确的是( )3．如图所示为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图．砂和砂桶的总质量为m,小车和砝码的总质量为M.实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小．(1)实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一端滑轮的高度,使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是________．A．将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节m 的大小,使小车在砂和砂桶的牵引下运动．从打出的纸带判断小车是否做匀速运动B．将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂和砂桶,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动C．将长木板的一端垫起适当的高度,撤去纸带以及砂和砂桶,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动(2)实验中要进行质量m和M的选取,以下最合理的一组是________．A．M＝200 g,m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gB．M＝200 g,m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 gC．M＝400 g、m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gD．M＝400 g,m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g知识点二实验步骤、数据处理4.(含砝码)的质量M的关系时,由于没有始终满足M≫m(m为砂桶及桶中砂的总质量)的条件,结果得到的图像应是图中的哪一个( )5．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中：(1)某组同学用如图甲所示的装置,采用控制变量法,来研究小车质量不变的情况下,小车的加速度与小车所受合力的关系．下列措施中不需要和不正确的是________．A．首先要平衡摩擦力,使小车受到的合力为细绳对小车的拉力B．平衡摩擦力的方法是在塑料桶中添加砝码,使小车能匀速滑动C．每次改变拉小车的拉力后都需要重新平衡摩擦力D．实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力E．实验中应先释放小车,然后再接通打点计时器的电源(2)根据实验得出的数据,画出a－F图像如图乙所示,正确的a－F图线应如图乙中的图线1所示,有同学作出的图线如图线2所示,其实验过程中不符合实验要求的是________,有同学作出的图线如图线3所示,其实验过程中不符合实验要求的是________．(填选项前的字母) A．实验中未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力B．实验中平衡摩擦力时木板垫得过高C．实验中绳子拉力方向没有跟木板平行D．实验中小车质量发生变化E．实验中未满足塑料桶总质量m远小于小车总质量M的条件关键能力综合练进阶训练第二层一、单项选择题1．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,当力一定(小盘和重物的重力不变),探究加速度与质量的关系时,以下说法中正确的是( ) A ．平衡摩擦力时,应将小盘和重物用细绳通过定滑轮系在小车上B ．每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力C ．实验时,先放开小车,再接通打点计时器的电源D ．求小车运动的加速度时,可用天平测出小车的质量m 和小盘与重物的总质量m 0,直接用公式a ＝m 0mg 求出 2．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,下列说法中符合实际的是( ) A ．通过同时改变小车的质量及受到的拉力的研究,能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系B ．通过保持小车质量不变,只改变小车的拉力的研究,就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系C ．通过保持小车受力不变,只改变小车质量的研究,就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系D ．先不改变小车质量,研究加速度与力的关系；再不改变受力,研究加速度与质量的关系,最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系二、多项选择题3．利用如图甲所示的装置探究“质量一定,加速度与力的定量关系”实验时,甲同学根据实验数据画出的小车加速度a 和小车所受拉力F 的图像如图乙中的直线Ⅰ所示,乙同学画出的a －F 图像如图乙中的直线Ⅱ所示．直线Ⅰ、Ⅱ在两个坐标轴上的截距都比较大,明显超出了误差范围,下面关于形成这种状况原因的解释正确的是( )A ．实验前甲同学没有平衡摩擦力B．甲同学在平衡摩擦力时,把长木板不带滑轮的一端垫得过高了C．实验前乙同学没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够D．乙同学在平衡摩擦力时,把长木板不带滑轮的一端垫得过高了三、非选择题4．如图所示是某同学做“探究加速度与力、质量的关系”实验时已接通电源正要释放纸带时的情况．请你指出该同学的五个差错．(1)电源________________________________________________________________________；(2)打点计时器位置________________________________________________________________________；(3)滑轮位置________________________________________________________________________；(4)小车位置________________________________________________________________________；(5)长木板________________________________________________________________________．5．(探究题)某探究学习小组的同学们要探究加速度与力、质量的关系,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,水平轨道上安装两个光电门,小车上固定有力传感器和挡光板,细线一端与力传感器连接,另一端跨过定滑轮挂上砝码盘,实验时,调整轨道的倾角,平衡小车所受的摩擦力(图中未画出)．(1)该实验中小车所受的合力________(填“等于”或“不等于”)力传感器的示数,该实验________(填“需要”或“不需要”)满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量．(2)实验获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M,挡光板的宽度l,光电门1的中心到光电门2的中心的距离x.某次实验过程中,力传感器的读数为F,小车通过光电门1和光电门2的挡光时间分别为t1、t2(小车通过光电门2后,砝码盘才落地),已知重力加速度为g,则该实验要验证的关系式是F＝________.6．某实验小组应用如图所示装置“探究加速度与物体受力的关系”,已知小车的质量为M,单个砝码质量为m,打点计时器所接的交流电的频率为50 Hz,动滑轮轻质且光滑．实验步骤如下：A．按图所示安装好实验装置,其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；B．调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下匀速运动；C．挂上钩码,接通电源后,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求出小车的加速度；D．改变钩码的数量,重复步骤C,求得小车在不同合力作用下的加速度．根据以上实验过程,回答以下问题：(1)对于上述实验,下列说法正确的是________．A．钩码的质量应远小于小车的质量B．测力计的示数等于小车所受拉力C．与小车相连的轻绳与长木板一定要平行D．改变钩码的数量时,一定要重新平衡摩擦力(2)实验中打出的其中一条纸带如图所示,由该纸带可求得小车的加速度a＝________ m/s2(结果保留两位有效数字),若交流电的实际频率大于50 Hz,则上述计算结果与实际值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相同”)．(3)由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图像如图所示,与本实验相符合的是________．学科素养升级练进阶训练第三层如图所示,请利用力传感器和位移传感器,设计实验方案探究加速度a与作用力F、m之间的关系．(仪器不足的可补充)1．实验创新思路：(1)改进拉力的测量方法．(2)改进加速度的测量方法．2．实验步骤：(1)用天平测量____________________．(2)在轨道上放置小车并安装________,连接电路．(3)将细线连接________,跨过定滑轮系住________．(4)释放小车,拉力大小由________显示,加速度的大小由显示屏上小车的________测出．(5)记录拉力T和加速度a的数据．(6)改变小车和________的质量,测多组a、m和F的数据．(7)分析实验数据,归纳得出结论．3．误差分析：(1)轨道要求：轨道应倾斜,直到____________________．(2)槽码的质量要求：为了操作安全,槽码的质量应小些．第2节实验：探究加速度与力、质量的关系必备知识基础练1．解析：平衡摩擦力时,应将绳从小车上拿去,轻轻推动小车,使小车沿木板运动,通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动,A 错误；每次改变小车的质量时,小车的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消,不需要重新平衡摩擦力,B 正确；实验时,先放开小车,再接通打点计时器电源,由于小车运动较快,可能会使打出来的点很少,不利于数据的采集和处理,同时要求开始小车要靠近打点计时器,C 错误；当重物的质量远小于小车的质量时我们才可以认为小车受到的拉力等于重物的重力,故D 错误．答案：B2．解析：依靠重力来平衡阻力,同时阻力包含纸带与打点计时器之间的摩擦,故操作为：需要连上纸带,但是不能挂重物,把打点计时器所在的一端垫高,故B 正确,A 、C 、D 错误．答案：B3．解析：(1)小车在运动过程中受到重力、支持力、纸带的拉力、木板对小车的摩擦力和细线拉力的作用．为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合力,因此应把木板的一端垫起适当的高度,以使重力、支持力、纸带的拉力和摩擦力的合力为零,即小车做匀速运动,因此在进行这一操作时,不应挂砂桶,小车应连接纸带,A 、C 两项错误；B 项正确．(2)由于绳子的拉力不易测量,本实验中用砂和砂桶的总重力来代替绳的拉力,只有当小车的质量远大于砂和砂桶的总质量时,绳的拉力才近似等于砂和砂桶的总重力．(具体原因以后学习)C 项正确．答案：(1)B (2)C4．解析：在研究加速度与小车(含砝码)质量M 的关系时,保持m 不变,改变小车(含砝码)的质量M ,在小车(含砝码)的质量M 远大于砂桶及砂的总质量m 时,即当满足M ≫m 时,可以认为小车受到的拉力(合力)F ＝mg ,此时加速度a 与小车(含砝码)的质量M 成反比,与1M 成正比,以1M为横轴,a 为纵轴,则a －1M图像应是过原点的直线,当小车(含砝码)的质量M 不满足远大于砂桶及砂的总质量m 时,小车受到的拉力明显小于砂桶及砂的总重力,a －1M图像向下弯曲,故D 正确．答案：D5．解析：(1)实验首先要平衡摩擦力,使小车受到的合力为细绳对小车的拉力,故A 正确；平衡摩擦力的方法是,将小车与纸带相连,不挂塑料桶,把小车放在斜面上给小车一个初速度,通过纸带看小车能否做匀速直线运动,故B 错误；由于平衡摩擦力后有Mg sin θ＝μMg cos θ,故tan θ＝μ,所以无论小车的质量是否改变,小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面的分力,改变拉力后不需要重新平衡摩擦力,故C错误；实验中,要保证塑料桶和所添加砝码的总质量远小于小车的质量,这样才能使得塑料桶和所添加砝码的总重力近似等于细绳对小车的拉力,所以实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力,故D正确；实验中应先接通电源,后释放小车,故E错误；本题选不需要和不正确的,故选B、C、E.(2)根据实验数据作出的a－F图像应如图乙中图线1所示,有同学作出图线如图线2所示,图线2表明在小车所受的拉力为零时,小车的加速度大于零,说明合外力大于零,说明平衡摩擦力过度,即不符合实验要求的操作是平衡摩擦力时木板垫得过高,故选B.有同学作出的图线如图线3所示,图线3说明在拉力大于零时,小车的加速度为零,说明合外力为零,即绳子的拉力被摩擦力平衡了,即没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．该实验中当小车的质量远大于塑料桶的总质量时,才能近似认为细绳对小车的拉力大小等于塑料桶的总重力大小,随着F的增大,即随着塑料桶总质量增大,塑料桶总质量不再满足远小于小车总质量,因此会出现较大误差,图线会发生偏折现象．答案：(1)BCE (2)B AE关键能力综合练1．解析：A错,B对：在平衡摩擦力时,不应将小盘和重物通过定滑轮系在小车上,而是在长木板不带滑轮的一端垫上薄木块并调整到恰当的位置,使小车能在长木板上带着纸带匀速下滑,改变小车质量后,不需要重新平衡摩擦力；C错：实验时应先接通打点计时器的电源,再放开小车；D错：牛顿第二定律(下节学习)是本实验要达到的目标,不能把它作为理论依据来计算加速度,其加速度只能从纸带提供的数据通过计算得出．答案：B2．解析：验证牛顿运动定律的实验是利用控制变量法探究加速度a与合外力F、物体质量M的关系,故D项正确．答案：D3．解析：图像Ⅰ表明不对小车施加力就有加速度,说明平衡摩擦力过度,即把长木板不带滑轮的一端垫得过高了；图像Ⅱ表明对小车施加的拉力达到一定程度后,小车才加速运动,说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够．答案：BC4．解析：本题考查了实验装置和器材的选择,关键明确实验的原理．打点计时器应使用交流电源,实验前打点计时器应在右端,小车应靠近打点计时器,滑轮的位置应保持拉小车的线与木板平行,并且应垫高木板的右端平衡小车所受摩擦力．答案：(1)应用交流电源(2)应靠右端(3)应使小车左端的线与木板平行(4)应靠近打点计时器 (5)应垫高木板右端平衡摩擦力5．解析：(1)实验时,已调整轨道的倾角平衡掉小车所受的摩擦力,所以实验中小车所受的合力等于力传感器的示数；该实验中力传感器可测出细线的拉力大小,而不是将砝码和砝码盘的重力作为小车受到的拉力,故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量．(2)实验时可用挡光板通过光电门的平均速度代替小车通过光电门的瞬时速度,小车通过光电门1的速度为v 1＝lt 1,小车通过光电门2的速度为v 2＝l t 2,根据题意可知需要验证的关系式为F ＝Ma ,即F ＝Ml 22x 1t 22－1t 21. 答案：(1)等于不需要 (2)Ml 22x 1t 22－1t 216．解析：(1)由图可知,实验装置里有弹簧测力计,轻绳的拉力可以通过弹簧测力计读出,不需要钩码的质量远小于小车的质量,故A 错误；B 正确；小车相连的轻绳与长木板一定要平行,保证拉力沿着木板方向,故C 正确；平衡摩擦力的目的是使小车所受摩擦力与重力下滑分量平衡,与钩码数量无关,故D 错误．(2)设相邻两个计数点之间的位移分别为x 1、x 2、x 3、x 4,相邻两个计数点之间的时间间隔T ＝5×0.02 s＝0.1 s,由Δx ＝aT 2,得a ＝x 4＋x 3－x 2－x 14T 2 ＝0.086 4＋0.077 5－0.068 7－0.060.04m/s 2 ＝0.88 m/s 2,如果在某次实验中,实际所用交流电的频率高于50 Hz,那么实际打点周期变小,根据运动学公式得计算结果与实际值相比是偏小．(3)由题意可知,小车的加速度a 与弹簧测力计的示数F 的关系应该是成正比,即为过原点的一条倾斜直线,故A 符合．答案：(1)BC (2)0.88 偏小 (3)A学科素养升级练答案：2.(1)小车的质量 (2)传感器 (3)小车槽码 (4)力传感器速度图像 (6)悬挂槽码3．(1)平衡摩擦力及阻力。

高中物理第四章牛顿运动定律第2节实验：探究加速度与力质量的关系3作业含解析新人教版必修

实验：探究加速度与力、质量的关系1.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,采用如图所示的实验装置。

(1)本实验采用的实验方法是( )A.控制变量法B.理想实验法C.等效替代法D.实验推理法(2)下列说法中正确的是( )A.在探究加速度与质量的关系时,应该改变拉力的大小B.在探究加速度与外力的关系时,应该改变小车的质量C.在探究加速度a与质量M的关系时,为了直观判断二者的关系,应作出a -图像D.当小车的质量远小于砝码盘和砝码的总质量时,才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小【解析】(1)选A。

该实验是探究加速度与力、质量的关系,研究三者关系必须运用控制变量法,故A正确,B、C、D错误。

(2)选C。

该实验采用的是控制变量法,即保持一个量不变,研究其他两个量之间的关系,在探究加速度与质量的关系时,应保持拉力的大小不变,故A错误;在探究加速度与外力的关系时,应保持小车的质量不变,故B错误;要直观地反映两个量之间的关系,可以通过作图来解决,但是只有作出一条直线,才可以直观地反映两个变量之间的关系,在探究加速度a与质量M的关系时,为了直观判断二者间的关系,应作出a -图像,故C 正确;设小车的质量为M,砝码盘和砝码的质量为m,只有M≫m时才可以认为绳对小车的拉力F大小等于盘和盘中砝码的重力mg,故D错误。

答案：(1)A (2)C2.用如图所示的装置研究在作用力F一定时,小车的加速度a与小车质量M的关系,某位同学设计的实验步骤如下：A.用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量B.按图示安装好实验器材C.把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶D.将电磁打点计时器接在6V电压的蓄电池上,接通电源,放开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,并在纸带上标明小车的质量E.保持小桶及内部砂子的质量不变,增加小车上的砝码个数,并记录每次增加后的M值,重复上述实验F.分析每条纸带,测量并计算出加速度的值G.作a -M关系图像,并由图像确定a与M的关系(1)该同学漏掉的重要实验步骤是,该步骤应排在步实验之后。