實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 同步習(xí)題-高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊(cè)

4.2實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系選擇題1．利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，以下做法錯(cuò)誤的是（）A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將重物用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車上B．每次改變小車質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力C．平衡摩擦力時(shí)，小車后面的紙帶必須連好，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處于工作狀態(tài)D．若紙帶上的點(diǎn)分布均勻，說(shuō)明已平衡了摩擦力2．圖甲是用來(lái)探究加速度和合力之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，圖乙是其俯視圖。兩個(gè)相同的小車，并排放在水平光滑板上，前端各系一條細(xì)繩，細(xì)繩的另一端跨過(guò)定滑輪各掛一個(gè)小盤(pán)，盤(pán)里放有砝碼打開(kāi)夾子，小盤(pán)和砝碼牽引小車運(yùn)動(dòng)，合上夾子，兩小車同時(shí)停止運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是（）A．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)使小車質(zhì)量不同、砝碼質(zhì)量相同B．實(shí)驗(yàn)中必須用到的測(cè)量?jī)x器是秒表、刻度尺、天平C．若將水平光滑板換為水平粗糙板、不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果D．若小盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，則小盤(pán)和砝碼的重力近似等于繩的拉力力3．在研究加速度與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中采用的科學(xué)方法是（）A．物理模型法B．隔離法C．控制變量法D．等效替代法4．關(guān)于物理學(xué)方法，下列說(shuō)法正確的是()A．合力與分力的概念的提出用到了等效替代的思想方法B．探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)用到了微元法C．由平均速度得到瞬時(shí)速度的概念用到了控制變量法D．推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間公式用到了極限法5、如圖所示為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，以下做法正確的是（）A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將重物用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車上B．本實(shí)驗(yàn)中探究的方法是控制變量法C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車，后接通電源D．“重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量”這一條件如不滿足，對(duì)探究結(jié)果也不會(huì)產(chǎn)生影響6、為了探究質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系,一同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,其中M為小車的質(zhì)量,m為鉤碼的質(zhì)量,為了保證力傳感器的讀數(shù)為小車所受的合外力,關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作需要進(jìn)行的是 ()A.在未掛鉤碼時(shí),將木板的右端墊高以平衡摩擦力B.在懸掛鉤碼后,將木板的右端墊高以平衡摩擦力C.所掛鉤碼的質(zhì)量盡量大一些D.所掛鉤碼的質(zhì)量盡量小一些7．（多選）如圖所示小車打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一電池是某同學(xué)利用教材提供的方案進(jìn)行“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，正要打開(kāi)夾子時(shí)的情況，某同學(xué)指出了實(shí)驗(yàn)時(shí)的幾個(gè)錯(cuò)誤，其說(shuō)法正確的是（）A．實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有平衡摩擦力B．拉小車的細(xì)線應(yīng)平行于水平桌面C．實(shí)驗(yàn)電源應(yīng)為交流電源D．小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器且打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)距左端較近8．（多選）在研究牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是()A．在研究加速度跟合外力的關(guān)系時(shí)，應(yīng)讓小車質(zhì)量相等B．在研究加速度跟質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)讓小車質(zhì)量相等C．為了通過(guò)比較小車的位移來(lái)比較加速度，應(yīng)讓小車受到的拉力相同D．為了通過(guò)比較小車的位移來(lái)比較加速度，應(yīng)讓小車運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同二、非選擇題9．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，利用如圖3所示的裝置．（1）本實(shí)驗(yàn)采用的實(shí)驗(yàn)方法是:A．控制變量法B．假設(shè)法C．理想實(shí)驗(yàn)法圖3甲圖3甲A．在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)改變拉力的大小B．在探究加速度與外力的關(guān)系時(shí)，應(yīng)該改變小車的質(zhì)量圖3乙C．在探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時(shí)，為了直觀判斷二者間的關(guān)系，應(yīng)作出a－1/m圖3乙D．當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于托盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量時(shí)，才能近似認(rèn)為細(xì)線對(duì)小車的拉力大小等于托盤(pán)和砝碼的總重力大?。?）某同學(xué)測(cè)得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如下表所示．F/N0.200.300.400.500.60a/(m·s－2)0.100.200.280.400.52①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖7所示坐標(biāo)系上作出a－F圖象．②圖線不過(guò)原點(diǎn)的原因可能是_______________________．圖410．用如圖4所示的裝置探究在作用力F一定時(shí)，小車的加速度a圖4小車質(zhì)量M的關(guān)系，某位同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：A．用天平稱出小車和小桶及其內(nèi)部所裝沙子的質(zhì)量；B．按圖裝好實(shí)驗(yàn)器材；C．把輕繩系在小車上并繞過(guò)定滑輪懸掛沙桶；圖5甲砝碼小車打點(diǎn)計(jì)時(shí)器圖5甲砝碼小車打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，并在紙帶上標(biāo)明小車質(zhì)量；E．保持小桶及其內(nèi)部所裝沙子的質(zhì)量不變，增加小車上的砝碼個(gè)數(shù)，并記錄每次增加后的M值，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)；F．分析每條紙帶，測(cè)量并計(jì)算出加速度的值；G．作a－M關(guān)系圖象，并由圖象確定a－M關(guān)系。（1）該同學(xué)漏掉的重要實(shí)驗(yàn)步驟是________，該步驟應(yīng)排在________實(shí)驗(yàn)步驟之后．（2）在上述步驟中，有錯(cuò)誤的是________，應(yīng)把________改為_(kāi)_________．（3）在上述步驟中，處理不恰當(dāng)?shù)氖莀_____，應(yīng)把__________改為_(kāi)___________．11.如圖甲所示為用拉力傳感器和速度傳感器“探究加速度與物體受力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置．用拉力傳感器記錄小車受到的拉力大小，在長(zhǎng)木板上的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器，分別記錄小車到達(dá)A、B時(shí)的速率，A、B相距L=48.0cm．

（1）實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：

①將拉力傳感器固定在小車上；

②平衡摩擦力，讓小車在沒(méi)有拉力作用時(shí)能做勻速直線運(yùn)動(dòng)；

③把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上，另一端通過(guò)定滑輪與鉤碼相連；

④接通電源后自C點(diǎn)釋放小車，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄細(xì)線拉力F的大小及小車分別到達(dá)A、B時(shí)的速率vA、vB

⑤改變所掛鉤碼的數(shù)量，重復(fù)④的操作．

（2）表中記錄了實(shí)驗(yàn)測(cè)得的幾組數(shù)據(jù)，vB2-vA2是兩個(gè)速度傳感器記錄速率的平方差，則加速度的表達(dá)式a=_________（用題中已知的符號(hào)表示），請(qǐng)將表中第3次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填寫(xiě)完整（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出a-F關(guān)系圖線和理論圖線如圖乙，對(duì)比兩圖線，造成上述偏差的原因是__________________________．12.如圖甲所示是某同學(xué)探究加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置．他在氣墊導(dǎo)軌上B處安裝了一個(gè)光電門(mén)，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過(guò)氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放．

（1）該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d=_______

mm．（2）下列實(shí)驗(yàn)要求不必要的是

．A.應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量B.應(yīng)使A位置與光電門(mén)間的距離適當(dāng)大些C.應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平D.應(yīng)使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行(3)改變鉤碼的質(zhì)量，測(cè)出對(duì)應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t，通過(guò)描點(diǎn)作出線性圖象，研究滑塊的加速度與力的關(guān)系，處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出圖象．（選填“t2﹣F”“﹣F”或“﹣F”）．13、某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置探究加速度與合外力的關(guān)系。小車質(zhì)量為M,砂桶和砂的總質(zhì)量為m,通過(guò)改變m來(lái)改變小車所受的合外力大小,小車的加速度a可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出。現(xiàn)保持小車質(zhì)量M不變,逐漸增大砂桶和砂的總質(zhì)量m進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),得到多組a、F值(F為彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù))。(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出了如圖乙所示的一條過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線,其中縱軸為小車的加速度大小,橫軸應(yīng)為(選填字母代號(hào))。A.B.C.mgD.F(2)如圖丙所示為上述實(shí)驗(yàn)中打下的一條紙帶,A點(diǎn)為小車剛釋放時(shí)打下的起始點(diǎn),每?jī)牲c(diǎn)間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫(huà)出,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz,則C點(diǎn)的速度為m/s,小車的加速度為m/s2。(以上兩空均保留一位有效數(shù)字)

丙14．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”。（1）下列做法正確的是___________。A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行B．在調(diào)節(jié)木板傾斜角度平衡小車受到的滑動(dòng)摩擦力時(shí)，將裝有砝碼的托盤(pán)通過(guò)定滑輪拴在小車上C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源D．用托盤(pán)和盤(pán)內(nèi)砝碼的重力作為小車和車上砝碼受到的合外力，為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證托盤(pán)和砝碼的總質(zhì)