2019年高考物理(人教版)一轮复习知识点同步练习卷 探究加速度与力、质量的关系 Word版含答案
4.2 探究加速度与力和质量的关系—【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册同步练习
4.2 探究加速度与力和质量的关系（同步练习）一．选择题（共7小题）1．（2020•北京）某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。
实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。
水平向左拉木板，传感器记录的F﹣t图象如图乙所示。
下列说法正确的是（）A．实验中必须让木板保持匀速运动B．图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线C．最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10：7D．只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数2．（2020春•巴宜区校级月考）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，当保持力不变，研究加速度与质量的关系时，为了更直观地判断加速度a是否与质量m成反比，我们应作（）A．a﹣m图象B．a﹣图象C．a﹣m2图象D．a﹣图象3．（2020•松江区一模）下列图象能反映牛顿第二定律的是（）A．B．C．D．4．（2019秋•开封期末）对于牛顿运动定律的有关认识，下列说法正确的是（）A．速度大的物体，其惯性大B．作用力和反作用力的合力为零C．加速度不为零的物体，其所受的力一定不为零D．物体没有受到力的作用，其速度的大小一定不变，但速度的方向可能改变5．（2020•江苏学业考试）某同学在用如图所示的装置做“探究加速度与力的关系”的实验时，忘记平衡小车运动中所受的摩擦力了，其他操作、计算及作图均正确，他最后作出的a﹣F关系图象可能是（）A．B．C．D．6．（2019秋•曲周县校级月考）质量一定的某物体放在粗糙的水平面上处于静止状态，若用一个方向始终沿水平方向，大小从零开始缓慢增大的变力F作用在物体上，物体的加速度a与F的关系图象如图所示，取g＝10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列正确的是（）A．物体的质量为4kgB．物体与水平面间的动摩擦因数为0.2C．物体与水平面间的最大静摩擦力为20ND．F为20N时物体的速度为8m/s7．（2019春•濠江区月考）利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系，下列说法中正确的是（）A．保持小车所受拉力不变，只改变小车的质量，就可以探究加速度与力、质量的关系B．保持小车质量不变，只改变小车的拉力，就可以探究加速度与力、质量的关系C．先保持小车所受拉力不变，研究加速度与力的关系；再保持小车质量不变，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系D．先保持小车质量不变，研究加速度与力的关系；再保持小车受力不变，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系二．多选题（共2小题）8．（2019秋•昌平区校级期末）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，下面的说法中正确的是（）A．平衡摩擦力时，小桶应用细线通过定滑轮系在车上，但小桶内不能装砂B．实验中应始终保持小车和砝码的质量远大于砂和小桶的质量C．实验中如用纵坐标表示加速度，用横坐标表示小车和车内砝码的总质量，描出相应的点在一条直线上，即可证明加速度与质量成反比D．平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力9．（2019秋•海淀区期中）如图甲所示为某同学研究物体加速度与力和质量关系的实验装置示意图，图7乙是该装置的俯视图。
人教版(2019)高中物理必修第一册同步练习：4.2实验：探究加速度与力、质量的关系(含答案)
实验：探究加速度与力、质量的关系一选择题：1.“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示．实验中，为使小车运动时所受的拉力近似等于槽码的重力，则槽码的质量m与小车的质量M应满足的关系是()A．m远大于M B．m远小于MC．m略大于M D．m略小于MB2.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，需要平衡摩擦力时，应该让小车()A．挂上槽码，拖上纸带，开动打点计时器B．不挂槽码，拖上纸带，开动打点计时器C．挂上槽码，不拖纸带D．不挂槽码，不拖纸带B3.在保持小车质量m不变，探究加速度a与力F的关系时，小车质量m和槽码质量m′分别选取下列四组值．若其他操作都正确，要使所画出的a－F图线较准确，应选用的一组值是()A．m＝500 g，m′分别为50 g、70 g、100 g、125 gB．m＝500 g，m′分别为20 g、30 g、40 g、50 gC．m＝200 g，m′分别为50 g、70 g、100 g、125 gD．m＝100 g，m′分别为30 g、40 g、50 g、60 gB4．关于探究加速度与力、质量的关系的实验，下列说法中符合实际的是()A．通过同时改变小车的质量和小车受到的拉力，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．通过保持小车的拉力不变，只改变小车的质量，就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系D．先保持小车的质量不变，研究加速度与力的关系；再保持小车的拉力不变，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D5.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F1、F2，车中所放砝码的质量分别为m1、m2，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x1、x2，则在实验误差允许的范围内，有()A．当m1＝m2、F1＝2F2时，x1＝2x2B．当m1＝m2、F1＝2F2时，x2＝2x1C．当F1＝F2、m1＝2m2时，x1＝2x2D．当F1＝F2、m1＝2m2时，x2＝2x1A6.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，探究加速度a与质量M的关系时，没有注意始终满足M远大于m的条件(m为钩码和盘的质量)，结果得到的图像应是图中的()A BC DD7.(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BD二非选择题:8.为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某同学设计了如图1所示的实验装置，其中M为小车和小车上的滑轮的总质量，m为沙和沙桶的总质量，力传感器可测出轻绳中的拉力大小．(1)下列实验操作中，一定要进行的是________．A ．用天平测出沙和沙桶的总质量B ．将带滑轮的长木板右端适当垫高，以平衡摩擦力C ．调整力传感器和定滑轮的高度，使连接它们的轻绳与长木板平行D ．为减小误差，一定要保证m 远小于M(2)该同学在实验中得到如图2所示的一条纸带(相邻两计数点间还有四个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为50 Hz 的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为____________ m/s 2(结果保留三位有效数字)．(3)该同学以力传感器的示数F 为横坐标，加速度a 为纵坐标，画出的a －F 图象是一条直线(图象没有画出)，求得图线的斜率为k ，则小车和小车上的滑轮的总质量为________．A.1k B ．k C.2kD ．2k 解析：(1)本题拉力可以由力传感器测出，不需要用天平测出沙和沙桶的质量，也就不需要使小桶(包括沙)的质量远小于车的总质量，故A 、D 错误；该题是力传感器测出拉力，从而表示小车受到的合外力，故需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B 正确；调整力传感器和定滑轮的高度，使连接它们的轻绳与长木板平行，故C 正确．(2)由于两计数点间还有四个点没有画出，故相邻计数点的时间间隔为0.1 s ，由Δx ＝aT 2可得：a ＝7.10＋9.13＋11.09－1.10－3.09－5.129×0.12×10－2 m/s 2≈2.00 m/s 2. (3)对a －F 图象来说，图象的斜率表示小车和小车上的滑轮的总质量的倒数，此题，力传感器的示数F ＝12F 合，故小车和小车上的滑轮的总质量为m ＝2k，故C 正确，A 、B 、D 错误．答案：(1)BC (2)2.00 (3)C9.在探究加速度与力、质量的关系活动中，某小组设计了如图所示的实验装置．图中上下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，然后同时停止．(1)在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使_____________________________________________________；在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量________(选填“远大于”“远小于”或“等于”)小车的质量．(2)本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能这样比较，是因为________________________________________________________________________________________________.解析: (1)拉小车的细线要与轨道平行．只有在砝码盘和砝码的总质量远小于小车质量时，才能认为砝码盘和砝码的总重力等于细线拉小车的力．(2)对初速度为零的匀加速直线运动，运动时间相同时，根据x ＝12at 2，得a 1a 2＝x 1x 2，所以能用位移来比较加速度大小．答案: (1)细线与轨道平行(或水平) 远小于 (2)两小车从静止开始做匀加速直线运动，且两小车的运动时间相等10.探究“加速度与力、质量关系”的实验装置如图甲所示，小车后面固定一条纸带，穿过电火花打点计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直面内的拉力传感器相连，拉力传感器用于测小车受到拉力的大小．(1)关于平衡摩擦力，下列说法正确的是________．A ．平衡摩擦力时，需要在动滑轮上挂上钩码B．改变小车质量时，需要重新平衡摩擦力C．改变小车拉力时，不需要重新平衡摩擦力(2)实验中________(选填“需要”或“不需要”)满足所挂钩码质量远小于小车质量．(3)某同学根据实验数据作出了加速度a与力F的关系图象如图乙所示，图线不过原点的原因是________．A．钩码质量没有远小于小车质量B．平衡摩擦力时木板倾角过大C．平衡摩擦力时木板倾角过小或未平衡摩擦力解析：(1)平衡摩擦力时，不需要在动滑轮上挂上钩码，故A错误；实验过程改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力，故B错误；实验前平衡摩擦力后，在实验过程中改变小车拉力时，不需要重新平衡摩擦力，故C正确．(2)小车所受拉力可以由力传感器测出，不需要满足钩码质量远小于小车质量；(3)由图示图象可知，拉力为零时小车已经产生加速度，说明小车受到的合力大于细线的拉力，这是由于平衡摩擦力时木板倾角过大、平衡摩擦力过大造成的，故B正确，A、C 错误．答案：(1)C(2)不需要(3)B11.为了探究“加速度与力、质量的关系”，现提供如图所示实验装置．请思考探究思路并回答下列问题：(1)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取的做法是()A．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动B．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动C．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰做匀加速运动D．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动(2)某学生在平衡摩擦力时，不慎使长木板倾角偏小．则他所得到的a－F关系应该是图中的哪根图线？________(图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力)．(3)某同学在实验中得到的纸带如图所示，已知实验所用电源的频率为50 Hz.据纸带可求出小车的加速度大小为__________ m/s2(结果保留两位有效数字)．解析：(1)平衡摩擦力就是让小车在无拉力的作用下做匀速直线运动，让重力沿斜面的分力等于小车受到的摩擦力．所以平衡时应将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动，故A、B、C错误，D正确．(2)把长木板的一端垫得过低，使得倾角偏小，会导致重力沿斜面向下的分力偏小，摩擦力偏大，而且重力沿斜面向下的分力小于摩擦力，这样在绳子的拉力大于摩擦力时，小车就会产生加速度，故选项D正确．(3)计数点间的时间间隔：t＝2×0.02 s＝0.04 s，由匀变速直线运动的推论：Δx＝at2可知，加速度为：a＝s CE－s AC4t2＝（7.21＋7.72）－（6.19＋6.70）4×0.042×10－2 m/s2≈3.2 m/s2.答案：(1)D(2)D(3)3.2。
高中物理(新人教版)必修第一册同步习题：实验：探究加速度与力、质量的关系(同步习题)【含答案及解析】
第四章运动和力的关系2实验:探究加速度与力、质量的关系基础过关练题组一实验方法和探究过程1.(2019陕西长安一中高一上期末)下列说法中不正确．．．的是()A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法是理想模型法B.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,这里采用了微元法C.牛顿在研究运动和力的关系时,提出了著名的理想斜面实验,该实验运用了理想实验法D.在探究加速度、力、质量三者之间的关系时,先保持质量不变研究加速度与力的关系,再保持力不变研究加速度与质量的关系,该实验运用了控制变量法2.(2019山东菏泽一中高一上期末)(多选)如图是探究加速度与力、质量关系的实验方案之一,通过位移的测量来代替加速度的测量,即a1a2=x1x2,这种替代成立的操作要求是()A.实验前必须先平衡摩擦力B.必须保证两小车的运动时间相等C.两小车都必须从静止开始做匀加速直线运动D.小车所受的水平拉力大小可以认为是砝码(包括小盘)的重力大小题组二数据处理3.(2019贵州安顺高三上期末)用如图所示的装置,探究物体的加速度与力、质量的关系,图中小车的质量用M表示,钩码的质量用m表示。
要顺利完成该实验,在操作中:(1)平衡摩擦力的目的是:。
(2)使M远大于m的目的是:。
(3)如图是某次实验打出的某一条纸带,A、B、C、D、E为相邻的5个计数点,相邻计数点间还有四个点未标出,所用交流电源频率为50赫兹。
利用图中给出的数据可求出小车的加速度a=m/s2。
(结果保留两位有效数字)4.(2019四川攀枝花高一上期末)某同学用如图所示的实验装置验证牛顿第二定律。
(1)打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为50Hz,常用的电磁打点计时器和电火花打点计时器,使用的都是(填“直流电”或“交流电”)。
(2)下列说法中正确的是。
A.图中细线应保持与木板表面平行B.每次改变小车质量后都需要重新平衡摩擦力C.用盘和重物的总重力作为细线的拉力,对实验结果会产生误差D.为消除摩擦力对实验的影响,可以把木板的左端适当垫高(3)某同学在实验中,打出的一条纸带如图所示,他选择了几个计时点A、B、C、D、E作为计数点,相邻两计数点间还有4个计时点没有标出,其中x1=7.06cm、x2=7.68 cm、x3=8.30cm、x4=8.92cm,那么打B点时的瞬时速度大小是m/s;小车加速度的大小是m/s2。
高中物理一轮复习一课一练(十四) 探究加速度与力、质量的关系(含解析)
一课一练(十四) 探究加速度与力、质量的关系[基础训练]1．(2023·湖北广水实验学校月考)小王想测量家中自己锻炼用的两个不同沙袋的质量，他利用家中已有的如下器材进行测量：悬挂沙袋的轻质细绳、大小和质量均不计的光滑定滑轮、一套总质量为M ＝1 kg(各方块的质量已知)的玩具方块、毫米刻度尺、带有秒表软件的手机．请完成下列步骤．(1)如图所示，将两沙袋用轻绳连接后跨过定滑轮安装好，设右边沙袋A 的质量为m 1、左边沙袋B 的质量为m 2.(2)取出一定质量的玩具方块放入A 中，剩余玩具方块都放入B 中，放手后发现A 下降、B 上升．(3)用毫米刻度尺测出A 从静止下降的距离h ，用手机中的秒表软件测出A 下降距离h 所用的时间t ，则A 下降的加速度大小a ＝________(用h 和t 表示)．(4)从B 中取出部分玩具方块放入A 中，以改变A 中玩具方块质量m ，测量相应的加速度大小a ，得到多组m及a 的数据，利用图像处理数据．为使图像直观，应作出a 随________⎝⎛⎭⎫填“m ”或“1m ”变化的关系图线． (5)若图线的斜率k ＝2 m/(kg·s 2)，图线在纵轴上的截距b ＝1 kg·m/s 2，取重力加速度大小g ＝10 m/s 2，则m 1＝________kg 、m 2＝________kg.2．在“探究物体质量一定时，加速度与力的关系”实验中，小明同学做了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了用力传感器来测细线中的拉力．(取g ＝10 m/s 2)(1)关于该实验的操作，下列说法正确的是________．A ．必须用天平测出沙和沙桶的质量B ．一定要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量C ．应当先释放小车，再接通电源D ．需要改变沙和沙桶的总质量，打出多条纸带(2)本实验用的方法是________________________________________________．(3)由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图乙所示．则小车与轨道的滑动摩擦力F f＝________N.(4)小明同学不断增加沙子质量重复实验，发现小车的加速度最后会趋近于某一数值，从理论上分析可知，该数值应为________m/s2.3．(2024·安徽滁州月考)某实验小组设计了如图甲所示实验装置，探究滑块与长木板之间的动摩擦因数．将一端带有定滑轮且表面平整的长木板固定在水平桌面上，滑块置于长木板左端，滑块上面固定一个小遮光片．将滑块和托盘用轻细绳连接，在靠近托盘处连接力传感器，在长木板右侧某位置固定光电门，并连接好数字计时器．当地重力加速度为g.实验过程如下：(1)用游标卡尺测量遮光片的宽度，如图乙所示，则遮光片的宽度d＝________mm.(2)滑块静置于长木板上，记录遮光片中线在长木板上的投影位置，用刻度尺测量出该位置到光电门的水平距离x；用手托住托盘，将若干砝码置于托盘内，由静止释放托盘，当遮光片经过光电门时，数字计时器记录遮光时间为t，力传感器记录此过程中绳的拉力为F.(3)将滑块再次置于初始位置，增加砝码数量后，重复实验，记录数据．利用图像处理数据，作出F1t2图像如图丙所示，由图像可知其纵截距为b，斜率为k.(4)滑块和遮光片的总质量m＝________；滑块和长木板间的动摩擦因数μ＝________.(用题目所给物理量符号表示)[能力提升]4．某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来测量木块与平板间的动摩擦因数，其中平板的倾角θ可调．(1)获得纸带上点的部分实验步骤如下：A．测量完毕，关闭电源，取下纸带B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开木块C．把打点计时器固定在平板上，将木块尾部与纸带相连，使纸带穿过限位孔D．将木块靠近打点计时器上述实验步骤的正确顺序是________．(2)打点计时器的工作频率为50 Hz，纸带上计数点的间距如图乙所示．根据纸带求出木块的加速度a＝________m/s2(结果保留2位有效数字)．(3)若重力加速度g＝9.8 m/s2，测出斜面的倾角θ，查表知sin θ＝0.60，cos θ＝0.80，若木块的质量为m＝0.20 kg，则木块与平板间的动摩擦因数μ＝________(结果保留2位有效数字)．(4)若另一小组利用图甲装置验证了牛顿第二定律，则实验时通过改变________，验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；通过改变____________，验证力一定时，加速度与质量成反比的关系．5．(2024·广东六校联盟联考)小华同学设计如图甲所示的实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”创新实验．实验操作步骤如下：①挂上砝码盘和适量砝码，改变长木板的倾角，让带遮光片的小车沿长木板匀速下滑．②取下砝码盘和砝码，读出砝码的质量为m，小车和遮光片的总质量为M.让小车从靠近滑轮处沿长木板下滑，测出加速度a.③改变砝码质量和长木板倾角，多次测量，作出amg图像，得出amg的关系．(g为重力加速度)(1)用游标卡尺测量遮光片的宽度d，游标卡尺的示数如图乙所示，其读数为________cm.(2)在步骤①调节长木板倾角，让小车匀速下滑时，发现通过光电门A的时间大于通过光电门B的时间，应________(填“增大”或“减小”)长木板倾角．(3)该实验方案________(填“需要”或“不需要”)满足M≫m.(4)在下列A、B、C、D四幅图中，与该实验操作对应的amg图像应为________．答案及解析 1．解析：(3)A 下降距离h 所用的时间为t ，根据匀变速直线运动的位移公式可得h ＝12at 2，解得A 下降的加速度大小为a ＝2h t 2. (4)对沙袋A 、B 以及玩具方块组成的整体进行受力分析，根据牛顿第二定律可得(m ＋m 1)g －(M －m )g －m 2g ＝(m 1＋m 2＋M )a ，整理得a ＝2g m 1＋m 2＋M m ＋m 1－m 2－M m 1＋m 2＋Mg ，为使图像直观，应作出a 随m 变化的关系图线． (5)图线的斜率为k ＝2g m 1＋m 2＋M ，纵轴的截距为b ＝m 1－m 2－M m 1＋m 2＋Mg ，代入数据解得m 1＝5.5 kg ，m 2＝3.5 kg. 答案：(3)2h t2 (4)m (5)5.5 3.5 2．解析：(1)拉力可以由力传感器来测出，不需要用天平测出沙和沙桶的质量，也就不需要使沙和沙桶的总质量远小于小车的质量，故A 、B 错误；打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，故C 错误；该实验探究物体质量一定时加速度与力的关系，需要改变沙和沙桶的总质量，打出多条纸带，故D 正确．(2)本实验应用了控制变量法．(3)根据牛顿第二定律得2F －F f ＝Ma ，当a ＝0时，F f ＝2F ＝1.0 N.(4)设细线的拉力为T ，小车的加速度为a ，则根据牛顿第二定律，对沙和沙桶有mg －T ＝2ma ，对小车有2T －F f ＝Ma ，联立解得a ＝2mg －1M ＋4m ＝2g －1m M m＋4，当m 无穷大时，a ＝5 m/s 2. 答案：(1)D (2)控制变量法 (3)1.0 (4)53．解析：(1)游标尺的分度值为0.05 mm ，由题图乙可知，遮光片的宽度d ＝6 mm ＋14×0.05 mm ＝6.70 mm.(4)设滑块运动加速度为a ，由牛顿第二定律可得F －μmg ＝ma ，当遮光片经过光电门时，速度为v ＝d t ，由速度—位移关系可得v 2＝2ax ，整理可得F ＝md 22xt 2＋μmg (【小妙招】此处先推导出F 1t2的函数关系式，再利用数形结合法求质量和动摩擦因数)，由题图丙可知，md 22x ＝k ，μmg ＝b ，解得m ＝2kx d 2，μ＝bd 22kxg. 答案：(1)6.70 (4)2kx d 2 bd 22kxg4． 解析：(1)实验时首先要安装仪器，然后测量，最后整理实验仪器，则此实验步骤的正确顺序是CDBA.(2)根据Δx ＝aT 2，运用逐差法得a ＝Δx 5T 2＝15.70－9.00－9.00－3.905×0.022×10－2 m/s 2＝1.6 m/s 2. (3)根据牛顿第二定律得，mg sin θ－μmg cos θ＝ma ，解得μ＝0.55.(4)探究牛顿第二定律采取的是控制变量法，验证质量一定时，加速度与力成正比的关系，通过改变倾角来改变合外力．验证力一定时，加速度与质量成反比的关系，由于滑块下滑加速的力是由重力沿斜面向下的分力和摩擦力提供，所以要保证向下的合力不变，应该使mg sin θ－μmg cos θ不变，所以需要同时改变滑块的质量和斜面倾角．答案：(1)CDBA (2)1.6 (3)0.55 (4)斜面倾角 滑块的质量和斜面倾角5．解析：(1)20分度的游标卡尺的精度为0.05 mm ，遮光片的宽度为d ＝5 mm ＋7×0.05 mm ＝5.35 mm ＝0.535 cm.(2)小车通过光电门A的时间大于通过光电门B的时间，说明小车做加速运动，重力沿长木板的分力大于滑动摩擦力与砝码和砝码盘重力的合力，为了保证小车匀速下滑，则应减小长木板倾角．(3)实验第一步为挂上总质量为m1的砝码盘和适量砝码，改变长木板的倾角θ后，让质量为M的带遮光片的小车沿长木板匀速下滑，有Mg sin θ＝f＋m1g，第二步为取下砝码盘和砝码，让小车从靠近滑轮处沿长木板加速下滑，由牛顿第二定律有Mg sin θ－f＝m1g＝Ma，由此可知本实验利用等效替代法测出了小车的合外力为m1g，故不需要满足M≫m.(4)因砝码的质量为m，设砝码盘的质量为m0，则砝码盘和砝码的总质量满足m＋m0＝m1，由牛顿第二定律有(m＋m0)g＝Ma可得a＝m＋m0gM＝1M·mg＋m0gM，则amg图像为一次函数，纵截距为正值，故选C．答案：(1)0.535(2)减小(3)不需要(4)C。
4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系—【新教材】人教版(2019)高中物理必修必修第一册同步练习
第2节《实验：探究加速度与力、质量的关系》练习题（附答案）一、选择题（不定项）1. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，关于小车所受的合力，下列叙述中正确的是() A．小车所受合力就是所挂吊盘和砝码的重力B．小车所受合力的大小等于吊盘和砝码通过细绳对小车所施加的拉力C．只有平衡摩擦力后，小车所受合力才等于细绳对小车的拉力D．只有平衡摩擦力后，且小车的质量M远大于吊盘与砝码的总质量时，小车所受合力可以认为等于吊盘和砝码的重力2. 在用实验探究加速度和力及质量的关系时，下列关于实验的思路和数据分析，正确的是( ) A．实验的基本思路：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．实验的基本思路：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．在处理实验数据时，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3. 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4. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,为验证小车质量M不变时，a与F成正比．小车质量M和砂及桶的质量m分别选取下列几组数值：应该用哪组效果会好( )A．M=500g，m分别为50g、70g、100g、125gB．M=500g，m分别为20g、30g、40g、50gC．M=200g，m分别为50g、70g、100g、125gD．M=200g，m分别为30g、40g、50g、60g5．在本实验中，下列说法中正确的是()A．平衡摩擦力时，小盘应用细线通过定滑轮系在小车上，但小盘内不能装重物B．实验中无需始终保持小车和砝码的质量远远大于盘和重物的质量C．实验中如用纵坐标表示加速度，用横坐标表示小车和车内砝码的总质量，描出相应的点在一条直线上时，即可证明加速度与质量成反比D．平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力6．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列说法中正确的是()A．为了减小实验误差，悬挂物的质量应远小于小车和砝码的总质量B．为减小小车、纸带受到摩擦力对实验的影响，需把小车运动平面起始端略垫高C．实验结果采用描点法画图象，是为了减小误差D．实验结果采用a－1m坐标作图，是为了根据图象直观地作出判断7．在探究加速度与力、质量的关系的实验中，我们利用了“控制变量法”．当保持外力不变的情况下，由实验得出a－1m图象是通过原点的一条直线，这说明()A．物体的加速度大小与质量成正比B．物体的加速度大小与质量成反比C．物体的质量与加速度大小成正比D．物体的质量与加速度大小成反比8．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9．关于“探究加速度与力、质量的关系”的实验，下列说法正确的是()A．可在小车前端系一弹簧测力计，用于测重物通过细线对小车的拉力B．实验时应将长木板没有滑轮的一端适当垫高，不挂砂桶，接通打点计时器的工作电源，轻推小车，若所打纸带上的点迹均匀，则表明小车所受的摩擦力与小车的重力沿长木板向下的分力平衡C．改变小车的质量后，仍需重新平衡摩擦力D．已平衡摩擦力且满足小车的质量远大于砂桶的质量时，可认为小车所受合外力的大小等于砂桶重力10．如图所示，在探究加速度与力、质量的关系的演示实验中，若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F1、F2，车中所放砝码的质量分别为m1、m2，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x1、x2，则在实验误差允许的范围内，有()A．当m1＝m2、F1＝2F2时，x1＝2x2B．当m1＝m2、F1＝2F2时，x2＝2x1C．当m1＝2m2、F1＝F2时，x1＝2x2D．当m1＝2m2、F1＝F2时，x2＝2x111．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，后接通电源二、填空题12．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.F．保持小车的质量不变，依次改变________，重复步骤E.G．在每条纸带上选取一段比较理想的部分，计算出每条纸带的加速度a，分别记录在表格中．H．用纵坐标表示加速度a，横坐标表示力F，根据实验数据在坐标纸上描点，研究a与F的关系．I．保持________不变，依次在小车上加砝码，并在表格中记录小车和砝码质量m，重复步骤E 和步骤G，用纵坐标表示加速度a，横坐标表示________，根据实验数据在坐标纸上描点，研究a 与m的关系．13．在实验小车的受力F一定时，a与m的关系数据如下表所示．试根据表中数据回答下列问题.a/(m/s2) 2.01 2.66 3.23 3.98m/kg 2.00 1.50 1.25 1.00(1)作a－m的关系图象能否发现a与m的关系？为什么？怎样做才能发现a与m的关系？________________________________________________________________________(2)在坐标纸中画出a－1/m的关系图象；(3)根据a－1/m的关系图象，你能得出怎样的结论？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________14．表中是在探究加速度与力、质量关系的实验中所记录的部分数据.组别小车质量m/kg受力F/N加速度a/(m·s－2)10.50.2520.503 1.004 1.05 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________、________.《实验：探究加速度与力、质量的关系》答案1、CD2、ABC3、AD4、B5、D6、ABD7、B8、BD9、BD 10、A 11、12、B.不要 C ．远离滑轮；匀速直线运动 E ．M 远小于小车的总质量 F ．沙桶中沙的质量 I ．沙桶和沙的总质量；小车和砝码总质量的倒数13、(1)作a 与m 的关系图象，不能发现a 与m 的关系．根据表格可猜想到a 与m 可能成反比、也可能是a 与m 2成反比……，显然a －m 关系图线是曲线，凭肉眼是不能判断曲线是否是双曲线的．若xy ＝k (k 为不等于0的常数)，则作y －1x 的关系图线可化曲为直，故应通过作a －1/m 的关系图象研究．(2)a －1/m 关系图象如右图所示．(3)在小车所受合外力保持不变时，小车的加速度与质量成反比． 14、0.5 kg 0.5 kg 1.00 N 1.00 N。
【物理】2019届一轮复习人教版探究加速度与力、质量的关系学案(1)
第三章 牛顿运动定律1.从近几年的高考考点分布知道，本章主要考查考生能否准确理解牛顿运动定律的意义，能否熟练应用牛顿第二定律、牛顿第三定律和受力分析解决运动和力的问题；理解超重和失重现象，掌握牛顿第二定律的验证方法和原理．2．高考命题中有关本章内容的题型有选择题、计算题．高考试题往往综合牛顿运动定律和运动学规律进行考查，考题中注重与电场、磁场的渗透，并常常与生活、科技、工农业生产等实际问题相联系．3．本章是中学物理的基本规律和核心知识，在整个物理学中占有非常重要的地位，仍将为高考命题的重点和热点，考查和要求的程度往往层次较高.第13讲 探究加速度与力、质量的关系1.学会用控制变量法研究物理规律.2.学会灵活运用图象法处理物理问题的方法.3.探究加速度与力、质量的关系，并验证牛顿第二定律．基本实验要求1．实验原理(见实验原理图)(1)保持质量不变，探究加速度跟合外力的关系．(2)保持合外力不变，确定加速度与质量的关系．(3)作出a －F 图象和a －m1图象，确定其关系． 2．实验器材小车、砝码、小盘、细绳、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线两根、纸带、天平、米尺．3．实验步骤(1)用天平测出小车和盛有砝码的小盘的质量m 和m ′，把数据记录在表格中．(2)把实验器材安装好，平衡摩擦力．(3)在小盘里放入适量的砝码，把砝码和小盘的质量m ′记录在表格中．(4)保持小车的质量不变，改变砝码的质量，按上面步骤再做5次实验．(5)算出每条纸带对应的加速度的值并记录在表格中．(6)用纵坐标表示加速度a ，横坐标表示合外力，即砝码和小盘的总重力m ′g ，根据实验数据在坐标平面上描出相应的点，作图线．(7)用纵坐标表示加速度a ，横坐标表示小车质量的倒数，在坐标系中根据实验数据描出相应的点并作图线． 规律方法总结1．注意事项(1)平衡摩擦力：适当垫高木板的右端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车受到的阻力．在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，让小车拉着打点的纸带匀速运动．(2)不重复平衡摩擦力．(3)实验条件：m ≫m ′.(4)一先一后一按：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，再释放小车，且应在小车到达滑轮前按住小车．2．误差分析(1)因实验原理不完善引起的误差：本实验用小盘和砝码的总重力m ′g 代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力．(2)摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差．3．数据处理(1)利用Δx ＝aT 2及逐差法求a .(2)以a 为纵坐标，F 为横坐标，根据各组数据描点，如果这些点在一条过原点的直线上，说明a 与F 成正比．(3)以a 为纵坐标，m1为横坐标，描点、连线，如果该线过原点，就能判定a 与m 成反比. ★典型案例★ 如图所示为某同学测定木块A 与木板之间动摩擦因数的实验装置，A 上固定一个容器B ，B 和C 中可放置钩码，不计B 、C 的重力。
高考物理一轮复习 专题13 探究加速度与力、质量的关系(测)(含解析)-人教版高三全册物理试题
专题13 探究加速度与力、质量的关系【总分为：110分 时间：90分钟】实验题〔10题，每题11分， 共110分〕1．某同学设计了如下列图的装置来探究加速度与力的关系，弹簧测力计固定在一适宜的木板上，桌面的右边缘固定一支外表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，现缓慢将瓶中加水，直到木板刚刚开始运动位置，记下弹簧测力计的示数0F ，以此表示滑动摩擦力的大小，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1F ，然后释放木板，并用停表记下木板运动到PQ 的时间t ，〔1〕木板的加速度可以用d 、t 表示为a=______；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是________________________________。
〔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1F 的关系，如下图像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 、可以更方便地获取多组实验数据 C 、可以比拟准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 【答案】〔1〕22da t，屡次测量求平均值〔2〕c 〔3〕BC【名师点睛】解决此题的关键知道实验的原理以与实验需注意的事项，掌握平衡摩擦力的方法，注意不能将小盘用细绳通过定滑轮系在小车上，理解平衡摩擦力和M m 瓶木的操作和要求的含义． 2．某同学设计了一个探究加速度a 与物体所受合力F 与质量m 关系的实验，如下图甲为实验装置简图，电源交流电的频率为50 Hz 。
⑴图乙为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小a = m/s 2。
〔结果保存两位有效数字〕⑵保持砂和小砂桶的总质量不变， 改变小车质量m ，分别得到小车加速度a 与质量m 与对应的倒数m1，数据如下表所示：实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 加速度a /m·s－1.901.721.491.251.000.750.500.30〔图甲〕 〔图乙〕2质量m /kg 0.250.290.330.400.500.711.001.67质量倒数m1/kg －14.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60试在丙中绘制出a ～m1图线，并根据图线写出a 与m1之间的关系式： 。
备考2019年高考物理一轮复习文档：第三章 实验四 探究加速度与力、质量的关系 Word版含解析
实验四探究加速度与力、质量的关系板块一主干梳理·夯实基础实验原理与操作◆实验目的1．学会用控制变量法研究物理规律。
2．探究加速度与力、质量的关系。
3．掌握利用图象处理数据的方法。
◆实验原理探究加速度a与力F及质量M的关系时，应用的基本方法是控制变量法，即先控制一个参量——小车的质量M不变，讨论加速度a与力F的关系，再控制砝码和小盘的质量不变，即力F不变，改变小车质量M，讨论加速度a与M的关系。
◆实验器材打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有定滑轮的长木板，小盘、砝码、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺。
◆实验步骤1．称量质量——用天平测量小盘的质量m0和小车的质量M0。
2．装器材——按照如图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(即不给小车牵引力)。
3．平衡摩擦力——在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，反复移动薄木块的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速运动状态。
4．让小车靠近打点计时器，挂上小盘和砝码，先接通电源，再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑，打出一条纸带。
计算小盘和砝码的重力，即为小车所受的合外力，由纸带计算出小车的加速度，并把力和对应的加速度填入表1中。
5．改变小盘内砝码的个数，重复步骤4，并多做几次。
6．保持小盘内的砝码个数不变，在小车上放上砝码改变小车的质量，让小车在木板上滑动打出纸带。
计算砝码和小车的总质量M，并由纸带计算出小车对应的加速度，并将所对应的质量和加速度填入表2中。
7．改变小车上砝码的个数，重复步骤6，并多做几次。
表1◆数据处理1．计算加速度——先在纸带上标明计数点，测量各计数点间的距离，根据逐差法计算各条纸带对应的加速度。
2．作图象找关系——根据记录的各组对应的加速度a与小车所受牵引力F，建立直角坐标系，描点画a-F图象，如果图象是一条过原点的倾斜直线，便证明加速度与作用力成正比。
再根据记录的各组对应的加速度a与小车和砝码总质量M，建立直角坐标系，描点画a－1M 图象，如果图象是一条过原点的倾斜直线，就证明了加速度与质量成反比。
高考物理一轮复习 规范演练14 探究加速度与力、质量的关系(含解析)新人教版-新人教版高三全册物理试
规范演练14 探究加速度与力、质量的关系1．(2019·合肥测试)利用如图甲所示的装置做“验证牛顿第二定律〞的实验．图甲(1)除了图中所给的器材以与交流电源和导线外，在如下器材中，还必须使用的两种器材是________．A．秒表B．天平(含砝码)C．弹簧测力计D．刻度尺(2)甲同学实验时平衡摩擦力，按图示装置把实验器材安装好，先不挂重物，将小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器．用垫块把木板一端垫高，接通打点计时器，让小车以一定初速度沿木板向下运动．不断调节木板的倾斜度，使小车拖动纸带沿木板做________运动．(3)甲同学利用v-t图象求出每条纸带对应的加速度．他处理其中一条纸带时，求出每个计数点对应的速度，并将各点的速度都标注在了如图乙所示的坐标系中．请在坐标系中作出小车运动的v-t图象，并利用图象求出小车此次运动的加速度a＝________________m/s2.图乙(4)乙同学在验证小车加速度与所受拉力F的关系时，根据实验数据作出的a-F图象如图丙所示．发现图线不过原点，原因可能是________．图丙A ．木板一端垫得过高B ．木板一端垫得过低C ．盘和砝码的总质量太大了D ．盘和砝码的总质量太小了解析：(1)依据实验特点，此实验中不需要秒表和弹簧测力计；但是要用天平测量小车与盘的质量，用刻度尺测量纸带上计数点间距离，应当选项A 、C 错误，B 、D 正确．(2)平衡摩擦力后，小车将做匀速直线运动．(3)图象如下列图．由图线斜率表示加速度得a ＝0.74－0.260.5m/s 2＝0.96 m/s 2. (4)从图中发现直线没过原点，当F ＝0时，a ＞0，也就是说当绳子上没有拉力时小车有加速度，说明小车的摩擦力小于重力沿斜面向下的分力，该同学实验操作中木板一端垫得过高，应当选项A 正确，B 、C 、D 错误．答案：(1)BD(2)匀速直线(3)图见解析 0.96(4)A2．(2019·福建泉州一模)某兴趣小组用如下列图的装置测量滑块与木板之间的动摩擦因数μ，在一端带有定滑轮的水平长木板上固定A 、B 两个光电门，装有遮光片的滑块用跨过定滑轮的水平细绳与托盘相连．实验时，测出托盘和盘中砝码的总质量为m ，滑块的质量为M ，两光电门之间的距离为s ，遮光片的宽度为d ；让滑块由静止开始运动，记录遮光片通过A 、B两光电门的遮光时间分别为t 1、t 2，该小组用托盘和砝码的总重力来代替细绳对滑块的拉力，重力加速度为g .(1)滑块运动的加速度a ＝____________(用d 、t 1、t 2、s 来表示)．(2)滑块与木板间的动摩擦因数μ＝_______(用a 、m 、M 、g 表示)．(3)关于本实验的误差，如下说法正确的答案是________．A ．μ的测量值比真实值小B ．μ的测量值比真实值大C ．增加滑块的质量M 可减小实验误差D ．增加托盘和盘中砝码的总质量m 可减小实验误差解析：(1)从A 到B ，根据匀变速直线运动的规律⎝ ⎛⎭⎪⎫d t 22－⎝ ⎛⎭⎪⎫d t 12＝2as ，解得加速度a ＝12s ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫d t 22－⎝ ⎛⎭⎪⎫d t 12. (2)根据牛顿第二定律mg －μMg ＝Ma ，得μ＝mg －Ma Mg. (3)实验中忽略了托盘和砝码的质量m ，实际为μ＝mg －〔M ＋m 〕a Mg ，所以μ的测量值比真实值大，当m 远小于M 时，才可用托盘和砝码的总重力来代替绳对滑块的拉力，所以为减小实验误差，可增加M 或减小m ，故B 、C 正确，A 、D 错误．答案：(1)12s ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫d t 22－⎝ ⎛⎭⎪⎫d t 12(2)mg －Ma Mg(3)BC 3.某同学利用图a 所示实验装置与数字化信息系统获得了小车加速度a 与钩码的质量m 的对应关系图，如图b 所示．实验中小车(含发射器)的质量为200 g ，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器与与之相连的计算机得到．回答如下问题：(1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成______(选填“线性〞或“非线性〞)关系．(2)由图b可知，a-m图线不经过原点，可能的原因是_____________________________________________________.(3)假设利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比〞的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，如此实验中应采取的改良措施是______________，钩码的质量应满足的条件是_____________________________．解析：(1)根据图中描出的各点，作出的图象不是一条直线．(2)图象不过原点，有拉力但没有加速度，原因是摩擦力的影响．(3)完全平衡摩擦力之后，在满足钩码质量远小于小车质量的条件下，可以得出小车质量不变情况下加速度与作用力成正比的结论．答案：(1)非线性(2)实验之前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够(3)实验之前做好平衡摩擦力工作远小于小车质量4．(2019·福州期末)某实验小组应用如下列图装置探究加速度与物体受力的关系，小车的质量为M，将砝码与砝码盘的总质量记为m，打点计时器所接的交变电流的频率为f，定滑轮和动滑轮的质量与其与细线间的摩擦可忽略不计．实验步骤如下：①如图甲所示安装好实验装置，其中与定滑轮与弹簧测力计相连的细线竖直．图甲②调节砝码盘中砝码的质量，轻推小车，使小车能沿长木板匀速运动，记下此时弹簧测力计示数F0.③增加砝码盘中砝码的质量，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，记下弹簧测力计示数F1，由纸带求出小车的加速度a1.④继续增加砝码盘中砝码的总质量，重复步骤③，求得小车在不同合力作用下的加速度．(1)对于该实验方案，如下说法正确的答案是________．A．②步骤中一定要将木板左端垫高B．与小车相连的细线与长木板一定要平行C．实验过程中一定要保持M≫mD．小车在运动中，所受到的合力等于弹簧测力计示数F减去小车匀速下滑时弹簧测力计示数F0，即F合＝F－F0(2)实验中找出的其中一条纸带如图乙所示(每隔4个点取一个计数点)，如此打点计时器在打计数点2时，小车速度大小为________，小车的加速度大小为________．(均用字母s1、s2和交变电流频率f表示)图乙(3)假设s1＝6.00 cm，s2＝6.87 cm，s3＝7.75 cm，s4＝8.64 cm，f＝50 Hz.如此小车的加速度a＝________m/s2(结果保存两位有效数字)．(4)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的关系图象，如图丙所示，与本实验相符合的是________．AB CD图丙解析：(1)本实验步骤中，测出了小车匀速运动时弹簧测力计的示数F 0，此即为小车所受摩擦力的大小，不需要再平衡摩擦，选项A 错误；为了保证小车所受合外力大小等于弹簧测力计的示数，与小车相连的细线与长木板一定要平行，选项B 正确；本实验中细线的拉力可以直接测出，不用保持M ≫m ，选项C 错误；根据实验原理，小车在运动中，所受的合力等于弹簧测力计示数F 减去小车匀速运动时弹簧测力计示数F 0，即F 合＝F －F 0，选项D 正确．(2)根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得v 2＝s 1＋s 210T ＝〔s 1＋s 2〕f 10，加速度a ＝s 2－s 125T2＝ 〔s 2－s 1〕f 225. (3)小车的加速度a ＝〔s 4＋s 3〕－〔s 2＋s 1〕4T2＝0.88 m/s 2. (4)由F －F 0＝Ma 变形可得a ＝1M F －F 0M， 可知选项C 正确．答案：(1)BD(2)〔s 1＋s 2〕f 10〔s 2－s 1〕f 225(3)0.88(4)C5．(2019·银川一模)某同学设计了一个如图1所示的装置测定滑块与木板间的动摩擦因数，其中A 为滑块，B 和C 是质量可调的砝码，不计绳和滑轮的质量与它们之间的摩擦，装置水平放置．实验中该同学在砝码总质量(m ＋m ′＝m 0)保持不变的条件下，改变m 和m ′的大小，测出不同m 下系统的加速度a ，然后通过实验数据的分析就可求出滑块与木板间的动摩擦因数．(1)该同学手中有打点计时器、纸带、质量且可随意组合的砝码假设干、滑块、一端带有定滑轮的长木板、细线，为了完本钱实验，得到所要测量的物理量，还应有________．A ．秒表B ．毫米刻度尺C ．天平D ．低压交流电源(2)实验中，该同学得到一条较为理想的纸带，如图2所示，从清晰的O 点开始，每隔4个点取一个计数点(中间4个点没画出)，分别记为A 、B 、C 、D 、E 、F ，各计数点到O 点的距离为OA ＝1.61 cm 、OB ＝4.02 cm 、OC ＝7.26 cm 、OD ＝11.30 cm 、OE ＝16.14 cm 、OF ＝21.80 cm ，打点计时器打点频率为50 Hz ，如此由此纸带可得到打E 点时滑块的速度v E ＝____________m/s ，此次实验滑块的加速度a ＝________m/s 2(结果均保存两位有效数字)．(3)在实验数据处理中，该同学以m 为横轴，以系统的加速度a 为纵轴，绘制了如图3所示的实验图线，结合本实验可知滑块与木板间的动摩擦因数μ＝______(g 取10 m/s 2)．解析：(1)打点计时器通过打点即可知道时间，故不需要秒表，故A 错误；实验需要测量两点之间的距离，需要毫米刻度尺，故B 正确；本实验中可以不测滑块的质量，而且砝码的质量，天平可以不选，故C 错误；打点计时器要用到低压交流电源，故D 正确．(2)每隔4个点取一计数点，相邻计数点之间的时间间隔为0.1 s ，故用平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得：v E ＝OF －OD 2T ＝21.80－11.300.2×10－2 m/s ≈0.53 m/s 加速度a ＝OF －OC －OC 9T2＝0.81 m/s 2. (3)对ABC 系统应用牛顿第二定律可得a ＝mg －μ〔M ＋m ′〕g M ＋m 0＝mg 〔1＋μ〕M ＋m 0－μg 所以a-m 图象中，纵轴的截距为－μg ，故－μg ＝－3 m·s －2，μ＝0.3.答案：(1)BD(2)0.530.81(3)0.3 6．(2019·贵阳一模)如图甲所示，质量为m 的滑块A 放在气垫导轨上，B 为位移传感器，它能将滑块A 到传感器B 的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A 的速率—时间(v-t )图象，整个装置置于高度h 可调节的斜面上，斜面长度为l .图甲 图乙(1)假设用此装置来验证牛顿第二定律，通过改变________，验证质量一定时加速度与力成正比的关系，通过改变___________________________________________________可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系(重力加速度g 的值不变)．(2)给滑块A 沿气垫导线向上的初速度，其v-t 图线如图乙所示，从图线可得滑块A 下滑时的加速度大小a ＝________m/s 2(结果保存一位有效数字)．解析：(1)牛顿第二定律研究的是加速度与合外力和质量的关系．当质量一定时，可以改变力的大小，当斜面高度不同时，滑块受到的力不同，可以探究加速度与合外力的关系．因为滑块下滑加速的力是由重力沿斜面向下的分力提供，所以要保证向下的分力不变，应该使mg ·h l不变，所以应该调节滑块的质量与斜面的高度，且使mh 不变． (2)在v-t 图象中斜率代表加速度，故a ＝Δv Δt ＝2－00.5m/s 2＝4 m/s 2. 答案：(1)高度h 滑块的质量与斜面的高度，且使mh 不变 (2)4。
高中物理人教版2019必修一习题答案第4章运动和力的关系2.实验：探究加速度与力、质量的关系
2.实验：探究加速度与力、质量的关系必备知识基础练1.图甲为探究加速度与力、质量的关系的实验装置。
(1)在补偿阻力的过程中，若所有的操作均正确，打出的纸带如图乙所示，根据纸带点迹可判断应适当(选填“减小”或“增大”)木板的倾角，直至小车匀速运动；(2)补偿阻力后，当满足小车质量m0远大于钩码质量m的条件时，小车所受的合力可近似等于钩码的重力。
实验中，当所挂钩码数量一定时，研究小车加速度a与其质量m0的关系，由于未满足上述质量条件，实验结果得到的图像可能是；(3)图丙为实验中打出的一条纸带，纸带上有七个相邻的计数点，每个相邻计数点间有4个点未标出，经测量：x AB=4.21cm、x BC=4.63cm、x CD=5.04cm、x DE=5.50cm，x E=5.92cm，x FG=6.35cm。
F已知电源的频率为50Hz，则小车的加速度a=m/s2。
(结果保留2位有效数字)丙2.(2022山东菏泽高一期末)某同学用带有滑轮的长木板、小车、打点计时器、沙和沙桶等，做探究物体的加速度与力的关系的实验。
甲乙丙(1)图甲为其安装的实验装置，在该装置中有一处明显的错误，是(选填“a”“b”“c”或“d”)处。
(2)纠正错误后，正确操作实验中打出了一条纸带，从比较清晰的点开始，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点没有标出，测出各计数点到A点的距离，如图乙所示。
已知打点计时器工作电源的频率为50Hz，则此次实验中打C点时小车运动的速度v C=m/s，小车的加速度a=m/s2(结果保留两位有效数字)。
(3)实验时改变沙桶内沙的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度，根据测得的多组数据画出a-F关系图像，如图丙所示。
图线的上端明显偏离直线，造成此现象的主要原因是(选填下列选项的序号)。
A.小车与平面轨道之间存在摩擦B.平面轨道倾斜角度过大C.所挂沙桶和沙的总质量过大D.所用小车的质量过大关键能力提升练3.(2022广西玉林模拟)图甲为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。
高一物理人教版(2019)必修第一册同步学典：(15)实验：探究加速度与力、质量的关系
人教版（2019）高中物理必修第一册同步学典（15）实验：探究加速度与力、质量的关系1、关于利用打点计时器和小车做探究加速度与力、质量的关系的实验,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2、关于"探究加速度与力、质量的关系"的实验，下列说法正确的是( )A.可在小车前端系一弹簧测力计,用于测重物通过细线对小车的拉力B.实验时应将长木板没有轮滑的一端适当垫高,不挂砂桶,接通打点计时器的工作电源,轻推小车,若所打纸带上的点迹均匀,则表明小车所受的摩擦力与小车的重力沿长木板向下的分力平衡C.改变小车的质量后,仍需重新平衡摩擦力D.已平衡摩擦力且满足小车的质量远大于砂桶的质量时,可认为小车所受合外力的大小的等于砂桶重力3、某同学在“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,调节其倾角,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.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D.在探究加速度a与拉力F的关系时,为了直观地判断两者间的关系,应作出1aF图像4、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,对该同学操作的评价,下列选项正确的是( )A.应使用4~6V的交流电源B.打点计时器应固定于长木板没有滑轮的一端,且小车紧靠打点计时器停放C.应调节滑轮的髙度使得细线与木板平行D.应调节长木板的倾角以平衡摩擦力5、如图所示为“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验,图中上下两层水平轨道光滑.实验时把两辆小车前端细线所挂砝码盘和砝码的重力作为小车所受的拉力,通过控制装置使小车同时开始运动,然后同时停止.1.安装实验装置时,应调整滑轮的高度,使细线__________.2.本实验通过比较小车的位移来比较小车的加速度的大小,能这样比较的理由是( )A.两小车运动时间相同,加速度与位移成反比B.两小车运动时间相同,加速度与位移成正比C.两小车运动位移相同,加速度与时间成正比D.两小车运动位移相同,加速度与时间成反比3.下列结论与实验事实相符的是( )A.小车所受拉力相同时,小车质量越大,加速度越大B.小车所受拉力相同时,小车质量越小,加速度越大C.小车的质量相同时,砝码盘与砝码重力越大,加速度越大D.小车的质量相同时,缺码盘与祛码重力越小,加速度越大6、在实验小车的质量m —定时，小车的加速度a与合外力F的关系的有关数据如下表所示。
高一上学期物理人教版(2019)必修第一册4.2探究加速度与力质量的关系 同步练习同步讲义
2021-2022人教版（2019）高一物理必修一4.2探究加速度与力质量的关系一、单选题1．物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科，在物理学的探索和发现过程中科学家们运用了许多研究方法，例如：理想化模型法、控制变量法、极限思维法、等效法微元法、放大法等等。
以下关于物理学研究方法的叙述中误的是（）A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是理想化模型法B．在探究加速度与力、质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系再保持力不变研究加速度与质量的关系，该实验运用了控制变量法C．根据速度定义式xvt∆=∆，当t∆→0时，xt∆∆就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法D．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，再把各小段位移相加，这里运用了等效法2．关于物理学思想方法，下列说法中正确的是（）A．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，每一段近似看成匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里运用了等效替代法B．在研究加速度a和外力F，质量m的关系时，主要应用了理想模型的方法C．“验证力的平行四边形定则”时，主要应用了理想实验方法D．在定义“速度”、“加速度”、“密度”等物理量时，主要应用了比值法定义物理量3．如图是用阻力补偿法“探究加速度与力的关系”的实验装置，小车的前端固定有拉力传感器，跨过定滑轮的轻绳一端固定于传感器，另一端与装有砝码的托盘相连。
实验中保持小车质量不变，改变砝码的质量，测出绳中拉力大小F与相应的加速度大小a，作出a－F图像，下列图像中正确的是（）A．B．C．D．4．下列说法中，不正确．．．的是（）A．随着科技的进步，牛顿第一定律可用实验验证B．探究加速度与力、质量关系的实验，运用的是控制变量法C．用质点来代替有质量的物体是采用了理想模型的方法D．加速度表达式a＝vt∆∆是利用比值法得到的定义式5．某实验小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系，下列做法正确的是（）A．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源B．调节滑轮的高度，使拉木块的细绳与长木板保持平行C．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上D．通过增减木块上的砝码改变质量时，需要重新调节木板倾斜度来平衡木块受到的滑动摩擦力6．下列表述不符合物理学史实或科学方法的是（）A．伽利略利用逻辑推理说明了重物与轻物下落得同样快，并巧妙运用“冲淡”重力的斜面实验结果合理外推得出了此结论B．亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体才能运动：没有力的作用，物体就要静止在某一个地方C．力学中引入了质点的概念，运用了理想化模型的方法，只有物体体积很小的情况下才能将物体视为质点D．在探究加速度与力的关系时，保持小车质量不变，通过改变槽码的个数来改变小车所受的拉力，运用了控制变量的方法7．用如图所示的装置探究加速度与力的关系时，补偿阻力后，用槽码的重力代替细线的拉力，通过分析可知，这种代替是有误差的。
4.2 加速度与力、质量的关系 —【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册练习
第四章第二节加速度与力、质量的关系同步练习【基础训练】1．为了研究加速度跟力和质量的关系，应该采用的研究实验方法是（）A．控制变量法B．假设法C．理想实验法 D．图象法1．A2．按实验要求装置好器材后，应按一定步骤进行实验，下列操作步骤的安排顺序不尽合理，请按合理的顺序将字母代号填写在下面横线上____________________．A．保持砂桶里砂子的质量不变，在小车里加砝码，测出加速度，重复几次．B．保持小车质量不变，改变砂桶里砂子的质量，测出加速度，重复几次．C．用天平测出小车和小桶的质量．D．平衡摩擦力，使小车近似做匀速直线运动．E．挂上小桶，放进砂子，接通打点计时器的电源，放开小车，在纸带上打下一系列的点．F．根据测量的数据，分别画出a-F和a一1m图象．G．在每条已打点的纸带上，选取比较理想的部分，算出加速度．2. ＤＣＥＢＡＧＦ3.在验证牛顿第二定律关于作用力一定时，加速度与质量成反比的实验中，以下做法错误的是：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，再接通打点计时器电源D．求小车加速度时，可用天平测出装砂小桶(或砝码)质量时以及小车的质量M，直接用公式a=/MMg求出．3.解析：平衡摩擦力时，不应将装砂的小桶(或盘)及通过定滑轮连在小车上，而是在木板后垫上适当厚度的薄片，无需每次都平衡摩擦力．C 应先接打点计时器电源再放开小车．故C 错．D 加速度只能从纸带提供的数据通过计算得出．D 错．答案：ACD4.在探索a 与F 、m 关系的实验中备有下列器材： A ．打点计时器 B ．天平 C ．秒表 D ．低压交流电源 E ．电池F ．纸带G ．细绳、砝码、小车、砂和桶 H ．薄木板其中多余的器材是_______________． 缺少的器材是____________________． 4. 解析：C E ，附有定滑轮的长木板、刻度尺．【能 力 提 高】5．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，该关系图象应选用（） A ．a -m 图象B ．m-a 图象C ．ma 1-图象 D ．a m-1图象 5． C6．如果ma 1-图象是通过原点的一条直线，则说明（ ）A．物体的加速度a与质量m成正比B．物体的加速度a与质量成反比C．物体的质量m与加速度a成正比D．物体的质量与加速度a成反比6．B7．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，将测得的加速度a和力F的关系的有关资料记录在表1中，将测得的反映加速度a和质量m关系的资料列在表2中.表1a (m·s-2) 1.98 4.06 5.95 8.12F(N) 1.00 2.00 3.00 4.00表2a （m·s-2.04 2.663.23 3.982)1/m(kg-1) 0.50 0.67 0.80 1.00(1)根据表中所列数据，在甲、乙图中分别画出a-F图象和a-1图象.m(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1的关m系为__________________.(3)由a-F图象可知m=__________．图象可知F=________．(4)由a-1m图象分别如答图4—1甲、乙所示7．(1)a-F图象和a一1m(2)正比关系；反比关系(3)0.50kg(4)4.02N8．某同学做探究加速度与力、质量的关系的实验，在平衡摩擦力时把木板的一端垫得过高，所得的a—F图象为图4—16中的（）A. (a)图B. (b)图C. (c)图D. (d)图8.C9．一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图(1)所示，图(2)是打出的纸带的一段。
2019年高考物理一轮复习精品资料实验四 探究加速度与力、质量的关系(押题专练) 含解析
2019年高考物理一轮复习精品资料1．用电磁打点计时器、水平木板(包括定滑轮)、小车等器材做“研究小车加速度与质量的关系”的实验，如图是某学生做该实验时小车即将释放之前的实验装置图；该图中有4处错误，它们分别是：(1)________________________________________________________________________；(2)__ ______________________________________________________________________；(3)________________________________________________________________________；(4)________________________________________________________________________。
答案见解析解析(1)水平木板左端未适当垫高来平衡摩擦力。
(2)电源要用低压交流电源。
(3)小车应靠近打点计时器。
(4)连接沙桶的细线通过定滑轮后应与木板平行。
2．某物理兴趣小组利用图示实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验。
(1)在平衡摩擦力后，要使细线的拉力可近似认为等于砝码盘及盘中砝码受到的总重力，小车的质量M和砝码盘及盘中砝码的总质量m应满足的条件是________。
(2)下列实验操作中，正确的是________。
(填正确选项前的字母)A．调节定滑轮的高度，使牵引小车的细线与长木板表面保持平行B．每次小车都要从同一位置开始运动C．实验中应先放小车，然后再接通打点计时器的电源D．平衡摩擦力后，通过增减小车上的砝码改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力答案(1)M≫m(或m≪M) (2)AD3．某实验小组利用如图所示的装置进行验证：当质量m一定时，加速度a与力F成正比的关系，其中F＝m2g，m＝m1＋m2(m1为小车及车内砝码的总质量，m2为桶及桶中砝码的总质量)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
探究加速度与力、质量的关系
1．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，现缓慢将瓶中加水，直到木板刚刚开始运动位置，记下弹簧测力计的示数0F ，以此表示滑动摩擦力的大小，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1F ，然后释放木板，并用停表记下木板运动到PQ 的时间t ，
（1）木板的加速度可以用d 、t 表示为a=______；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是________________________________。
（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1F 的关系，下列图像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 【答案】（1）2
2d
a t
，多次测量求平均值（2）c （3）BC 2．某同学设计了一个探究加速度a 与物体所受合力F 及质量m 关系的实验，下图甲为实验装置简图，电源交流电的频率为50 Hz 。
⑴图乙为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小a = m/s 2。
（结果
（图甲） （图乙）
保留两位有效数字）
⑵保持砂和小砂桶的总质量不变， 改变小车质量m ，分别得到小车加速度a 与质量m 及对应的倒数
m
1
，数据如下表所示：
试在丙中绘制出a ～
m 1图线，并根据图线写出a 与m
1
之间的关系式： 。
该同学根据实验数据作出了如右图丁所O 的主要原因是： 。
[来源:Z,xx,]
【答案】（1）3.2 （2）a=1/2m (3)平衡不足
3．某同学利用如图装置探究加速度与合外力的关系。
利用力传感器测量细线上的拉力。
按照如下步骤操作：
①安装好打点计时器和纸带，调整导轨的倾斜程度，平衡小车摩擦力；
②细线通过导轨一端光滑的定滑轮和动滑轮，与力传感器相连，动滑轮上挂上一定质量的钩码，将小车拉到靠近打点计时器的一端；
③打开力传感器并接通打点计时器的电源（频率为50 Hz 的交流电源）； ④释放小车，使小车在轨道上做匀加速直线运动；
⑤关闭传感器，记录下力传感器的示数F ；通过分析纸带得到小车加速度a ； ⑥改变钩码的质量，重复步骤①②③④⑤； ⑦作出a-F 图象，得到实验结论。
（1）某学校使用的是电磁式打点计时器，在释放小车前，老师拍下了几个同学实验装置的部分细节图，下列图中操作不正确的是 。
（2）本实验在操作中是否要满足钩码的质量远远小于小车的质量？ （填写“需要”或“不需要”）；某次释放小车后，力传感器示数为F ，通过天平测得小车的质量为M ，动滑轮和钩码的总质量为m ，不计滑轮的摩擦，则小车的加速度理论上应等于 。
A ．M F a 2=
B ．M F a =
C ．M
a 2F
-mg = D ．M F a 2=
（3）下图是某次实验测得的纸带的一段，可以判断纸带的 （填“左”或“右”）端与小车连接，在打点计时器打下计数点6时，钩码的瞬时速度大小为 m/s （保留两位有效数字）。