高考物理(人教版)复习知识点练习卷含答案解析——探究加速度与力、质量的关系

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）22d 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： 。

⑶若保持小车质量不变，改变砂和小砂桶的总质量，该同学根据实验数据作出了如右图丁所示的加速度a 随合力F 的变化图线，则该图线不通过原点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；

（图丁） －2.0 3.0 4.0（图

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）。

【答案】（1）ABC；（2）不需要；B；（3）左；0．73—0．75

4．某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，设计出如下的实验方案，其实验装置如图所示．已知小车质量M＝214.6 g，砝码盘质量m0＝7.8 g，所使用的打点计时器交流电频率f＝50 Hz.其实验步骤是：

A．按图中所示安装好实验装置；

B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；

C．取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m；

D．将小车置于打点计时器旁，先接通电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度a；

E．重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码的质量，重复B－D步骤，求得小车在不同合外力F作用下的加速度．

回答下列问题：

（1）按上述方案做实验，是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？________（填“是”或“否”）．

（2）某同学将有关测量数据填入他所设计的如下表格中

________________________________________，从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是________________________，其大小为________．

【答案】（1）不需要（2）在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力、砝码盘的重力、砝码盘的重力大小、0.08N

5．在探究物体的加速度与物体所受外力、物体质量间的关系时，采用如图所示的实验装置，小车以及车中的砝码质量用M表示，盘以及盘中的砝码质量用m表示。

（1）实验过程中，电火花计时器接在频率为f=50Hz的交流电源上，调整定滑轮高度，使细线与长木板平行。

（2）若已平衡好摩擦，在小车做匀加速直线运动过程中，绳子拉力

T

F=________，当M与m的大小关系满足_______时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力。（3）某小组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验，其具体操作步骤如下，以下做法正确的是___________。

A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上

B．每次改变小车的质量时，需要重新平衡摩擦力

C．实验时，先接通打点计时器的电源，再放开小车

D．用天平测出m以及M，小车运动的加速度可直接用公式

mg

a

M

求出

（4）某小组同学保持小车以及车中的砝码质量M一定，探究加速度a与所受外力F的关系时，由于他们操作不当，这组同学得到的a-F关系图像如图所示，①图线不过原点的原因是__________；②图线上端弯曲的原因是__________________。

（5）某小组在操作完全正确且满足（2）中质量关系的情况下，下图为实验时小车在长木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻计数点间