42实验：探究加速度与力、质量的关系习题.docx

4. 2 实验：探究加速度与力、质量的关系习题

一、非选择题

1．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

1

图象，所用的科学方法： ________________。图象转化为 a－M车

(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”)

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

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

1

车图象转化为 a－M车图象，使图线由曲线转化为直线，称为化曲

为直法。

2．(重庆一中2013 ～ 2014 学年高一上学期期末)(1)某同学设计了一个探究小车的加速度

a 与小车所受拉力 F 关系的实验，图甲为实验装置简图。他想用钩码的重力表示小车受到的

合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为下列说法正确的是() A．实验时要平衡摩擦力

B．实验时不需要平衡摩擦力

C．钩码的重力要远小于小车的总重力

D．实验进行时应先释放小车再接通电源

(2)如图乙所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、 B、 C、 D、E是计数点，相邻计

数点间的时间间隔为T，距离如图所示。则打 C 点时小车速度的表达式为________________ ；该同学计算小车加速度的表达式为__________________________。

答案：① C ②L4L3－ L1 L4－ 2L2或

2T

2 4T4T

解析： (1)只有保证钩码的重力要远小于小车的总重力，钩码的重力才能近似等于小车受到的合外力。

L4＝ L3－ L1

(2)C 点的瞬时速度等于 AE 或者 BD 的平均速度，即v C＝

4T2T

求加速度，使用逐差法，得

a＝x3＋ x4－ x2＋x1＝L4－ 2L2 2T24T2

3．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，图 (a)表示为实验装置简图。(交流电的频率为50Hz)

(1)图 (b) 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/s 2。 (保留两位有效数字 )

(2)保持沙和沙桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度 a 与质量 m 及对应

1

的

m数据如下表：

实验次数12345678小车加速度 a/m·s－2

小车质量 m/kg

1 －

1

m kg

请在下图所示的坐标纸中画出a－1

图线，并由图线求出小车加速度 a 与质量倒数 1 之m m

间的关系式是 __________________________ 。

1

答案： (1)3.2m/s 2(2)a＝

2m

解析： (1)由逐差法得

a＝ a ＝x3＋ x4－ x1＋ x2－222

2＝错误 ! ×10m/s≈ 3.2m/s

4T

(2)如图所示

由图知斜率k＝，即保持拉力F＝，

所以 a＝错误 ! ＝错误 !

4．(天津市2014 ～ 2015 学年高一上学期五校期末联考)在《探究加速度与力、质量的关系》实验中，某组同学用如图 1 所示装置，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与

小车受到力的关系。

(1)图2 是实验中获取的一条纸带的一部分，其中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

a＝ ________________m/s 2。小为 ________________m/s ，由纸带求出小车的加速度的大小为

(计算结果均保留 2 位有效数字 )

(2)下列措施中不正确的是________________ 。

A．首先要平衡摩擦力，使小车受到的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

1

(3)某组同学由实验得出数据，画出的

a －M 的关系图线，如图 3 所示，从图象中可以看

出，作用在小车上的恒力 F ＝ ________________N 。当小车的质量为 5kg 时，它的加速度为

________________m/s 2。

答案： (1)(2)BC

(3)5 1

解析： (1)v 3＝错误 ! m/s ＝ 0.26m/s a ＝错误 ! m/s 2＝ 0.50m/s 2。

(2)实验首先要平衡摩擦力，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力，故

A 正确；平

衡摩擦力的方法就是， 小车与纸带相连， 小车前面不挂小桶， 把小车放在斜面上给小车一个

初速度，看小车能否做匀速直线运动，故

B 错误；改变小车拉力，不需要重新平衡摩擦力，

C 错误； 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， 本题选不正确

的，故选

B 、

C 。

(3)由图可知 a － 1

的关系图线是一条过坐标原点的直线，说明物体所受的合力是定值，

M

a －M 1

图象的斜率： k ＝ F ＝错误 ! ＝ 5N ，当 M ＝5N 时， a ＝错误 ! ＝ 1m/s 2

能力提升

一、非选择题

1．(东北育才中学 2014～ 2015 学年高一上学期期末 )用如图所示的装置探究加速度与力

和质量的关系，带滑轮的长木板和弹簧测力计均水平固定。

(1)实验时，一定要进行的操作是

________________ 。

A ．小车靠近打点计时器，选接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测

力计的示数

B ．改变砂和砂桶质量，打出几条纸带

C ．用天平测出砂和砂桶的质量

D ．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量

(2)以弹簧测力计的示数

F 为横坐标，以加速度

a 为纵坐标，画出的

a － F 图象可能正确

的是 ________________ 。