高中物理第三章牛顿运动定律第2节探究加速度与力质量的关系课时作业教科版必修1

探究加速度与力、质量的关系

1 •禾U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

解析：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，在探究加速度与力的关系时，应保持质量不变，最后归纳出加速度与力、质量的关系，A B C错误，D正确.

答案：D

2. （多选）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”的本质就是想办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钩码通过细绳和滑轮对小车施加的拉力

D. “平衡摩擦力”是否成功，可由小车拖动由打点计时器打出的纸带上的点迹间距是否均匀

而确定

解析：小车所受的摩擦力不可避免，平衡摩擦力的本质就是使小车的重力沿斜面方向的分力

与小车所受的阻力相平衡，其目的是使小车所受的合力等于细绳对小车的拉力，故A错误，B

C正确；恰好平衡摩擦力时，小车拖动纸带，不给小车提供拉力，给小车一个初速度，由打点

计时器打出的纸带点迹间距应该是均匀的，故D正确.

答案：BCD

3. “探究加速度与力、质量的关系”的实验中，在探究加速度a和小车质量M的关系时，由

于没有能够始终满足M P mm为沙桶和沙的总质量）的条件，结果得到的a-M图像应该是下图中

解析：在本实验中，加速度

mg

a=朮在探究加速度a和小车质量M的关系时，保持沙桶和沙

的总质量m 不变，由上式可知，加速度a 和系统的总质量（m^ M ）成反比.如果横坐标表示

1

所以在M 较大（即晶较小）时图像近似为直线，由以上讨论可知选项 D 正确. 答案：D

4•如图所示是某次利用气垫导轨“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置安装完毕后的 示意图，图中 A 为砂桶和砂，B 为定滑轮，C 为小车及里面添加的砝码，

D 为纸带，

E 为电火

花打点计时器，F 为蓄电池（电压为6 V ） , G 为开关，请指出图中的三处错误：

（1） ______________________________________________________ ；

⑵ _________________________________________________________ ； ⑶ _________________________________________________________ .

解析：（1） B 接小车的细线应水平（或与导轨平行）. （2） C 小车离打点计时器太远.

⑶F 电火花打点计时器用的是 220 V 的交流电源，不能接蓄电池.

答案：见解析

5•下面是“探究加速度与力、质量的关系”实验步骤： ① 用天平测出小车质量 M 和小盘质量 m ② 安装好打点计时器，在小车上装好纸带； ③ 调整长木板的倾斜程度； ④ 在小盘中加入适量的砝码 m ；

⑤ 保持小车质量一定时，探究加速度与力的关系； ⑥ 保持小车所受拉力一定时，探究加速度与质量的关系.

⑴步骤③的目的是 ____________________________________________________ .

⑵步骤④中，要求小盘和砝码总质量

（m+ m ） __________ （填“远大于” “远小于”或

“等于”）小车质量M

1 m+ M

1

占像应该是过坐标原点的直线.现将前面的式子改写成

mg

a=

-

m

由此式可知,

1»

祁

面的系数

mg

1 1

它不是一个常数，因此，a 和不是成正比关系，随着甘勺

增大, mg

m 会减

小,

1 + -

因此图像要向下弯曲偏离直线•但在

mg 1

M ? m 时，a ~掠即卩a 近似正比于劝

（3）___________________________________________ 步骤⑤和⑥，表明该实验采用的科学方法是.

解析：(1)步骤③是为了平衡掉小车与木板、纸带与打点计时器间的摩擦力，使小车所受的合 力等于小盘和砝码的重力.

(3)该实验采用的是控制变量法.

答案：(1)平衡摩擦力 (2)远小于 (3)控制变量法 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的质量；

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SF 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 ________ 步骤之后. (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 ________ . 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 必须平衡摩擦力.电磁打点计时器接在 6 V 电压的蓄电池上将无法工作，必须接在

6 V 以下

学生交流电源上.作

a -M 关系图像，得到的是双曲线，很难作出正确的判断，必须“化曲为

直”，改作a -M 关系图像.

答案：(1)平衡摩擦力 B (2)步骤D 6 V 电压的蓄电池 6 V 以下交流学生电源 (3)步骤

1

G a - M a -乙

M

7.用如图所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系.

(1)某同学通过实验得到如图所示的 a -F 图像，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时

图中a o 表示的是 __________ 时小车的加速度.

⑵步骤④中，要求小盘和砝码总质量

(m+ m)远小于小车的质量 M

6.用如图所示的装置研究在作用力