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1、-第 1 页实验实验：探究加速度探究加速度与力与力、质量的关系质量的关系习题解析习题解析-第 2 页实验：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()Aam 图象Bma 图象Ca1m图象D.1ma 图象答案C解析在作用力相同的情况下，质量越大，速度的变化越慢，加速度越小，两者可能成反比，则用 a1m图象更容易判断2如果 a1m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 m 成反比C物体的质量 m 与加速度
2、a 成正比D物体的质量 m 与加速度 a 成反比答案B解析a1m图象是通过原点的一条直线，则 a 与1m成正比，则加速度 a 与质量 m 成反比，A 项错误，B 项正确物体的质量为定值，故 C、D 选项错误3在利用打点计时器和小车做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，下列说法中正确的是()A平衡摩擦力时，应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上B连接砝码盘和小车的细绳应与长木板保持平行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答案BCD解析本实验先平衡摩擦力而后再把悬挂小盘的细绳系在小车上，所以 A 选项错误4在“验证牛顿第二定律”的实验中，
3、在研究加速度 a 与小车的质量 M 的关系时，由于没有注意始终满足 Mm 的条件，结果得到的图象应是图中的()答案D解析在本实验中，小车的加速度 aFMmgMm，则绳子的张力 FMmgMm，在研究加速度跟小车质量 M 的关系时，保持 m 不变，若横轴为 1/(Mm)，则 a1/(Mm)图象应是过原点的直线，当满足 Mm 时，m 可以忽略不计，amgM，a1/M 图象还可以满足图象是过原点的直线；当小车的质量较小，不满足 Mm 时，斜率将变小，图象便发生弯曲 故选 D.二、非选择题5如图所示的是做探究牛顿第二定律实验中打出的一条纸带，相邻记数点的时间间隔为 T，间距 x1、x2、x3xn已测量出
4、(1)请写出三个不同的计算加速度的表达式(2)甲、乙两同学用同一装置做实验，画出了各自的 aF 图象(如图所示)这两个同学在做实验时，采用的哪一个物理量不同？试比较其大小答案(1)(x2x1)/T213T2(x4x1)19T2(x6x5x4)(x3x2x1)(2)两者所用的小车和砝码的总质量不同，且 m甲a乙，F 相同时加速度与质量成反比，则 m甲m乙，即甲、乙两同学的实验所用小车和砝码的总质量不同，且 m甲m乙6某位同学利用气垫导轨装置做“探究加速度与物体所受力的关系”的实验中，记录了有关数值，如下表所示：砝码质量/(g)拉力近似值(g10m/s2)光电门 1 记录时间/(s)(遮光条宽度
5、1cm)滑块速度 v1(m/s)50.038100.027150.022200.019光电门 2 记录时间/(s)(遮光条宽度 1cm)滑块速度v2(m/s)光电门 1、2 间距离/(cm)滑块加速度 a(m/s2)0.030200.021200.017200.01520请你帮助他：(1)填好表格中的有关数据(2)画出 aF 图象(3)由图象得到什么结论？答案(1)拉力近似值/Nv1v2a0.050.260.330.10.100.370.470.20.150.450.580.30.200.530.660.4(2)如图所示(3)由图象是一条直线说明，加速度与物体所受的合外力成正比7在“验证牛顿运
6、动定律”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用 M 表示，盘及盘中砝码的质量用 m 表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出(1)当 M 与 m 的大小关系满足_时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据为了比较容易地检查出加速度 a 与质量 M 的关系，应该做 a 与_的图象(3)如图(a)，甲同学根据测量数据做出的 aF 图线，说明实验存在的问题是_(4)乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的 aF 图线，如图
7、(b)所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？-第 4 页答案(1)Mm(2)1M(3)平衡摩擦力时木板倾角过大(4)两小车及车上砝码的总质量不同解析(1)只有 M 与 m 满足 Mm 才能使绳对小车的拉力近似等于盘及盘中砝码的重力(2)由于 a1M，所以 a1M图象应是一条过原点的直线，所以数据处理时，常作出 a 与1M的图象(3)平衡摩擦力时木板倾角过大(4)两小车及车上的砝码的总质量不同时，aF 图象的斜率也就不同8(2009潍坊模拟)为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验其中 G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过 G1、G2光电门时，光
8、束被遮挡的时间t1、t2都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为 M，挡光片宽度为 D，光电门间距离为 x，牵引砝码的质量为 m.回答下列问题：(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位？答：_(2)若取M0.4kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是_Am15gBm215gCm340gDm4400g(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为：_.(用t1、t2、D、x 表示)答案(1)取下牵引砝码，M 放在任意位置都不动；或取下牵引砝码，轻推滑行器 M，数
9、字计时器记录每一个光电门的光束被挡的时间t 都相等(2)D(3)aDt22Dt122x解析(1)如果气垫导轨水平，则不挂砝码时，M 应能在任意位置静止不动，或推动 M后能使 M 匀速运动(2)应满足 Mm，故 m4400g 不合适(3)由 v1Dt1，v2Dt2，v22v212ax可得：aDt22Dt122x.9如图(a)为实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带，纸带上 A、B、C、D、E、F、G 为七个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔是 0.1s，距离如图，单位是 cm，小车的加速度是_m/s2，在验证质量一定时加速度 a 和合外力 F 的关系时，某学生根据实验数据作出了如图所示的 a
10、F 图象，其原因是_答案1.60平衡摩擦力过度解析a 的计算利用逐差法a(xDExAB)(xEFxBC)(xFGxCD)9T2(xDExEFxFG)(xABxBCxCD)9T2(xAGxAD)xAD9T240.65213.1590.121021.60(m/s2)10(2009广东省实验中学模拟)现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受-第 5 页的合外力成正比”这一物理规律给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面(如图)、小车、计时器一个、米尺(1)填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响)：让小车自斜面上方一固定点 A1从静止开始下滑至斜面底端 A2，记下所用的时间
11、t.用米尺测量 A1与 A2之间的距离 x，则小车的加速度 a_.用米尺测量 A1相对于 A2的高度 h.设小车所受重力为 mg，则小车所受合外力 F_.改变_，重复上述测量以 h 为横坐标，1/t2为纵坐标，根据实验数据作图如能得到一条过原点的直线，则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律(2)在“验证牛顿第二定律”的实验中，实验装置如图甲所示，有一位同学通过实验测量作出了图乙中的 A 图线试分析A 图线不通过坐标原点的原因是_；A 图线上部弯曲的原因是_答案(1)2xt2mghx斜面倾角(或 h 的数值)(2)没有平衡摩擦力或平衡不够未满足钩码质量 m 远
12、小于小车质量 M解析(1)由 x12at2得：a2xt2小车在斜面上受重力和支持力作用，其合力Fmgsinmghx改变小车所受外力来研究加速度与力的关系，改变受力又是通过改变斜面倾角或斜面高度 h 来实现的(2)没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够，未满足拉车的钩码质量 m 远小于小车质量 M.11如图甲所示，用水平力 F 拉动物体在水平面上做加速直线运动，当改变拉力的大小时，物体运动的加速度 a 也随之变化，a 和 F 的关系如图乙所示，取 g10m/s2.(1)根据图线所给的信息，求物体的质量及物体与水平面间的动摩擦因数(2)若改用质量是原来 2 倍的同种材料的物体，请在图乙的坐标系上画出这种情况下的 aF 图线(要求写出作图的根据)答案(1)0.20(2)见解析解析(1)根据牛顿第二定律：Fmgma，所以 a1mFg.可见 aF 图象为一条直线，直线的斜度 k1m2.0kg1，解得：物体的质量 m0.50kg纵轴截距为g2.0m/s2，解得物体与地面间的动摩擦因数0.20.(也可以用横轴截距求动摩擦因数：当 F1.0N 时，物体的加速度为零，物体所受阻力fF1.0N，由 Fmg 解得物体与水平面的动摩擦因数fmg0.20.用其他方法结果正确的同样可以)(2)当物体质量加倍时，物体的加速度 a12mFg，直线斜率 k12m1.0kg1，纵轴的截距不变，作出如图所示的图线