《高一物理第四章第2课实验：探究加速度与力、质量的关系-课后培优分级练.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高一物理第四章第2课实验：探究加速度与力、质量的关系-课后培优分级练.pdf（50页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、 学科网（北京）股份有限公 1 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571 第第 2 2 课课 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 培优第一阶培优第一阶基础过关练基础过关练 1在“探究加速度与力、质量的关系”的实验步骤中，下列做法中正确的是()A同时改变拉力 F 和小车质量 m 的大小 B先保持小车质量 m 不变，研究加速度 a 与拉力 F 的关系，再保持 F 不变，研究 a 与 m 的关系，最后导出 a 与 m 及 F 的关系 C只改变拉力 F 的大小，小车质量 m 的大小始终保持不变 D只改变小车质量 m 的大小，拉力 F 的大
2、小始终保持不变 2某实验小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系!(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在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上 C实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源 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)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量_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.利用如图所示装置可以做力学中的许多实验。(1)以下说法正确的是
3、()A用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须设法消除小车和长木板间的摩擦阻力的影响 B用此装置“研究匀变速直线运动”时，应使小盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量 课后培优练 学科网（北京）股份有限公 2 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571 C用此装置“探究加速度 a 与力 F 的关系”时，必须设法消除小车和长木板间的摩擦阻力的影响 D用此装置“探究加速度 a 与力 F 的关系”时，应使小盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量(2)本装置中要用到打点计时器，如图所示为实验室常用的两种计时器，其中图甲用的电源要求是()A交流 220 V B直流 220 V
4、C交流 46 V D直流 46 V(3)在利用此装置“探究加速度 a 与力 F 的关系”时，实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分如图所示。已知打点计时器接在频率为 50 Hz 的交流电源上，则此次实验中打点计时器打下 A 点时小车的瞬时速度为_ m/s。(结果保留两位有效数字)4.小王同学在探究加速度与力、质量的关系时，小车及砝码的质量用 M 表示，砂桶及砂的质量用 m 表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带计算出。(1)往砂桶中加入一定量的砂子，当 M 与 m 的大小关系满足_时，可近似认为绳对小车的拉力大小等于砂桶和砂的重力；在释放小车_(填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源，在纸
5、带上打出一系列的点。(2)在平衡摩擦力后，他用打点计时器打出的纸带的一段如图所示，该纸带上相邻两个计数点间还有 4 个点未标出，打点计时器使用交流电的频率是 50 Hz，则小车的加速度大小是_m/s2，当打点计时器打 B 点时小车的速度是_m/s。(结果保留三位有效数字)5.某实验小组利用下图所示的装置探究加速度与力、质量的关系 学科网（北京）股份有限公 3 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571 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在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在
6、木块上 C实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源 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 为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量_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”)6.(1)我们已经知道，物体的加速度 a 同时跟合外力 F 和质量 m 两个因素有关要研究这三个物理量之间的定量关系的思想方法是_(2)某同学的实验方案如图所示，她想用砂桶的重力表示小车受到的合外力 F，为了减小这种做法带来的实验误差，她先做了两方面的调整措施：a用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是_ b使砂
7、桶的质量远小于小车的质量，目的是使拉小车的力近似等于_(3)该同学利用实验中打出的纸带求加速度时，处理方案有两种：A利用公式 a2xt2计算；B根据 axT2利用逐差法计算 两种方案中，你认为选择方案_比较合理 学科网（北京）股份有限公 4 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571 7 7.如图为“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.实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小 (1)实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行接下来还需要进行的一项操
8、作是()A将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节 m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动 B将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动 C将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是做匀速运动(2)实验中要进行质量 m 和 M 的选取，以下最合理的一组是()AM200 g，m10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g BM200 g，m20 g、40 g、60 g、80 g、
9、100 g、120 g CM400 g，m10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g DM400 g，m20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g(3)下图是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G 为 7 个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出 量出相邻的计数点之间的距离分别为：xAB4.22 cm、xBC4.65 cm、xCD5.08 cm、xDE5.49 cm、xEF5.91 cm、xFG6.34 cm.已知打点计时器的工作频率为50 Hz，则小车的加速度 a_m/s2.(结果保留两位有效数字)8几位同学在研究加速度 a 和力 F
10、、质量 m 的关系时，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，分别得出如图中四条图线，其中图 A、B、C 是 a-F 图线，图 D 是 a-1M图线，其中没有平衡摩擦力的是() 学科网（北京）股份有限公 5 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571 9.若已知两个物体间的某种力 F 与两物体间距离 r 的平方成反比，即 Fkr2(k 是与 r 无关的常数)现要设计实验验证该关系，实验后利用得到的数据作图，利用图象研究 F 与 r 的关系，下列四种坐标系应选用的最佳坐标系是()10用打点计时器测量加速度，探究加速度与力、质量的关系时，需要平衡
11、摩擦力平衡摩擦力时，应该让小车()A挂上钩码，拖上纸带，开动打点计时器 B不挂钩码，拖上纸带，开动打点计时器 C挂上钩码，不拖纸带 D不挂钩码，不拖纸带 11.某次“探究加速度 a 跟物体所受合力 F 和质量 m 的关系”实验过程是：(1)图甲所示为实验装置图。图乙为某次实验得到的一段纸带，计数点 A、B、C、D、E 间的时间间隔为 0.1 s，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)保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，进行多次测量。根据实验数据做出了加速度 a 随 学科网（北京）股份有限公 6 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020
12、133571 拉 力F的 变 化 图 线，如 图 所 示。图 中 直 线 没 有 通 过 原 点，其 主 要 原 因 是_。(3)保持砂和砂桶质量不变，改变小车中砝码质量，进行多次测量，得到小车加速度 a、质量 m及其对应的1m的数据如表中所示：实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 小车加速度 a/(ms2)1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30 小车和砝码质量 m/kg 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67 1m/kg1 4.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60 a请在
13、坐标纸中画出 a-1m图线：b根据作出的 a-1m图线可以得到的结论是：_。12.某同学利用如图甲所示的装置探究加速度与物体受力、物体质量的关系实验时，把数据记录在表格中，数据是按加速度大小排列的，第 8 组数据中小车质量和加速度数据漏记 学科网（北京）股份有限公 7 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571 组号 F/N m/kg a/(ms2)1 0.29 0.86 0.34 2 0.14 0.36 0.39 3 0.29 0.61 0.48 4 0.19 0.36 0.53 5 0.24 0.36 0.67 6 0.29 0.41 0.71 7 0.29
14、 0.36 0.81 8 0.29 9 0.34 0.36 0.94 (1)该同学又找到了第 8 组数据对应的纸带以及小车质量，纸带如图乙所示已知打点计时器所用交流电的频率为 50 Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有 4 个打出来的点未画出请你帮助该同学求出第 8 组中的加速度 a_ m/s2；(2)如果要研究加速度与物体受力的关系，需取表格中_组数据(填组号)，作 aF图象；如果要研究加速度与物体质量的关系，需取表格中_组数据(填组号)，作 am 图象这种研究方法叫作_法；(3)作出的 am 图象如图丙所示，由图象_(填“可以”或“不可以”)判断 a 与 m 成反比 13某实验小组利用下
15、图所示的装置探究加速度与物体受力、物体质量的关系。(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 学科网（北京）股份有限公 8 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571 B在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上 C实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源 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)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量_(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)木块和木块
16、上砝码的总质量。(3)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套上图的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度 a 与拉力 F 的关系，分别得到下图中甲、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 甲、乙，由图 2 可知，m甲_m乙，甲_乙(均选填“”“”或“”)。培优第二阶培优第二阶拓展培优拓展培优练练 14某实验小组利用如图所示的装置“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”。(1)实验中除了需要小车、砝码、托盘、细绳、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、两根导线、复写纸、纸带之外，还需要_、_。(2
17、)某同学以小车和车上砝码的总质量的倒数1M为横坐标，小车的加速度 a 为纵坐标，在坐标纸上作出的 a-1M关系图线如图所示。 学科网（北京）股份有限公 9 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571 由图可分析得出：加速度与质量成_关系(填“正比”或“反比”)；图线不过原点说明实验有误差，引起这一误差的主要原因是平衡摩擦力时长木板的倾角_(填“过大”或“过小”)。(3)有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度 a 与所受外力 F 的关系，他们在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条 a-F 图线，如图所示。图线_(填“”或“”)是在轨道倾斜情
18、况下得到的；小车及车中砝码的总质量 m_kg。15某实验小组采用如图甲所示的实验装置探究力与加速度的关系。实验时滑块在细线拉力的作用下沿轨道运动，滑块受到的拉力由力传感器读出，位移传感器发射部分固定在滑块上随滑块运动，位移传感器接收部分固定在轨道上，能读出滑块的位移随时间的变化规律。(1)实验中_(填“需要”或“不需要”)重物的质量 m 与滑块的质量 M 满足 Mm。(2)如果滑块的位移与时间的关系式为 x0.6t2，则滑块的加速度 a_m/s2。(3)用正确的实验方法测得实验数据，作出 a-F 图线如图乙所示。由图中的 a-F 图线可知滑块受到的摩擦力大小为 N。16某物理兴趣小组用如图所示
19、装置探究加速度与合外力关系。已知当地重力加速度为 g。(1)实验步骤如下：第 1 步：把长木板不带滑轮一端用铰链固定在水平桌面上，另一端用垫块垫起一定高度。两光 学科网（北京）股份有限公 10 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571 电门固定在木板上，且光电门 1 和 2 距离较远，光电门 1 距离小滑块(带遮光条)比较近。第 2 步：通过调整沙桶内细沙的质量，直至给小滑块一个沿木板向下的初速度，小滑块匀速下滑，即观察到遮光条通过两光电门的时间_(填“相等”或“不相等”)为止。第 3 步：去掉小沙桶，把小滑块紧挨小滑轮由静止释放，记录遮光条(遮光条宽度为 d
20、)通过光电门 2 的时间 t，同时测量出沙桶(包括里面的细沙)质量 m。第 4 步：改变垫块的位置，重复第 2、3 两步。(2)在实验步骤第 3 步中，小滑块通过光电门 2 的速度为_；去掉小沙桶，把小滑块紧挨小滑轮由静止释放后，小滑块所受到的合外力为_。(用题中所给的字母表示)。(3)设小滑块(包括遮光条)质量为 M，小滑块释放点到光电门 2 距离为 x，若关系式 m_成立，可得质量一定时，加速度与合外力成正比。17.某同学探究加速度与物体受力、物体质量的关系。(1)为达到实验目的，下列说法正确的是_。A可以用天平测物体的质量 B必须用弹簧测力计测物体受力 C同时研究某个物理量与另外两个物理
21、量的关系，可采用控制变量的方法(2)为了测量(或比较)出物体运动的加速度 a，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是_。A小车做初速度为 0 的匀加速直线运动，用刻度尺测量其移动的位移 x，用秒表测出发生这段位移所用的时间 t，由 a2xt2计算出加速度 B将打点计时器的纸带连在小车上，通过纸带上打出的点来测量加速度 a C让两辆相同的小车同时做初速度为零且加速度不同的匀加速直线运动，并同时停下，那么它们的位移之比就等于加速度之比，测量(或比较)加速度就转换为测量(或比较)位移了(3)实验中用如图甲所示的装置，补偿打点计时器对小车的阻力和其他阻力的具体做法是：将小车放在木板上，后面固定一条纸
22、带，纸带穿过打点计时器。把木板一端垫高，调节木板的倾斜度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做_(选填“匀速”或“匀加速”)直线运动。 学科网（北京）股份有限公 11 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571 (4)该实验中“细线作用于小车的拉力 F 等于沙和桶所受的总重力 mg”是有“条件”的。已知小车和车上砝码的总质量为 M、沙和桶的质量为 m，不计摩擦阻力与空气的阻力，请将小车和车上砝码的加速度 aM与沙和桶的加速度 am的大小关系、拉力 F 的表达式以及该“条件”的内容填在表格相应的位置中。aM与 am的大小关系 拉力F的表达式“条件”(5)在研究
23、 a 与 M 的关系时，已经补偿了打点计时器对小车的阻力及其他阻力。理论上也可以以小车加速度的倒数1a为纵轴、小车和车上砝码的总质量 M 为横轴，可作出1a-M 图像。请在图乙所示的坐标系中画出1a-M 图像的示意图并在图中标出截距数值。18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，细线与弹簧测力计挂钩相连其中 M 为带滑轮的小车的质量，放在一端带滑轮的长木板上，m 为砂和砂桶的质量(滑轮质量不计)(1)实验时，不需要进行的操作是_(填选项前的字母)A用天平测出砂和砂桶的质量 B将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 C小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出
24、一条纸带，同时记录弹簧测力计的 学科网（北京）股份有限公 12 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571 示数 D改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带 E为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量 m 远小于小车的质量 M(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有两个点没有画出)，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/s2(结果保留三位有效数字)19.某同学用如图所示装置来探究“在外力一定时，物体的加速度与其质量之间的关系”(1)实验中下列相关操作正确的是_ A平衡摩擦力时，应先将沙桶用细线绕过定滑
25、轮系在小车上 B平衡摩擦力时，小车后面应固定一条纸带，纸带穿过打点计时器 C小车释放前应靠近打点计时器，且先释放小车后接通打点计时器的电源(2)将沙和沙桶的总重力 mg 近似地当成小车所受的拉力 F 会给实验带来系统误差 设小车所受拉力的真实值为 F真，为了使系统误差mgF真F真5%，小车和砝码的总质量是 M，则 M 与 m 应当满足的条件是mM”“”或“”)。!#(1)实验中细绳要保持与长木板平行，A 正确；平衡摩擦力时不能将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴 学科网（北京）股份有限公 32 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571 在木块上，这样无法平衡摩擦力，
26、B 错误；实验时应先接通电源再放开木块，C 错误；平衡摩擦力后，改变木块上的砝码的质量时，不需要重新平衡摩擦力，D 正确。(2)由整体法和隔离法得到细绳的拉力 FMaMmgMm11mMmg，当砝码桶和桶内砝码的质量 m 远小于木块和木块上砝码的总质量 M 时，可得 Fmg。(3)不平衡摩擦力，对于木块有 Fmgma，aFmg，图像的斜率大的木块的质量小，纵轴截距绝对值大的动摩擦因数大，因此 m甲m乙，甲乙。$%#(1)AD(2)远小于(3)培优第二阶培优第二阶拓展培优拓展培优练练 14某实验小组利用如图所示的装置“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”。(1)实验中除了需要小车、砝码、托盘、细
27、绳、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、两根导线、复写纸、纸带之外，还需要_、_。(2)某同学以小车和车上砝码的总质量的倒数1M为横坐标，小车的加速度 a 为纵坐标，在坐标纸上作出的 a-1M关系图线如图所示。由图可分析得出：加速度与质量成_关系(填“正比”或“反比”)；图线不过原点说明实验有误差，引起这一误差的主要原因是平衡摩擦力时长木板的倾角_(填“过大”或“过小”)。(3)有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度 a 与所受外力 F 的关系，他们在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条 a-F 图线，如图所示。 学科网（北京）股份有限公 33 学习资料
28、分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571 图线_(填“”或“”)是在轨道倾斜情况下得到的；小车及车中砝码的总质量 m_kg。!#(1)实验中需要用托盘和砝码的总重力表示小车受到的拉力，需测量托盘的质量，所以还需要天平。实验中需要用刻度尺测量纸带上点迹间的距离，从而得出加速度，所以还需要刻度尺。(2)a-1M图像是一条直线，a 与 M 成反比；图像在 a 轴上有截距，这是平衡摩擦力时木板的倾角过大造成的。(3)由题图 3 中图线可知，当 F0 时，a0，即细线上没有拉力时小车就有加速度，所以图线是在轨道倾斜情况下得到的，根据 Fma 得 a-F 图像的斜率 k1m，由
29、a-F 图像得图像斜率 k2，所以 m0.5 kg。$%#(1)天平 刻度尺(2)反比 过大(3)0.5 15某实验小组采用如图甲所示的实验装置探究力与加速度的关系。实验时滑块在细线拉力的作用下沿轨道运动，滑块受到的拉力由力传感器读出，位移传感器发射部分固定在滑块上随滑块运动，位移传感器接收部分固定在轨道上，能读出滑块的位移随时间的变化规律。(1)实验中_(填“需要”或“不需要”)重物的质量 m 与滑块的质量 M 满足 Mm。(2)如果滑块的位移与时间的关系式为 x0.6t2，则滑块的加速度 a_m/s2。(3)用正确的实验方法测得实验数据，作出 a-F 图线如图乙所示。由图中的 a-F 图线
30、可知滑块受到的摩擦力大小为 N。!#(1)有力传感器直接测量拉力，无需用重物的重力近似代替细线的拉力，因此不需要满足 Mm；(2)根据 x12at20.6t2，可得加速度为 a1.2 m/s2；(3)当 F 增大到 0.4 N 后，滑块才有加速度，说明滑块受到的摩擦力大小为 0.4 N。$%#(1)不需要(2)1.2(3)0.4 16某物理兴趣小组用如图所示装置探究加速度与合外力关系。已知当地重力加速度为 g。 学科网（北京）股份有限公 34 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571 (1)实验步骤如下：第 1 步：把长木板不带滑轮一端用铰链固定在水平桌面上，
31、另一端用垫块垫起一定高度。两光电门固定在木板上，且光电门 1 和 2 距离较远，光电门 1 距离小滑块(带遮光条)比较近。第 2 步：通过调整沙桶内细沙的质量，直至给小滑块一个沿木板向下的初速度，小滑块匀速下滑，即观察到遮光条通过两光电门的时间_(填“相等”或“不相等”)为止。第 3 步：去掉小沙桶，把小滑块紧挨小滑轮由静止释放，记录遮光条(遮光条宽度为 d)通过光电门 2 的时间 t，同时测量出沙桶(包括里面的细沙)质量 m。第 4 步：改变垫块的位置，重复第 2、3 两步。(2)在实验步骤第 3 步中，小滑块通过光电门 2 的速度为_；去掉小沙桶，把小滑块紧挨小滑轮由静止释放后，小滑块所受
32、到的合外力为_。(用题中所给的字母表示)。(3)设小滑块(包括遮光条)质量为 M，小滑块释放点到光电门 2 距离为 x，若关系式 m_成立，可得质量一定时，加速度与合外力成正比。!#(1)小滑块匀速下滑，所以小滑块通过两光电门的时间相等。(2)小滑块通过光电门 2 的速度为 vdt，没有去掉小沙桶时，小滑块受到绳子拉力、重力、摩擦力、支持力四力平衡，所以去掉小沙桶后，另外三力不变，则小滑块受到的合力与绳子拉力等大反向，即合力为 mg。(3)根据牛顿第二定律及运动学公式得 2ax2mgMxdt2，化简得 mM2gxdt2。$%#(1)相等(2)dt mg(3)M2gxdt2 17.某同学探究加速
33、度与物体受力、物体质量的关系。(1)为达到实验目的，下列说法正确的是_。A可以用天平测物体的质量 B必须用弹簧测力计测物体受力 C同时研究某个物理量与另外两个物理量的关系，可采用控制变量的方法 学科网（北京）股份有限公 35 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571(2)为了测量(或比较)出物体运动的加速度 a，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是_。A小车做初速度为 0 的匀加速直线运动，用刻度尺测量其移动的位移 x，用秒表测出发生这段位移所用的时间 t，由 a2xt2计算出加速度 B将打点计时器的纸带连在小车上，通过纸带上打出的点来测量加速度 a C让
34、两辆相同的小车同时做初速度为零且加速度不同的匀加速直线运动，并同时停下，那么它们的位移之比就等于加速度之比，测量(或比较)加速度就转换为测量(或比较)位移了(3)实验中用如图甲所示的装置，补偿打点计时器对小车的阻力和其他阻力的具体做法是：将小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。把木板一端垫高，调节木板的倾斜度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做_(选填“匀速”或“匀加速”)直线运动。(4)该实验中“细线作用于小车的拉力 F 等于沙和桶所受的总重力 mg”是有“条件”的。已知小车和车上砝码的总质量为 M、沙和桶的质量为 m，不计摩擦阻力与空气的阻力，请将小车和车上砝码的加速
35、度 aM与沙和桶的加速度 am的大小关系、拉力 F 的表达式以及该“条件”的内容填在表格相应的位置中。aM与 am的大小关系 拉力F的表达式“条件”(5)在研究 a 与 M 的关系时，已经补偿了打点计时器对小车的阻力及其他阻力。理论上也可以以小车加速度的倒数1a为纵轴、小车和车上砝码的总质量 M 为横轴，可作出1a-M 图像。请在图乙所示的坐标系中画出1a-M 图像的示意图并在图中标出截距数值。 学科网（北京）股份有限公 36 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571 !#(1)由于本实验是探究小车的加速度与质量、力的关系，必须改变小车的质量，所以要用天平测量
36、小车的质量，故 A 正确；本实验中用沙桶的重力充当拉力，故不需要用弹簧测力计测力的大小，故 B 错误；同时研究某个物理量和另外两个物理量的关系，可采用控制变量的方法，故 C 正确。(2)利用公式 x12at2求解加速度，用刻度尺测量其移动的位移 x，由于打点计时器可以用其记录时间，不需要用秒表记录时间，秒表记录时间误差较大，故 A 不可行；将打点计时器的纸带连在小车上，通过纸带上打出的点来测量位移和时间，再利用 xaT2求解加速度，故 B 可行；让两辆相同的小车同时做初速度为 0且加速度不同的匀加速直线运动，并同时停下，那么根据 x12at2可知它们的位移之比就等于加速度之比，测量加速度就转换
37、为测量位移了，故 C 可行。(3)平衡摩擦力时，把木板一端垫高，调节木板的倾斜度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动即可。(4)沙桶和小车用线连接，故二者沿连线方向上的加速度大小相等；对小车和车上砝码与沙和桶组成的整体，根据牛顿第二定律有 amgMm，细线的拉力为 FMaMmgMm，变形可得 Fmg1mM，由数学规律可知，在Mm 条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和桶的总重力。(5)保持外力一定时，根据牛顿第二定律得 amgMm，则有1a1mgM1g，则以1a为纵轴，以总质量 M 为横轴，作出的图像为一倾斜直线，且纵轴截距为1g，图像如图所示。$%#(1)AC(2)BC
38、(3)匀速(4)相等 FMmgMm mM(5)见解析图 学科网（北京）股份有限公 37 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571 18为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置，细线与弹簧测力计挂钩相连其中 M 为带滑轮的小车的质量，放在一端带滑轮的长木板上，m 为砂和砂桶的质量(滑轮质量不计)(1)实验时，不需要进行的操作是_(填选项前的字母)A用天平测出砂和砂桶的质量 B将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 C小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数 D改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带 E
39、为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量 m 远小于小车的质量 M(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有两个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为 50 Hz 的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为_ m/s2(结果保留三位有效数字)$%&(1)AE(2)1.32 !&(1)本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使砂和砂桶的质量远小于小车的总质量，A、E 不需要，符合题意；该题是由弹簧测力计测出拉力，从而得到小车受到的合外力，故需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，B 需要，不符合题意；用打点计时器时，都是先接通电源，待打点稳定
40、后再释放纸带，该实验探究加速度与力的关系，要记录弹簧测力计的示数，C 需要，不符合题意；改变砂和砂桶质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随 F 变化关系，D 需要，不符合题意(2)由于两计数点间还有两个点没有画出，故相邻计数点的时间间隔为 T0.06 s，由 xaT2，则有：a(3.813.302.79)102(2.301.911.40)10290.062 m/s21.32 m/s2； 学科网（北京）股份有限公 38 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571 19.某同学用如图所示装置来探究“在外力一定时，物体的加速度与其质量之间的关系”(1)实验
41、中下列相关操作正确的是_ A平衡摩擦力时，应先将沙桶用细线绕过定滑轮系在小车上 B平衡摩擦力时，小车后面应固定一条纸带，纸带穿过打点计时器 C小车释放前应靠近打点计时器，且先释放小车后接通打点计时器的电源(2)将沙和沙桶的总重力 mg 近似地当成小车所受的拉力 F 会给实验带来系统误差 设小车所受拉力的真实值为 F真，为了使系统误差mgF真F真5%，小车和砝码的总质量是 M，则 M 与 m 应当满足的条件是mM_.(3)在完成实验操作后，用图象法处理数据，得到小车的加速度倒数1a与小车质量 M 的关系图象正确的是_$%&(1)B(2)0.05(3)C!&(1)平衡摩擦力时，应不挂沙桶，只让小车
42、拖着纸带在木板上做匀速运动，选项 A 错误；平衡摩擦力时，小车后面应固定一条纸带，纸带穿过打点计时器，选项 B 正确；小车释放前应靠近打点计时器，且先接通打点计时器的电源后释放小车，选项 C 错误；(2)在本实验中认为细线的拉力 F 等于沙和沙桶的总重力 mg，由此造成的误差是系统误差，对小车，根据牛顿第二定律得：aF真M，对整体，根据牛顿第二定律得：amgMm，且mgF真F真5%，解得：mM0.05.(3)由牛顿第二定律可知：amgMm，则1a1mg(Mm)1mgM1g，故选 C.20.用如图甲所示的装置探究加速度 a 与力 F 的关系，带滑轮的长木板水平放置，弹簧测力计 学科网（北京）股份
43、有限公 39 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571 固定在墙上。(1)实验时，一定要进行的操作是_(填选项前的字母)。A小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，根据纸带的数据求出加速度 a，同时记录弹簧测力计的示数 F B改变小车的质量，打出几条纸带 C用天平测出砂和砂桶的总质量 D为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量(2)若要把小车所受拉力视为小车所受的合力，在进行上述实验操作之前，首先应该完成的实验步骤是_。(3)若弹簧测力计的读数为 F，则 F_mg(m 为砂和桶的总质量)。(填“大于”“等于”或“小于”)!
44、#(1)打点计时器使用时，应先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力的关系，要记录弹簧测力计的示数，A 正确；要探究加速度与质量的关系时，就要改变小车的质量，这个实验是研究加速度随 F 变化关系，B 错误；拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶(包括砂)的质量远小于车的总质量，C、D 错误。(2)小车在运动中要受到木板对小车的摩擦力和纸带与打点计时器间的摩擦力，要把小车所受拉力视为小车所受的合力，就要先平衡摩擦力。(3)因为砂和砂桶有加速度，所以细绳的拉力小于砂和砂桶的重力，即弹簧测力计的读数小于砂和砂桶的重力。$%#(1)A(2)平衡摩擦力
45、(3)小于 21.某同学利用图(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度 a 与钩码的质量 m 的对应关系图，如图(b)所示实验中小车(含发射器)的质量为 200 g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到回答下列问题： 学科网（北京）股份有限公 40 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571 (1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成_(填“线性”或“非线性”)关系(2)由图(b)可知，am 图线不经过原点，可能的原因是_(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用
46、力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力 mg 作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是_，钩码的质量应满足的条件是_!&(1)由题图可知小车的加速度与钩码的质量成非线性关系(2)am 图线不经过原点，在 m 轴上有截距，即挂上小钩码后小车加速度仍为零，可能的原因是存在摩擦力 (3)本实验直接以钩码所受重力 mg 作为小车受到的合外力，则应采取的措施是调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力，钩码的质量应满足的条件是远小于小车的质量$%&(1)非线性(2)存在摩擦力(3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力 远小于小车的质量 22.某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系，弹簧秤固定在一合适的木块上
47、，桌面的右边缘固定一个光滑的定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接在桌面上画出两条平行线 P、Q，并测出间距 d.开始时将木块置于 P 处，现缓慢向瓶中加水，直到木块刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数 F0，以此表示滑动摩擦力的大小再将木块放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数 F，然后释放木块，并用秒表记下木块从P 运动到 Q 处的时间 学科网（北京）股份有限公 41 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571 (1)木块的加速度可以用 d 和 t 表示为 a_.(2)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是()A可以改
48、变滑动摩擦力的大小 B可以更方便地获取更多组实验数据 C可以更精确地测出摩擦力的大小 D可以获得更大的加速度以提高实验精度$%(1)2dt2 (2)BC!(1)由 d12at2可得：a2dt2.(2)挂钩码的方法不能连续改变细绳的拉力大小，因此不能准确测出摩擦力的大小，也不利于获得多组测量数据，故 B、C 正确 23.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 M214.6 g，砝码盘质量 m07.8 g，所使用的打点计时器交流电频率 f50 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
49、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 BD 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： 学科网（北京）股份有限公 42 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571(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)实验中打出的其中一条纸带如图所示，由该纸带可求得小车的加速度 a_m/s2 (3)某同学将有关测量数据填入他所设
50、计的表格中，如下表，次数 1 2 3 4 5 砝码盘中砝码的重力F/N 0.10 0.20 0.29 0.39 0.49 小车的加速度 a/(ms2)0.88 1.44 1.84 2.38 2.89 他根据表中的数据画出 aF 图象(如图)造成图线不过坐标原点的一条最主要原因是_$%(1)否(2)0.88(3)在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力(只要涉及“未考虑砝码质量的因素”就算正确)!(1)取下砝码盘后，小车加速运动时所受的合外力即为砝码和砝码盘的总重力，而实验中的研究对象是小车，因此，实验中不必使砝码及砝码盘的质量远小于小车的质量(2)a8.647.756.876.0040.12