高一物理探究加速度与力、质量的关系测试题
人教版高一物理必修一《实验题》专项练习题(含答案)
人教版高一物理必修一《实验题》专项练习题（含答案）1．“探究加速度与力质量的关系”的实验主要采用的方法是_____（填“理想实验法”或“控制变量法”），作出如图所示的1am图像，由图可知，a与m成_____（填“正比”或“反比”）。
2．如图甲所示，点光源位于S，右侧为竖直放置屏幕的横截面，P点位于S与屏幕之间中点，且SP连线垂直于屏幕。
让一个小球从P点静止释放，光照射小球在屏幕上形成影子，影子在屏幕上的移动情况被数码相机连拍功能拍摄下来。
图乙为拍摄到影子下落过程中的部分图像，已知该数码相机每秒拍摄10次，空气阻力忽略不计。
（1）影子运动至位置C时的速度为___________m/s；此时小球的速度为_________m/s。
(保留两位有效数字)（2）若影子的v—t图像如图丙所示，可求得当地重力加速度g=___________。
(用字母表示)3．利用打点计时器和小车来做“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示。
(1)关于本实验的操作，下列说法正确的是______（填序号）。
A．本实验应用比值定义法B．砝码和砝码盘的总质量越大，实验误差越小C．平衡摩擦力时，应将砝码盘用细线跟小车连在一起D．本实验应先接通打点计时器再释放小车(2)在探究加速度与力的关系的实验中，得出的a－F图线如图所示，发现图线既不过原点，又不是直线，原因可能是__________（填序号）。
A．没有完全平衡摩擦力，且小车质量较大B．平衡摩擦力过度，且小车质量较大C．没有完全平衡摩擦力，且砝码和砝码盘的总质量较大D．平衡摩擦力过度，且砝码和砝码盘的总质量较大(3)如图为某次实验所得的纸带，已知打点计时器的时间间隔为0．02s，相邻计数点间还有四个点未画出，从图中可计算出小车的加速度为________m/s2（保留2位有效数字）。
4．小明在用打点计时器“研究小车的匀变速直线运动”的实验时，得到一条纸带如图甲所示．在纸带上选择0、1、2、3、4、5共6个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出．纸带旁并排放着带有最小分度值为1毫米的刻度尺，刻度尺的零刻度线跟“0”计数点对齐．（1）小明使用的是6V的学生交流电源，则所需选取的打点计时器如图_______（填“乙”或“丙”）；打点计时器的打点周期为_______，图中相邻两计数点的时间间隔T= ；（2）根据纸带可判定物体做直线运动（选填“匀加速”、“匀减速”或“匀速”）．（3）由图甲可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离，并填入下面表格中：距离测量值／cms1 1.20s2s312.00（4）小车通过计数点“2”的瞬时速度表达式为v2= （用字母T、s1、s2、s3表示，不一定全用上），代入数据得 m/s；小车做匀加速运动的加速度a= m/s2．（计算结果保留两位有效数字）（5）小明根据实验数据绘出如图丁所示的s-t2图线（s为各计数点至起点0的距离），则图像的斜率表示．5．如图甲所示为“验证力的平行四边形定则”的实验装置图，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳．(1)关于此实验，下列说法中正确的是________．A．同一次实验中，O点位置不允许变动B．实验中，只需记录弹簧测力计的读数和O点的位置C．拉橡皮筋的细绳适当长些D．橡皮筋弹性要好，拉结点到达某一位置O时，拉力要适当大些(2)某同学已画出某次实验中两弹簧测力计拉力的示意图及两个拉力的合力F，如图乙所示，这个合力F是力F1和F2合力的________(填“理论值”或“实际值”)，如果用“”作为标度，则该同学量出的F的值为________(结果保留3位有效数字)．6．如图甲所示，一与电脑连接的拉力传感器固定在竖直墙壁上，通过细绳拉住一放在长木板上的小铁块，细绳水平伸直，初始时拉力传感器示数为零。
实验：探究加速度与力、质量的关系 高一上学期物理人教版(2019)必修第一册
4.2《实验：探究加速度与力、质量的关系》同步练习一、选择题1.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（）A .B .C .D .2.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﹣1/F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3.某同学研究“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受力的关系”的实验，根据数据画出a﹣F图象如图所示，该同学在实验中出现的问题可能是（）A .摩擦力没有平衡B .长木板的倾斜角过大C .小车的质量发生了变化D .绳子拉力方向没有与长木板平行4.小明用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系，实验中不需要的操作是（）A .先接通电源，后释放小车B .用秒表测出小车运动的时间C .调节定滑轮的高度，使细绳与长木板平行D .将长木板右端垫高，平衡小车和纸带受到的摩擦力5.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6.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列做法中正确的是（）A .实验时，先接通打点计时器电源，再放开小车B .平衡摩擦力时，应将装砝码的砝码盘用细绳通过定滑轮系在小车上C .改变小车的质量再次进行实验时，需要重新平衡摩擦力D .砝码及砝码盘所受重力就是小车做加速运动的拉力7.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8.（多选）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9.（多选）关于图示力学实验装置，下列说法中正确的是（）A .用此装置“研究匀变速直线运动”时需要平衡摩擦力B .用此装置“探究小车的加速度与外力的关系”时，若用钩码的重力代替细线对小车的拉力，应保证钩码质量远小于小车质量C.用此装置“探究小车的加速度与外力的关系”时，平衡摩擦力时，先不挂砂桶，反复调整垫木的位置，轻推小车，直到小车做匀加速直线运动D.用此装置“探究小车的加速度与外力的关系”时，保持小车质量不变，用装有细砂的砂桶通过定滑轮拉动小车，打出纸带。
4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系-2020-2021学年上学期高一物理(人教版必修第一册)
人教版新教材 物理必修第一册 第四章《运动和力的关系》4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系精选练习一、夯实基础1.(2019-2020学年·平谷期末)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，当作用力一定时(小盘和砝码的重力不变)，探究加速度与质量的关系，以下说法中正确的是( ) A ．平衡摩擦力时，应将小盘和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，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 ．小车运动的加速度可用天平测出小车的质量m 和小盘与砝码的总质量m 0，直接用公式a ＝m 0m g 求出【答案】B【解析】在平衡摩擦力时，不应将小盘和砝码用细绳通过定滑轮连在小车上，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即可，故选项A 错误，选项B 正确；操作时应先接通打点计时器的电源再放开小车，故选项C 错误；牛顿第二定律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，故选项D 错误． 2．通过小车在拉力作用下的加速运动，来探究加速度、力和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、力和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、力和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、力和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、力和质量三者之间的关系 【答案】D.【解析】：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、力和质量三者之间的关系．所以，只有选项D 正确． 3．(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 【答案】BD.【解析】：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 3.4.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 2B ．当m 1＝m 2、F 1＝2F 2时，x 2＝2x 1C ．当F 1＝F 2、m 1＝2m 2时，x 1＝2x 2D ．当F 1＝F 2、m 1＝2m 2时，x 2＝2x 1 【答案】A.【解析】：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． 5．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”的实验装置图，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 【答案】(1)正比 反比 (2)B【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下拖动纸带做匀速直线运动，A错．实验中采用控制变量法，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要控制拉力不变，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．6.(2019-2020学年·浙江高一模拟)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6 V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．(2)在上述步骤中，有错误的是________，应把________改为________．(3)在上述步骤中，处理不恰当的是________，应把________改为________．【答案】(1)平衡摩擦力B(2)D 6 V电压的蓄电池 6 V以下交流电压的学生电源(3)G a－M a－1M 【解析】实验中把小桶及其中砂子的重力看作与小车所受拉力大小相等，没有考虑摩擦力，故在悬挂砂桶前必须平衡摩擦力．电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上时不能打点，必须接在6 V以下交流电压的学生电源上．作a－M关系图像，得到的是双曲线的一支，很难做出正确的判断，必须“化曲为直”，改作a－1M关系图像．7.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6是计数点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出，打点计时器频率为50 Hz)，计数点间的距离如图所示．(1)根据图中数据计算的加速度a ＝________m/s 2；(保留三位有效数字)(2)为减小误差，该实验要求小车的质量M 跟槽码质量m 的关系是M ________m . 【答案】(1)0.496 (2)≫【解析】(1)由题意可得计数点间的时间间隔为T ＝0.1 s ，由匀变速直线运动规律得 a ＝x 6＋x 5＋x 4－x 3－x 2－x 19T 2≈0.496 m/s 2.8.(2019-2020学年·东胜校级月考)为了探究“加速度与力、质量的关系”，现提供如图1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2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3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/s 2(结果保留两位有效数字)．【答案】：(1)D (2)D (3)3.2【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 ＝at 2可知，加速度为：a ＝s CE －s AC 4t 2＝（7.21＋7.72）－（6.19＋6.70）4×0.042×10－2 m/s 2≈3.2 m/s 2.二、提升训练1.(2019-2020学年·醴陵高一期末)在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时，采用如图所示的实验装置，小车及车中的砝码的总质量用M 表示，盘及盘中的砝码的总质量用m 表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带上的由打点计时器打出的点计算得出．(1)当M 与m 的大小关系满足________时，才可以认为细线对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力． (2)一组同学在保持盘及盘中的砝码质量一定的情况下，探究加速度与小车质量的关系．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线绕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 ．用天平测出m 和M ，之后可直接用公式a ＝mgM求出小车运动的加速度(3)在保持小车及车中的砝码质量M 一定，探究加速度与所受合外力的关系时，由于平衡摩擦力时操作不当，两位同学得到的a －F 关系分别如图中甲、乙所示(a 是小车的加速度，F 是细线作用于小车的拉力)．出现以下情况的原因分别是：甲图：_____________________________________________________________. 乙图：_____________________________________________________________. 【答案】(1)m ≫M (2)B (3)木板的倾角过大 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足【解析】(1)对于盘及盘中砝码，有mg －T ＝ma ；对于小车，有T ＝Ma ，联立可得a ＝mg m ＋M ，T ＝M M ＋m mg ，只有当m ≫M 时，才可认为T ≈mg .(2)平衡摩擦力时，先去掉盘、盘中砝码和细线，只让小车在重力沿斜面方向的分力作用下向左运动，当小车能匀速运动时，重力沿斜面方向的分力和摩擦力平衡，故A 不正确；调好后，当再次改变小车质量时，无需再平衡摩擦力，B 正确；实验时，要先接通打点计时器的电源，使打点计时器正常工作，再释放小车，C 不正确；小车的加速度是通过处理纸带确定的，D 不正确．(3)由甲图可看出，F ＝0时，a ≠0，说明木板的倾角过大，重力沿斜面方向的分力大于摩擦力．由乙图可看出，只有当F 达到一定值时，才会有加速度，说明平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力．2.(2019-2020学年·恩施州期中)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 .2k D ．2k 【答案】：(1)BC (2)2.00 (3)C【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． 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． (1)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，为了直观判断二者间的关系，应作出a －1m 图像D ．选择器材测质量时，同时有天平和弹簧测力计，应优先选择弹簧测力计 (2)某同学测得小车的加速度a 和拉力F 的数据如下表所示：(小车质量保持不变)≫≫图像不过原点的原因可能是_______________________________________________________________. 【答案】(1)C (2)≫见解析图 ≫未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够【解析】(1)该实验采用的是控制变量法，在探究加速度与质量的关系时，应保持拉力的大小不变．在探究加速度与外力的关系时，应该保持小车的质量不变，故A 、B 错误；直线图像可以直观地反映两个变量之间的关系，所以实验时要作出a －1m 图像，C 正确．物体的质量应该用天平来测量，D 错误．(2)≫根据表中的数据在坐标图上作出的a －F 图像如图所示：≫从图中发现直线没过原点，当F≠0时，a＝0.也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0，说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消了．该同学实验操作中未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够．4．(2019-2020学年·渝中校级期末)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，如图甲为实验装置简图(交变电流的频率为50 Hz)．(1)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为________m/s2(结果保留两位有效数字)．(2)保持沙和沙桶的总质量不变，改变小车质量m，分别得到小车的加速度a与质量m及对应的1m数据，如表所示：请在如图丙所示的方格坐标纸中画出a－1m图线，并依据图线求出小车的加速度a与质量倒数1m之间的关系式：______________．(3)保持小车的质量不变，改变沙和沙桶的总质量，该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F变化的图线，如图丁所示，该图线不通过原点，其主要原因是______________________________________________________________________________________.【答案】(1)3.2 (2)见解析图所示 a ＝12m(3)实验前没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不充分 【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的大小，可以选用公式法计算加速度． 由题图乙可知x 1＝6.19 cm ，x 2＝6.70 cm ，x 3＝7.21 cm ，x 4＝7.72 cm ， 电火花计时器的打点周期T ＝1f＝0.02 s ，a ＝（x 4＋x 3）－（x 2＋x 1）（4T ）2＝（7.72＋7.21）－（6.70＋6.19）（4×0.02）2×10－2 m/s 2≈3.2 m/s 2. (2)在a －1m 坐标系中描点连线得a －1m 图线，如图所示，可得a ＝12m.(3)由a －F 图线知F 增大至某值时物体开始有加速度，说明实验前没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不充分． 5.(2019-2020学年·昆明模拟)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 【答案】：(1)C (2)不需要 (3)B【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． 6.(2019-2020学年·腾冲校级月考)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≫和直线≫，直线≫、≫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.【答案】：(1)BC (2)0.265 0.495【解析】：(1)≫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；≫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 14×0.01m/s 2＝0.495 m/s 2. 7.(2019-2020学年·宛城高一月考)某实验小组用如图1所示的装置探究质量一定时加速度与力的关系．用铁架台将两块固定有定滑轮的木板架起，木板的右端固定了两个打点计时器，将两个质量相等的小车A 、B 放置在木板右端，用细线绕过滑轮组后与两小车相连．两条纸带穿过打点计时器后分别与小车连接在一起．将两个打点计时器接在同一个电源上，确保可将它们同时打开或关闭．实验时，甲同学将两小车按住，乙同学先在动滑轮下方挂上一个钩码，再接通电源使打点计时器开始工作．打点稳定后，甲将两辆小车同时释放．在小车撞到定滑轮前，乙断开电源，两打点计时器同时停止工作，取下两条纸带，通过分析处理纸带记录的信息，可以求出两小车的加速度，进而完成实验．请回答以下问题：(1)图2为小车A 后面的纸带，纸带上的0，1，2，3，4，5，6为每隔4个打印点选取的计数点，相邻两计数点间的距离如图2中标注，单位为 cm.打点计时器所用电源的频率为50 Hz ，则小车A 的加速度a 1＝________ m/s 2(结果保留两位有效数字)，同样测出小车B 的加速度a 2，若a 1≫a 2近似等于________，就可说明质量一定的情况下，物体的加速度与力成正比．(2)丙同学提出，不需测出两小车加速度的数值，只量出两条纸带上从第一个打印点到最后一个打印点间的距离x 1、x 2，也能完成实验探究，若x 1≫x 2近似等于________，也可说明质量一定的情况下，物体的加速度与力成正比，理由是____________________．【答案】(1)0.48 1≫2 (2)1≫2 由x ＝12at 2可知，当时间t 相等时，位移与加速度成正比 【解析】(1)每隔4个打印点选取一个计数点，计数点间的时间间隔：t ＝0.02×5 s ＝0.1 s ，由匀变速直线运动的推论：Δx ＝at 2可知，加速度为：a ＝x 4－x 1＋x 5－x 2＋x 6－x 39t 2＝（2.79－1.40＋3.32－1.91＋3.81－2.32）×10－29×0.12m/s 2≈0.48 m/s 2；由图1所示实验装置可知，小车A 受到的拉力为小车B 受到拉力的12，两车的质量m 相等，两车的加速度之比：a 1a 2＝F A m F B m ＝F A F B ＝12F B F B ＝12；(2)两小车都做初速度为零的匀加速直线运动，它们的运动时间t 相等，它们的位移之比：x 1x 2＝12a 1t 212a 2t 2＝a 1a 2＝12，如果x 1x 2＝12也可以说明质量一定的情况下，物体的加速度与其质量成正比．。
人教版高一物理必修1第四章课后练习卷：4.2 实验：探究加速度与力质量的关系
实验：探究加速度与力质量的关系一、选择题1．如图所示，在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，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()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＝2x12．在探究加速度与力、质量的关系的实验中，用改变细砂质量的办法来改变对小车的拉力F.利用打点计时器测得小车的加速度a，得出若干组F和a的数据，然后根据测得的数据作出如图所示的a－F图线，发现图线既不过原点，又不是直线，原因是()A．没有平衡摩擦力，且小车质量较大B．平衡摩擦力时，所垫木块太高，且细砂和小桶的质量较大C．平衡摩擦力时，所垫木块太低，且细砂和小桶的质量较大D．平衡摩擦力时，所垫木块太高，且小车质量较大3．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，关于平衡摩擦力的说法中正确的是()A．“平衡摩擦力”的本质就是想法让小车受到的摩擦力为零B．“平衡摩擦力”的本质就是使小车所受的重力的下滑分力与所受到的摩擦阻力相平衡C．“平衡摩擦力”的目的就是要使小车所受的合力等于所挂重物通过细绳对小车施加的拉力D．“平衡摩擦力”时应将小车在重物通过细绳和滑轮而拉动小车过程中进行调整E．“平衡摩擦力”是否成功，可由小车施动而由打点计时器打出的纸带上的点迹间距是否均匀而确定4．在探究加速度与力、质量的关系的实验中，下列做法和理由正确的是()A．实验中所用电源为低压直流电源B．可以用装有砂子的小桶来代替钩码，这样会使实验更加方便C．处理数据时不用a－m图象，而用a－1m图象，是为了便于根据图象直观地做出判断D．改变小车质量时，需要重新平衡摩擦力5．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，为验证小车的质量m不变时加速度a 与作用力F成正比，学生甲、乙、丙、丁分别选取四组小车的质量m及钩码的质量M做实验．甲：m＝500 g，M分别为50 g、70 g、100 g、125 g乙：m＝500 g，M分别为20 g、30 g、40 g、50 g丙：m＝500 g，M分别为50 g、70 g、100 g、125 g丁：m＝500 g，M分别为30 g、40 g、50 g、60 g若其他操作都正确，那么利用实验数据画出的a－F图象较准确的是()A．甲B．乙C．丙D．丁6．下图所示是某同学探究加速度与力、质量的关系实验时安装完毕后准备释放小车时的装置示意图．另一同学指出了图中的几处错误，其中不正确的是()A．实验前没有平衡摩擦力B．拉小车的细线应与长木板平行C．实验中所用电源应为交流电源D．小车应靠近打点计时器且打点计时器应距右端较远些7．甲、乙、丙、丁四位同学在探究加速度与物体质量和合外力的关系的实验时(使用下图所示的装置)，设小车质量和车上砝码质量之和为M，砂及砂桶的总质量为m，分别得出如下图中甲、乙、丙、丁四条图线，其中图甲、乙、丙是a－F图线，图丁是a－1M图线，则下列说法中正确的是()A．甲和乙较好地把握了实验条件M远大于mB．丙和丁没有把握好实验条件M远大于mC．甲同学长木板的倾角太小，而乙同学长木板的倾角太大D．甲、乙、丙三同学中，丙较好地完成了平衡摩擦力的操作二、非选择题8．现测得某一物体F一定时，a与m的关系数据如下表：(1)根据表中所列数据，画出a－1m图象．(2)由a－1m图象可知，当F一定时，a与m成关系．9．下图所示为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置．(1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持不变，用钩码所受的重力作为，用DIS测小车的加速度．(2)改变所挂钩码的数量，多次重复测量．在某次实验中，根据测得的多组数据画出的a －F关系图线如图所示．①分析此图线的OA段可得出的实验结论是．②此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是()A．小车与轨道之间存在摩擦B．导轨保持了水平状态C．所挂钩码的总质量太大D．所用小车的质量太大10．“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图所示．(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如下图所示．计时器打点的时间间隔为0.02 s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a＝m/s2.(结果保留两位有效数字)(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F 的实验数据如下表：(3)若根据提供的实验数据作出的a－F图线与纵轴相交但不通过原点，请说明主要原因．实验：探究加速度与力质量的关系一、选择题1．如图所示，在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，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(A)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＝2x12．在探究加速度与力、质量的关系的实验中，用改变细砂质量的办法来改变对小车的拉力F.利用打点计时器测得小车的加速度a，得出若干组F和a的数据，然后根据测得的数据作出如图所示的a－F图线，发现图线既不过原点，又不是直线，原因是(C)A．没有平衡摩擦力，且小车质量较大B．平衡摩擦力时，所垫木块太高，且细砂和小桶的质量较大C．平衡摩擦力时，所垫木块太低，且细砂和小桶的质量较大D．平衡摩擦力时，所垫木块太高，且小车质量较大3．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，关于平衡摩擦力的说法中正确的是(BCE)A．“平衡摩擦力”的本质就是想法让小车受到的摩擦力为零B．“平衡摩擦力”的本质就是使小车所受的重力的下滑分力与所受到的摩擦阻力相平衡C．“平衡摩擦力”的目的就是要使小车所受的合力等于所挂重物通过细绳对小车施加的拉力D．“平衡摩擦力”时应将小车在重物通过细绳和滑轮而拉动小车过程中进行调整E．“平衡摩擦力”是否成功，可由小车施动而由打点计时器打出的纸带上的点迹间距是否均匀而确定4．在探究加速度与力、质量的关系的实验中，下列做法和理由正确的是(C)A．实验中所用电源为低压直流电源B．可以用装有砂子的小桶来代替钩码，这样会使实验更加方便C．处理数据时不用a－m图象，而用a－1m图象，是为了便于根据图象直观地做出判断D．改变小车质量时，需要重新平衡摩擦力5．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，为验证小车的质量m不变时加速度a 与作用力F成正比，学生甲、乙、丙、丁分别选取四组小车的质量m及钩码的质量M做实验．甲：m＝500 g，M分别为50 g、70 g、100 g、125 g乙：m＝500 g，M分别为20 g、30 g、40 g、50 g丙：m＝500 g，M分别为50 g、70 g、100 g、125 g丁：m＝500 g，M分别为30 g、40 g、50 g、60 g若其他操作都正确，那么利用实验数据画出的a－F图象较准确的是(B)A．甲B．乙C．丙D．丁6．下图所示是某同学探究加速度与力、质量的关系实验时安装完毕后准备释放小车时的装置示意图．另一同学指出了图中的几处错误，其中不正确的是(D)A．实验前没有平衡摩擦力B．拉小车的细线应与长木板平行C．实验中所用电源应为交流电源D．小车应靠近打点计时器且打点计时器应距右端较远些7．甲、乙、丙、丁四位同学在探究加速度与物体质量和合外力的关系的实验时(使用下图所示的装置)，设小车质量和车上砝码质量之和为M，砂及砂桶的总质量为m，分别得出如下图中甲、乙、丙、丁四条图线，其中图甲、乙、丙是a－F图线，图丁是a－1M图线，则下列说法中正确的是(ACD)A．甲和乙较好地把握了实验条件M远大于mB．丙和丁没有把握好实验条件M远大于mC．甲同学长木板的倾角太小，而乙同学长木板的倾角太大D．甲、乙、丙三同学中，丙较好地完成了平衡摩擦力的操作二、非选择题8．现测得某一物体F一定时，a与m的关系数据如下表：(1)根据表中所列数据，画出a－1m图象．答案：如图所示(2)由a－1m图象可知，当F一定时，a与m成反比关系．9．下图所示为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置．(1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持小车的总质量不变，用钩码所受的重力作为小车所受的合外力，用DIS测小车的加速度．(2)改变所挂钩码的数量，多次重复测量．在某次实验中，根据测得的多组数据画出的a －F关系图线如图所示．①分析此图线的OA段可得出的实验结论是在质量不变的条件下，加速度与合外力成正比．②此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是(C)A．小车与轨道之间存在摩擦B．导轨保持了水平状态C．所挂钩码的总质量太大D．所用小车的质量太大10．“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图所示．(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如下图所示．计时器打点的时间间隔为0.02 s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a＝0.16(0.15也算对) m/s2.(结果保留两位有效数字)(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F 的实验数据如下表：答案：如图所示(3)若根据提供的实验数据作出的a－F图线与纵轴相交但不通过原点，请说明主要原因．答案：未计入砝码盘的重力11/ 11。
高一物理【利用牛顿第二定律解决动力学实验】专题训练
1高一物理【利用牛顿第二定律解决动力学实验】专题训练 题组一 探究加速度与力、质量的关系1.甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图(a)、(b)、(c)所示的实验装置,探究“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律。
已知他们使用的小车完全相同,小车的质量为M ,重物的质量为m ,试回答下列问题:(1)①甲、乙、丙三个实验小组中,必须补偿小车和长木板之间的阻力的实验小组是 。
A.甲、乙、丙B.甲、乙C.甲、丙②实验时,必须满足“M 远大于m ”的实验小组是 (填“甲”“乙”或“丙”)。
③实验时,甲、乙、丙三组同学的操作均完全正确,他们作出的a-F图线如图(d)中A、B、C所示,则甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是(填“A、B、C”“C、B、A”或“C、A、B”)。
(2)实验中,有同学用打点计时器得到了在不同拉力作用下的几条较为理想的纸带,并在纸带上每5个点取一个计数点,按打点先后依次标为0,1,2,3,4,5。
由于不小心,几条纸带都被撕断了,如图所示(交流电源的频率为50 Hz,图中数据为相邻两计数点间的距离),请根据给出的四段纸带判断:在b、c、d三段纸带中,可能是从纸带a上撕下的是。
A.bB.cC.dD.无法确定(3)小明同学采用图(b)所示实验装置探究“质量一定时加速度与力的关系”实验,以弹簧测力计的示数F为横坐标,加速度a为纵坐标,画出的a-F图像是图(d)中的一条直线,图线与横坐标的夹角是θ,求得图线的斜率为k,则小车的质量为。
题组二测定动摩擦因数232.如图(a)所示,某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。
所用器材有:铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率为50 Hz 的交流电源、纸带等。
某次实验时,调整木板与水平面的夹角使θ=30°。
接通电源,开启打点计时器,释放铁块,铁块从静止开始沿木板滑下。
多次重复后选择点迹清晰的一条纸带,如图(b)所示。
高一物理必修一人教版课后达标·训练4.2实验：探究加速度与力、质量的关系
高一物理必修一人教版4.2实验：探究加速度与力、质量的关系课后达标·训练1.(2012·廊坊高一检测)在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时( ) A.应使砂子和小桶的总质量远小于小车和砝码的总质量，以减小实验误差 B.可以用天平测出小桶和砂的总质量m 1、小车和砝码的总质量m 2,根据公式12m a g m，求出小车的加速度 C.处理实验数据时采用描点法画图象，是为了减小误差 D.处理实验数据时采用a-1m图象，是为了便于根据图线直观地判断a 与m 的关系2.(2012·衡水高一检测)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 2B.当m 1＝m 2、F 1＝2F 2时，x 2＝2x 1C.当m 1＝2m 2时，x 1＝2x 2D.当m 1＝2m 2、F 1＝F 2时，x 2＝2x 13.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，研究作用力一定，加速度与质量的关系时，下列说法中错误的是( )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.在小车中增减砝码，应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量4.(2012·普宁高一检测)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6 V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质量；E.保持小桶及其中砂子的质量不变，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关系图象，并由图象确定a-M关系。
高中物理必修第一册 第4章 实验专题：探究加速度与力、质量的关系
1．在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，保持小车和砝码的总质量不变，测得小车的加速度a 和拉力F 的数据如表所示.(1)根据表中的数据在图1所示的坐标系中作出a －F 图像．图1(2)图像斜率的物理意义是___________________________________________________．(3)小车和砝码的总质量为________ kg.(4)图线(或延长线)在F 轴上的截距的物理意义是____________________________． 答案 (1)见解析图 (2)小车和砝码总质量的倒数 (3)1 (4)小车受到的阻力为0.1 N 解析 (1)根据所给数据在所给坐标系中准确描点，作出的a －F 图像如图所示．(2)根据(1)中图像可以判断图像斜率表示小车和砝码总质量的倒数．(3)由(1)中图像可得1M ＝Δa ΔF，解得M ＝1 kg. (4)由a －F 图像可知，当力F ＝0.1 N 时，小车开始运动，说明小车受到的阻力为0.1 N.2．(2019·重庆巴蜀中学高一上期末)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，某同学使用了如图2所示的装置，木板放在水平桌面上，打点计时器打点频率为50 Hz.图2(1)实验中得到如图3所示的一段纸带，每五个点取一个计数点，测得AB ＝7.65 cm ，BC ＝10.17 cm ，则实验测出小车的加速度大小为________ m/s 2.图3(2)若直接按题中所示装置进行实验，以沙和沙桶的总重力产生的拉力F 为横坐标，通过纸带分析得到的加速度a 为纵坐标，以下画出的a －F 图像合理的是________．(3)实验中，沙和沙桶的总重力________(填“大于”“小于”或“等于”)绳子对小车的拉力，为了让沙和沙桶的总重力大小更接近绳子对小车的拉力，应让沙和沙桶的总质量________(填“远大于”或“远小于”)小车的质量．(4)若第(2)问中四个图像中的图线(B 、C 图线中的直线部分)的斜率为k ，则小车的质量M ＝________.答案 (1)2.52 (2)C (3)大于 远小于 (4)1k解析 (1)小车的加速度大小为a ＝x BC －x AB T 2＝(10.17－7.65)×10－20.12 m /s 2＝2.52 m/s 2. (2)若直接按题图所示装置进行实验，没有补偿摩擦阻力，则当力F 达到某一值时小车才有加速度，可知画出的a －F 图像合理的是C.(3)实验中，我们认为绳子拉力的大小等于沙和沙桶(其总质量为m )的总重力的大小，而实际上绳子的拉力F T ＝mg －ma ，故绳子的拉力小于沙和沙桶的总重力．为了让沙和沙桶的总重力大小更接近绳子对小车的拉力大小，应让沙和沙桶的总质量远小于小车的质量．(4)由牛顿第二定律得a ＝F M ＝1M ·F ，则斜率k ＝1M ，小车的质量M ＝1k. 3．(2019·重庆江津中学、合川中学等七校高一上期末)某实验小组要做“探究小车的加速度与合外力的关系”的实验，采用的实验装置如图4所示．图4(1)本实验首先要补偿摩擦阻力，其目的是________．A．为了实验时细线的拉力近似等于所挂钩码的重力B．为了实验时小车所受的合外力等于细线的拉力C．为了实验时小车所受的合外力等于所挂钩码的重力(2)本实验________(填“需要”或“不需要”)钩码的质量远小于小车的质量．(3)若忘记补偿摩擦阻力直接进行实验得到的a－F图像合理的是________．答案(1)B(2)不需要(3)B解析(1)为了让实验时小车所受的合外力等于细线的拉力，需要将小车重力沿木板的分力与摩擦力相平衡，故B正确．(2)使用力传感器可以直接测量拉力的大小，不需要钩码的质量远小于小车的质量．(3)由牛顿第二定律得F－F f＝Ma，a＝1M F－F fM，选项B正确，F为测得细线拉力的真实值，图像不会发生弯曲．4．某实验小组欲以如图5所示实验装置“探究加速度与物体受力和质量的关系”．图中A 为小车，B为装有砝码的小盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电磁打点计时器(未画出)相连，小车的质量为m1，小盘(及砝码)的质量为m2，重力加速度g取10 m/s2.图5(1)下列说法正确的是________．A．实验时先放开小车，再启动打点计时器B．每次改变小车质量时，应重新补偿阻力C．本实验中应满足m2远小于m1的条件D ．在用图像探究小车加速度与质量的关系时，应作a －m 1图像(2)实验中，得到一条打点的纸带，如图6所示，已知相邻计数点间的时间间隔为T ，且间距x 1、x 2、x 3、x 4、x 5、x 6已量出，则打点计时器打下F 点时小车的瞬时速度的计算式为v F ＝________，小车加速度的计算式a ＝________.图6(3)某同学补偿阻力后，在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变砝码重力，作出小车加速度a 与砝码重力F 的关系图像如图7所示．若牛顿第二定律成立，则小车的质量为_____ kg ，小盘的质量为________ kg.图7(4)实际上，在砝码的重力越来越大时，小车的加速度不能无限制地增大，将趋近于某一极限值，此极限值为________ m/s 2.答案 (1)C (2)x 5＋x 62T x 4＋x 5＋x 6－x 3－x 2－x 19T 2(3)2.0 0.06 (4)10 解析 (1)实验时应先启动打点计时器，再放开小车，A 项错；每次改变小车质量时，不用重新补偿阻力，B 项错；实验要求m 2≪m 1，C 项对；D 项中应作a －1m 1图像，D 错． (2)某段位移中间时刻的瞬时速度等于这段位移的平均速度，故v F ＝v EG ＝x 5＋x 62T， 由逐差法知a ＝x 4＋x 5＋x 6－x 3－x 2－x 19T 2. (3)由题图a －F 图线可知：a ＝F m 1＋0.3， 即图线的斜率k ＝1m 1，可求解得m 1≈2.0 kg.当F ＝0时，a ＝0.3 m/s 2，此时a ＝F 0m 1＝m 0g m 1，所以m 0＝0.06 kg.(4)当砝码重力越来越大时，a＝(m＋m0)gm＋m0＋m1，即m无限大时，a趋向于g.5．某实验小组利用如图8所示的装置“探究加速度与力、质量的关系”．图8(1)下列做法正确的是________．(填字母代号)A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B．在调节木板倾斜度补偿木块受到的阻力时，将装有槽码的槽码桶通过定滑轮拴在木块上C．实验时，先释放木块，再启动打点计时器D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度(2)为使槽码桶及桶内槽码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是槽码桶及桶内槽码的总质量________木块和木块上砝码的总质量．(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)(3)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套如图所示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有补偿阻力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到如图9所示甲、乙两条直线．设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲________m乙，μ甲________μ乙．(选填“大于”“小于”或“等于”)图9答案(1)AD(2)远小于(3)小于大于解析(1)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，补偿阻力时木块不通过定滑轮挂槽码桶，而要连上纸带，并且改变质量时不需要重新补偿阻力；在实验时应先启动打点计时器，再释放木块，故选项A、D正确，B、C错误．(2)设木块和木块上砝码总质量为M、槽码桶及桶内的槽码总质量为m，以整体为研究对象，则mg ＝(M ＋m )a以后者为研究对象则mg －F T ＝ma联立解得：F T ＝mg －m 2gM ＋m要使F T 近似等于mg ，需使m 2g M ＋m ＝mg M m＋1近似等于零，即M ≫m (3)对质量为m 0的木块由牛顿第二定律得：F －μm 0g ＝m 0a ，即a ＝1m 0F －μg . 上式与题图结合可知：1m 甲＞1m 乙，μ甲g ＞μ乙g . 即m 甲＜m 乙，μ甲＞μ乙．6．某同学设计了如下实验方案用来做“探究加速度与力、质量的关系”的实验：①如图10甲所示，将木板有定滑轮的一端垫起，将滑块通过细绳与带夹子的重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤下夹一纸带，穿过固定的打点计时器．调整木板倾角，直到向下轻推滑块后，滑块沿木板匀速运动．②如图乙所示，保持长木板的倾角不变，将打点计时器安装在长木板上靠近定滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，使纸带穿过打点计时器，然后接通电源释放滑块，使滑块由静止开始加速运动．打点计时器使用的是频率为50 Hz 的交流电源，打出的纸带如图丙所示，A 、B 、C 、D 、E 是纸带上的五个计数点．图10(1)图乙中滑块下滑的加速度为________ m/s 2.(结果保留两位有效数字)(2)若重锤质量为m ，滑块质量为M ，重力加速度为g ，则滑块加速下滑时受到的合力大小为________．(3)某同学在保持滑块质量不变的情况下，通过多次改变滑块所受合力F ，由实验数据作出的a －F 图像如图11所示，则滑块的质量为________ kg.(结果保留两位有效数字)图11答案 (1)3.9 (2)mg (3)1.0(0.9～1.1均可)解析 (1)充分利用纸带中数据，用逐差法可得a ＝x CD ＋x DE －x AB －x BC 4(2T )2≈3.9 m/s 2. (2)滑块通过细绳与带夹子的重锤相连，滑块匀速下滑，说明滑块重力沿斜面向下的分力和摩擦力之差等于重锤的重力大小，取下细绳和重锤，滑块加速下滑受到的合力大小为mg .(3)a －F 图线的斜率表示滑块质量的倒数1M ，可得到滑块的质量约为1.0 kg.。
高一物理(人教版)必修1实验专题练习卷：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．探究加速度与力的关系装置如图1 所示。
带滑轮的长木板一端伸出桌面，另一端适当垫高，使木块连上纸带后恰好匀速下滑，细绳通过两滑轮分别与弹簧秤挂钩和沙桶连接，调整滑轮高度使细线恰好与木板平行。
按住木块，缓慢向沙桶中添加细沙，释放木块，登记弹簧秤的示数 F 及并通过计算求出相应纸带的加速度a，再变更沙桶质量…获得多组F，a 的数据。
（1）关于该试验的操作，以下说法正确的是______。
A．试验过程中，应先闭合打点计时器开关，再释放木块B．添加细沙，比用钩码可以更便利地获得多组试验数据C．每次添加细沙后，需测出沙及沙桶的质量D．试验过程要确保沙及沙桶的质量远小于木块的质量（2）某次打出的纸带如图2所示，选取A、B、C、D、E，5 个计数点（每两个计数点间还的4 个点未画出），则打B 点时的速度大小为_______m/s，木块的加速度大小为_______________ m/s2．（保留三位有效数字）2．在《探究加速度与力、质量的关系》试验中，某组同学用如图1所示装置，来探讨小车质量不变的状况下，小车的加速度与小车受力的关系。
（1）图2是试验中获得的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示，打“3”计数点时小车的速度大小为_________m/s，由纸带求出小车的加速度大小为a=__________m/s2。
图1 图2（2）下列措施中不正确的是__________。
A．首先要平衡摩擦力，使小车受到合力就是细绳对小车的拉力B．平衡摩擦力的方法就是在塑料小桶中添加砝码，使小车能匀速滑动C．每次变更拉小车的拉力后都须要重新平衡摩擦力D．试验中通过在塑料桶中增加砝码来变更小车受到的拉力（3）某组同学由试验得出数据，画出的的关系图线，如图3所示，从图象中可以看出，作用在物体上的恒力F=______N。
当小车的质量为5kg时，它的加速度为_______m/s2．3．在做“探究加速度和力、质量的关系”的试验中，保持小车和砝码的总质量不变，测得小车的加速度a和拉力F的数据如表所示(1)依据表中的数据在坐标系上作出a-F图象________________．(2)图象斜率的物理意义是____________________．(3)小车和砝码的总质量为__________kg .(4)图线(或延长线)与F轴截距的物理意义是_________________________．4．为了探究物体质量肯定时加速度与力的关系，A、B同学设计了如图甲所示的试验装置。
高一物理试卷带答案解析
高一物理试卷带答案解析考试范围：xxx；考试时间：xxx分钟；出题人：xxx姓名：___________班级：___________考号：___________1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上一、选择题沿水平面开始运动，起始点A与轻弹簧自由端O距离为s，物体与水平面间1.如图所示，轻弹簧一端固定在挡板上。
质量为m的物体以初速度v的动摩擦因数为μ，物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x，则弹簧被压缩最短时，弹簧具有的弹性势能为（）2－μmgxA．mvB．μmgs2－μmg（s+x）C．mvD．μmg（s+x）2.关于曲线运动以下说法中正确的是（）A．做曲线运动的物体所受合外力一定不为零B．合外力不为零的运动一定是曲线运动C．曲线运动的速度大小一定是变化的D．曲线运动的速度方向一定是变化的3.一质点在半径为R的圆周上从A处沿顺时针运动到B处，路程、位移大小分别是A．、B．、RC．R、RD．R、4.如图所示，细杆上固定两个小球a和b，杆绕0点做匀速转动．下列说法正确的是（）A．a、b两球角速度相等B．a、b两球线速度相等C．a球的线速度比b球的大D．a球的角速度比b球的大5.下面关于瞬时速度和平均速度的说法正确的是（）A．若物体在某段时间内每时刻的瞬时速度都等于零，则它在这段时间内的平均速度一定等于零B．若物体在某段时间内的平均速度等于零，则它在这段时间内任一时刻的瞬时速度一定等于零C．平均速度就是速度的平均值D．平均速度的方向与瞬时速度的方向一致6.两辆汽车在同一水平路面上行驶．它们的质量之比为1：2．动能之比为2：1．设两车与路面的动摩擦因数相等．当两车紧急刹车后，两车滑行的最大距离之比为（）A．1：2 B．1：1 C．2：1 D．4：17.伽利略对自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合，如图所示，可大致表示其实验和思维的过程，对这一过程的分析，下列说法正确的是（）A．其中的甲图是实验现象，乙、丙、丁图是经过合理的外推得到的结论B．其中的丁图是实验现象，甲图是经过合理的外推得到的结论C．运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显D．运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显8.如图所示，物体以5 m/s的初速度沿光滑的斜面向上做减速运动，经4 s滑回原处时速度大小仍为5 m/s，则物体的加速度为 ( )A．10 m/s2，方向沿斜面向下B．0C．2.5 m/s2，方向沿斜面向下D．5 m/s2，方向沿斜面向下9.飞机俯冲拉起时，飞行员处于超重状态，此时座位对飞行员的支持力大于所受的重力，这种现象叫过荷。
5.2加速度与力、质量的关系【新教材】高中物理必修第一册寒假复习主观题知识点专项练习
高一物理鲁科版（2019）必修第一册寒假复习主观题知识点专项练习：5.2加速度与力、质量的关系1．科学研究中，把测量值与真实值之差称为绝对误差，绝对误差与真实值的比值称为相对误差。
相对误差通常表示成百分比形式。
测量的相对误差不仅与所用测量工具有关，也与被测量的物理量大小有关。
当用同一种工具测量时，被测量的数值越大，测量结果的相对误差就越小。
若要求测量的相对误差不超过5%，则用该尺测量的长度小于___________m时就不再符合要求。
2．有一种加速度传感器通过测量作用在质量块上的力，根据质量块的质量求得加速度，其依据的物理定律是___________。
这类加速度传感器___________（选填“能”或“不能”）用于研究加速度与力、加速度与质量的关系的实验。
3．如图所示为“用DIS实验系统研究物体的加速度与力的关系”的实验装置，该实验需要使用______传感器；实验中应保持_______不变。
4．如图甲为“用DIS 研究加速度与力的关系”的实验装置。
实验中用回形针的重力大小代替小车所受拉力的大小F，并通过DIS 系统测得小车的加速度a。
某同学第一次将轨道水平放置进行实验，作出a-F 图线；第二次将轨道倾斜放置（B 端垫高，轨道与水平面的倾角为θ）进行实验，作出a-F 图线。
如图乙所示图线是在轨道___________（选填“水平”、“倾斜”）的情况下得到的，图线纵截距最大可达到的值为______。
5．用图甲所示的装置探究加速度与力、质量之间的关系，图乙是其俯视图．两个相同的小车放在光滑水平板上，车左端各系一条细绳，绳跨过定滑轮个挂一个相同的小盘，盘中可放砝码．两个小车右端通过细线用夹子固定，打开夹子，小车在小盘和砝码的牵引下运动，合上夹了，两小车同时停止．实验中可以通过在车中放砝码改变小车的质量．（1）探究“加速度与质量之间的关系”时，应在小盘中放质量（选填“相同”或“不相同”）的砝码；（2）为使小车所受的拉力近似等于小盘和砝码的总重力，应使小盘和砝码的总质量（选填“远大于”或“远小于”）小车的质量；（3）实验中，两小车的加速度之比（选填“大于”、“等于”或“小于”）小车通过的位移之比．6．图1为某实验小组做“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，实验中用砂和砂桶的总重力作为细线对小拉力的大小。
2020-2021学年高一第一学期物理人教第一册小节训练18.4.2实验：探究加速度与力、质量的关系
2020-2021学年高一第一学期物理人教版2019必修第一册小节训练（18）实验：探究加速度与力、质量的关系1.“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示，用该装置研究小车的加速度a 与质量M 的关系时，下列说法中错误的是( )A. 实验时，应先接通电源，再释放小车B. 打点计时器应接在学生电源的直流输出端C. 在探究加速度a 与质量M 的关系时，应保证小车的合力大小不变D. 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，作出1a M -图象2.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.1a m -图象C.2a m -图象D.21a m -图象3.“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.打点计时器应使用低压直流电源B.先接通电源，再释放小车C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处D.每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力4.实验探究加速度与力、质量的定量关系，下列认识正确的是( )A.F M、和a三个物理量都有直接测量的工具B.实验时为消除摩擦力对小车运动的影响，要将木板无滑轮的一端垫高，直到小车不挂重物时也能自己沿长木板运动起来C.实验时重物通过细绳拉小车的力要比重物的重力小D.根据实验数据，得到的F不变时的a M图象是过原点的倾斜直线5.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与方案，本实验的特点是通过黑板擦控制两小车的启动与停止、将测量两车的加速度转换为测量两车的位移，实验中不需要测量的物理量是( )A.小车运动的时间B.小车通过的位移C.盘和盘中砝码的总质量D.车和车上重物的总质量6.在如图所示的“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列说法中错误的是( )A.应尽量保证小车的总质量远小于砝码和砝码盘的总质量B.应将木板右端适当垫高以平衡摩擦力C.应保证牵引小车的细线与木板平行D.应采用控制变量法分别研究加速度与质量及加速度与力的关系7.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中：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.将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动B.将不带滑轮的木板一端适当垫高，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D.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加速运动8.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.9.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、质量之间的关系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10.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.11.一个学习小组，在研究物体受力一定时加速度与质量m的关系时，得到如下表的实验数据.A.a与m成正比B.a与m成反比C.a可能与m平方成正比D.a可能与m平方成反比12.在高速公路的拐弯处,通常路面都是外高内低.如图所示,在某路段汽车向左拐弯,司机左侧的路面比右侧的路面低一些.汽车的运动可看作是做半径为R的在水平面内的圆周运动.设内外路面高度差为h,路基的水平宽度为d,路面的宽度为L.已知重力加速度为g.要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零,则汽车转弯时的车速应等于( )gRhLgRhdgRhhgRdh13.利用图示装置“探究加速度与力、质量的关系”,下列说法正确的是( )A.打点计时器应固定在靠近定滑轮的位置B.需要用天平测出小车的质量C.平衡摩擦力时,应将砝码盘用细绳系在小车上D.细绳对小车的拉力大小等于砝码和砝码盘的总重力14.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m及受到的拉力F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,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,就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系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、力、质量三者之间的关系15.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16.为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置。
人教版高一物理必修一《实验题》专项练习题(含答案)
人教版高一物理必修一《实验题》专项练习题（含答案）1．某同学设计了一个探究加速度a与所受合外力F及质量m的关系的实验，图甲为实验装置简图。
（交流电的频率为50Hz）(1)图乙所示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为________m/s2（保留三位有效数字）；(2)保持小盘及盘中砝码的质量不变，改变小车质量m，分别得到小车的加速度a、小车质量m及对应的1m的数据如下表：小车的加速度a/（m·s-2） 1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30 小车的质量m/kg 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67质量的倒数1mkg-1 4.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60请在如下图所示的坐标纸中画出a—m的图象____，并由图象求出小车的加速度a与质量的倒数1m之间的关系式是_____________。
2．某实验小组为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为d的遮光条．如图甲所示,滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一光电门的时间△t1为0.05s,通过第二个光电门的时间△t2为0.01s,遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间t为0.20s．用游标卡尺测量遮光条的宽度d，卡尺示数如图乙所示．（1）读出遮光条的宽度d=___________cm．（2）估算滑块的加速度a=___________m/s2(保留两位有效数字)（3）为了减小实验误差,下列措施最合理的是___________．A．尽量减小钩码质量B．遮光条宽度越窄越好C．其他条件不变多次测量取平均值3．下表是某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中所测的几组数据．请在如图所示的坐标纸上作出F-x的图线．4．打点计时器是高中物理中重要的物理实验仪器，图中甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的，请回答下面的问题．(1)甲图是________打点计时器，采用的是________交流电源．(填“低压”、“220V”)(2)乙图是________打点计时器，采用的是________交流电源．(填“低压”、“220V”)(3)在某次实验中，物体拖动纸带做匀加速直线运动，打点计时器所用的电源频率为50 Hz，实验得到的一条纸带如图所示，纸带上每相邻的两个计数点之间都有4个点未画出．按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点，实验中用直尺量出各计数点到0点的距离如图所示(单位：cm)①在计数点1所代表的时刻，纸带运动的瞬时速度为v1＝________ m/s，物体的加速度a＝_______ m/s2.(保留两位有效数字)②该同学在测量的时候没有将计数点5的数值记录下来，根据前面的数值可以推算出计数点5到0点的距离为______cm.5．在验证力的平行四边形定则实验中（1）则下列操作中正确的是（__________）A．在同一次实验中，结点O的位置可以随意变动B．使用弹簧测力计应使弹簧测力计与木板平行C．实验中，不仅需要记下弹簧测力计的读数，还需要记下细绳套的方向D．在用两个弹簧测力计拉橡皮条时，两细绳间的夹角应尽量大些（2）若他将遗漏内容补上后，如图(a)所示，是他利用坐标纸记下的橡皮筋结点位置O点及两弹簧测力计拉力的大小，试在图(a)中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示，并用F 表示此力____。
【精准解析】高一物理必修一同步(18)实验：探究加速度与力、质量的关系
2020-2021学年高一物理人教版必修一同步课时作业（18）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”的实验中,下列说法正确的是( )A.平衡摩擦力时,应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮用细绳拴在小车上B.连接砝码盘和小车的细绳应与长木板平行C.平衡摩擦力后,长木板的位置不能移动,每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力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.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,放在带有定滑轮的木板上(事先通过调节木板与水平面间的夹角来抵消摩擦力的影响),前端各系一条细绳,绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘里放有砝码.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同时运动,合上夹子,两小车同时停止运动.1.用刻度尺测出两小车的位移,位移之比就等于它们的____________之比;2.为了探究加速度大小和力大小之间的关系,应保持两个___________(填“小车”或“小盘和砝码”)的质量相等;3.为减小误差,应使小盘和砝码的总质量尽可能___________(填“小于”“等于”或“大于”)小车质量.3.如图甲所示为某同学所安装的“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。
(1)在“验证牛顿第二定律”的实验中，为了使小车受到合外力等于砝码和砝码盘的总重量，通常采用如下两个措施：A．平衡摩擦力：将长木板无滑轮的一端下面垫一小木块，反复移动木块的位置，直到小车在砝码盘的拉动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动；B．在调整砝码多少的过程中，要保证砝码和砝码盘的总质量m远小于小车和砝码的总质量M。
以上哪一个措施中有何重大错误？(说明错误点)________。
(2)如图是上述实验打出的一条纸带，已知打点计时器的打点周期是0.02s，结合图乙给出的数据(单位：cm)，求出小车运动加速度的大小为________2m/s，并求出纸带中P点瞬时速度的大小为________m/s。
2019-2020学年高一物理人教版必修一课时练：(18)实验：探究加速度与力、质量的关系 Word版含答案
实验：探究加速度与力、质量的关系1在利用打点计时器和小车来做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时,下列说法不正确的是( )A.平衡摩擦力时,应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮栓在小车上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,且应先接电源再释放小车2、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3、某位同学在做验证牛顿第二定律实验时正确操作后通过测量,作出a—F图线,如图丙中的实线所示。
试分析:图线上部弯曲的原因是__________;4、在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”实验中，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，细线跨过定滑轮并挂上砝码盘，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 ;2.在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量(填“远大于”“远小于”或“等于”）小车的质量.3.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_____. 5、为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图甲所示实验装置.1.关于本实验下列说法正确的是______.A.为了消除小车与木板之间摩擦力对实验的影响，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.为了消除小车与木板之间摩擦力对实验的影响，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C.小车的加速度可能大于重力加速度gD.实验中钩码的质量应该远小于小车的质量2.某学生在实验中，保持小车质量不变，测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示. /NF0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 2a-⋅0.30 0.50 0.70 0.90 1.00 1.10 1.20/(m s)①根据表中的数据在图乙所示的坐标纸上画出-a F图线.②由于钩码做加速运动，所以小车受到的拉力的真实值______ (填“大于”“等于”或“小于”）测量值(钩码的重力).6、某同学在做“探究加速度a与力F、质量m的关系”实验时,使用了如图甲所示的实验装置.实验中认为细绳对小车的拉力F等于砂和砂桶的总重力,小车运动的加速度a可由纸带上打出的点求得.(所用交流电源的频率为50Hz)1.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为__________2m/s (保留两位有效数字).2.在“探究加速度a 与质量m 的关系”时,保持砂和砂桶质量不变,改变小车的质量m ,分别得到小车的加速度a 与质量m 的相关数据如下表: 次数物理量 1234567小车的加速度2/(m s )a -⋅ 1.72 1.48 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30小车的质量/kg m 0.290.330.400.500.711.001.67小车质量的倒数11/kg m- 3.453.032.502.001.411.000.60根据上表数据,为直观反映F 不变时a 与m 的关系,请在图丙所示的坐标纸中选择恰当的变量建立坐标系,并作出相应的图线.根据所作出的图线,可以得出的结论是______________________________.3.在“探究加速度a与力F的关系”时,保持小车的质量不变,改变砂桶中砂的质量,分别得到小车的加速度a与力F的相关数据.该同学根据实验数据作出了加速度a与力F的关系图线如图丁所示,该图线不通过坐标原点,图线不通过坐标原点的原因是____________________________________________________.7、在探究“ 物体质量一定时加速度与力的关系” 的实验中，某兴趣小组对教材介绍的实验方案进行了优化，设计了如图所示的实验装置。
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实验：探究加速度与力、质量的关系【例题解析】例1 请谈谈确定《实验：探究加速度与力、质量的关系》实验研究课题的思路。
解析：从前几章知识可知，物体的速度是描述物体运动状态的物理量，物体的运动状态变化，是以速度这一物理量的变化表现出来的，而我们已经学习过的加速度又是描述物体速度变化快慢的物理量，所以第一个课题的确定就应是研究加速度与力的关系。
而在相同力的作用下，由于物体的惯性不同，速度变化的快慢也不同，质量是物体惯性大小的量度，所以第二个课题的确定是研究加速度与质量的关系。
点评：实验研究课题的确立，为科学探究提出了一个明确的目标。
要注意通过观察分析或逻辑推理，培养自己提出问题、确定研究课题的能力。
例2 在《实验：探究加速度与力、质量的关系》探究实验中，为什么可用两车的位移之比表示加速度之比？解析：在本探究实验中，两车均做初速度为0的匀加速直线运动。
由匀加速直线运动位移公式 2021at t v x +=， 式中v 0=0，且两车的运动时间t 相等，故有a ∝ x ，即2121a a x x =， 可用两车的位移之比表示加速度之比。
点评： 当问题探究的是某物理量与其他物理量之间的比例关系时，可以不测出该物理量的具体数值，只需测出不同情况下该物理量的比值就行了。
例3 在利用打点计时器探究加速度与力、质量关系的实验中，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. 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，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 解析：平衡摩擦力时，不把悬挂重物用细绳通过定滑轮系在小车上，即不对小车施加拉力。
在木板无滑轮的一端下面垫一薄木块，反复移动其位置，直到拖在小车后面的纸带上打出的点距均匀为止。
设木板的倾角为θ，则平衡摩擦力后有mg sin θ = μ mg cos θ，即θ = arctan μ，θ与小车的质量无关，故每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力。
实验时，应先接通电源，待打点计时器工作稳定后再放开小车。
实验要求重物的质量远小于小车的质量，因为只有这样，重物的重力才近似等于细绳对小车的拉力。
正确选项为B 。
点评：注意实验条件、平衡摩擦力的目的和做法，以及打点计时器的规范操作。
例4 在研究加速度与质量的关系时，为什么要用m 1为横坐标，加速度a 为纵坐标，描绘a —m1图象，而不是描绘a —m 图象？ 解析：根据我们的经验，在相同力的作用下，质量m 越大，加速度a 越小。
这可能是“a 与m 成反比”，但也可能是“a 与m 2成反比”，甚至可能是更复杂的关系。
我们从最简单的情况入手，检验是否“a 与m 成反比”。
实际上“a 与m 成反比”就是“a 与m1成正比”，如果以m 1为横坐标、加速度a 为纵坐标建立坐标系，根据a —m1图象是不是过原点的直线，就能判断加速度a 是不是与质量m 成反比。
当然，检查a —m 图象是不是双曲线，也能判断它们之间是不是反比例关系，但检查这条曲线是不是双曲线并不容易；而采用a —m 1图象，检查图线是不是过原点的倾斜直线，那就容易多了。
所以，在研究加速度与质量的关系时，要描绘a —m1图象，而不是描绘a —m 图象。
点评： “化曲为直”，是实验研究中经常采用的一种有效方法。
例5 在“探究加速度与力、质量的关系”这一实验中，有两位同学通过测量，分别作出a 一F 图象，如图4—2—1（a ）（b ）中的A 、B 线所示；试分析：(1) A 线不通过坐标原点的原因是 ； (2) B 线不通过坐标原点的原因是。
解析：(1) A 线在F 轴上有一定的截距，表明F 达到一定的值后小车才开始有加速度，这是没有平衡摩擦力，或平衡摩擦力不够引起的。
(2) B 线在a 轴上有一定的截距，表明F 为0即不加F 时小车已经有了一定的加速度，这是平衡摩擦力时木板倾角θ太大，即平衡摩擦力过度引起的。
点评：运用图象分析实验误差原因，这是实验探究中一项很重要的能力。
例6 某同学用弹簧测力计、木块和细绳去粗略测定木块与固定斜面之间的动摩擦因数μ。
设此斜面的倾角θ不大，不加拉力时木块在斜面上保持静止。
(1) 是否要用测力计称出木块的重力？(2) 写出实验的主要步骤。
(3) 推导出求μ的计算式。
解析： (1) 要用测力计称出木块的重力（这从下面求μ的计算式中即可看出）。
(2) 实验的主要步骤是：① 用测力计拉动木块沿斜面向上做匀速运动，记下测力计的读数F 1；② 用测力计拉动木块沿斜面向下做匀速运动，记下测力计的读数F 2；③ 用测力计测出木块的重力G 。
(3) 由木块沿斜面向上做匀速运动，有F 1= μG cos θ + G sin θ；由木块沿斜面向下做匀速运动，有F 2= μG cos θ－G sin θ。
两式相加得 GF F μθ2cos 21+=， 两式相减得 GF F 2sin 21-=θ， 以上两式平方得 221221)(4F F G F F -++=μ。
(a ) (b ) 图4—2—1点评：运用给定的仪器，根据所学的物理知识，设计可行的实验，以达到预期的目的，这是一种更高要求的实验探究能力。
【基础训练】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的质量的关系时，应保持 不变，分别改变物体的质量m ，测出相应的加速度a.3． 更直观地反映物体的加速度a 与物体的质量m 的关系，往往利用它们的图像表示出来，该关系图像应选用（ ）A.a-m 的图像；B.m-a 的图像；C.a —1/m 的图像；D.m-1/a 的图像。
4。
如果a-F 图像是通过原点的一条直线，说明物体的加速度a 与施加在物体上的作用力是 关系。
5、如果a-1/m 图像是通过原点的一条直线，则说明（ ）Ａ．物体的加速度a 与物体的质量m 成正比；Ｂ．物体的加速度a 与物体的质量m 成反比；Ｃ．物体的质量m 与物体的加速度a 成正比；Ｄ物体的质量m 与物体的加速度a 成反比。
6、在光滑的水平面上访一质量为m 的物体A 用轻绳通过定滑轮与质量为m 的物体B 相联接，如图所示，物体A 的加速度为a 1，先撤去物体B ，对物体A 施加一个与物体B 重力相等的拉力F ，如图所示，，物体A 的加速度为a 2.则下列选项正确的是（ ）A.a 1=2 a 2B. a 1= a 2C. a 2=2 a 1D.以上答案都不对。
7、已知物体的加速度a 与物体的受力F 及物体的质量m 满足关系式a ∝F,a ∝1/m 。
在光滑的水平面上有一质量为m 的物体受到水平力F 作用 ，在t 时间内由静止开始移动了s 距离，今要使距离变为4s,可采用以下哪一种方法（ ）A. 将水平恒力增为4F ；B. 将物体的质量减为原来的1/4；C. 将作用时间增为4t ；D. 将作用时间增为2t.8、、如图所示，为测定木块与斜面间的动摩擦因数，某同学让木块从斜面上端由静止开始匀加速下滑，他使用的实验器材仅限于：倾角固定的斜面（倾角未知）、木块、秒表和米尺。
（重力加速度g 为已知，h d L 、、表示斜面截面的三个边的长度）（1）、实验中需要记录的数据是 。
（2）、用记录的数据计算动摩擦因数的表达式 。
（3）、为了减少测量的误差，在实验步骤中可采用的办法是 。
【能力提高】 B Aθ m M1．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2．再做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，计算出个纸带的加速度后，将加速度与力、质量的有关数值记入表中，如图，ａ（ｍ／ｓ２）１．９８４．０６５．９５８．１２Ｆ（Ｎ）１．００２．００３．００４．００ａ（ｍ／ｓ２）２．４０２．６６３．２３３．９８１／Ｍ（ｋｇ－１）０．５００．６７０．８０１．００（1）根据表中所列数据，分别划出a—F图像和a—1/M图像。
（2）像可以判定：当M一定时，a与F的关系是；当F一定时，a与M的关系是。
（3）由a-F图像可知M= 。
（4）由a-1/M图像可知F= ．3．一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。
图(1)图(2)（1）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用图(2)给出的数据可求出小车下滑的加速度a＝___________。
（2）为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需测量的物理量有_______________________________________________________，用测得的量及加速度a表示阻力的计算式为f ＝______________________。
4．在探究牛顿第二定律的实验中回答下列各问。
（1）本实验中探究的方法：①________________________________________。
②_______________________________________。
（2）在验证实验中实验仪器有：砂桶和砂子，小车和砝码，带滑轮的长木板，打点计时器和纸带复写纸片，除了以上仪器外，还需要的仪器有____________。
A．秒表B．弹簧测力计C．毫米刻度尺D．天平E．低压直流电源F．低压变流电源5.质量为m的物体放在A处的地平面上用竖直向上的力F拉物体，物体的加速度a与拉力F的关系图线如图中A线所示.质量为'm的另一物体在B地做类似实验,得a-F的关系如图中B线所示,A.B两线的延长线交Oa轴交于同一点，设两地的重力加速度分别为g和'g，由图可知A.'m＞m，'g＜gB.'m＜m，'g=gC.'m=m，'g＜gD.'m＞m，'g=g6．实验装置如图所示：一木块放在水平长木板上，左侧栓有一细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连。
木块右侧与打点计时器的纸带相连。
在重物牵引下，木块在木板上向左运动，重物落地后，木块继续向左做匀减速运动，右图给出了重物落地后，打点计时器在纸带上打出的一些点，在每相邻的两点中间都有四个点未画出．用米尺量出1、2、3、4、5、6、7点到0点的距离分别是（单位：cm）8.78、16.45、23.02、28.50、32.88、36.14、38.29．试根据这些数据，求木块与木板间的摩擦因数μ。
要求写出主要的运算过程。
结果保留2位有效数字。
（打点计时器所用交流电频率为50Hz，不计纸带与木块间的拉力。