《2 實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系》（同步訓(xùn)練）高中物理必修1-蘇教版-2024-2025學(xué)年

《2實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系》同步訓(xùn)練(答案在后面)一、單項(xiàng)選擇題（本大題有7小題，每小題4分，共28分）1、在探究加速度與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，如果不改變質(zhì)量而增加拉力，物體的加速度將會(huì)如何變化？A、減小B、增大C、不變D、無(wú)法確定2、在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，如果保持拉力不變而增加物體的質(zhì)量，物體的加速度將會(huì)如何變化？A、減小B、增大C、不變D、無(wú)法確定3、一位物理教師將小車、滑輪、細(xì)線等實(shí)驗(yàn)器材放在演示桌上，讓學(xué)生進(jìn)行“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。以下關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的操作，正確的選項(xiàng)是（）A、將小車固定在粗糙的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，確保小車在水平方向受到的摩擦力與外力平衡B、將小車連接細(xì)線并通過(guò)定滑輪連接砝碼，探究小車受拉力與其加速度的關(guān)系C、改變小車質(zhì)量，固定拉力大小，探究小車加速度與其質(zhì)量的關(guān)系D、多次改變小車質(zhì)量，固定拉力大小，探究小車加速度與其質(zhì)量的關(guān)系4、進(jìn)行“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，以下關(guān)于數(shù)據(jù)處理方法的描述，正確的是（）A、繪制加速度-力圖像，判斷加速度與力的關(guān)系B、繪制質(zhì)量-加速度圖像，判斷加速度與質(zhì)量的關(guān)系C、通過(guò)計(jì)算不同力下小車的加速度值，作出加速度與力的圖像D、通過(guò)計(jì)算不同質(zhì)量下小車的加速度值，作出加速度與質(zhì)量的圖像5、某實(shí)驗(yàn)小組在探究加速度與力和質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，保持小車質(zhì)量不變，逐漸增加繩子上懸掛的鉤碼數(shù)量，觀察到小車的加速度隨鉤碼數(shù)量的增加而增大。若單位鉤碼的質(zhì)量為m，每次增加的鉤碼數(shù)量相同，小車的質(zhì)量為M，重力加速度為g，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下面哪個(gè)選項(xiàng)是正確的描述了繩子上鉤碼的重力F對(duì)小車加速度a的影響？A、F=mg，a=0B、F=mg，a與mg成正比C、F>mg，a與F成反比D、F=mg，a與M成反比6、在上述實(shí)驗(yàn)中，小車勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，若保持鉤碼的質(zhì)量m不變，而僅改變小車的質(zhì)量M，觀察到加速度a的變化。在加速度a與小車質(zhì)量M的關(guān)系圖象上表現(xiàn)為怎樣的線性關(guān)系圖示？A、一條斜率為負(fù)的直線B、一條斜率為正的直線C、一條圓弧曲線D、一條斜率為零的直線7、在探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，以下哪個(gè)因素是通過(guò)改變來(lái)直接影響加速度的？A、實(shí)驗(yàn)儀器的種類B、實(shí)驗(yàn)操作的先后順序C、質(zhì)量物體的總質(zhì)量D、作用力的方向二、多項(xiàng)選擇題（本大題有3小題，每小題6分，共18分）1、在探究加速度與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，以下哪些操作是正確的：A、保證小車的質(zhì)量不變，改變拉力B、保證拉力不變，改變小車的質(zhì)量C、同時(shí)改變拉力和小車的質(zhì)量D、保持拉力和小車的質(zhì)量都恒定2、關(guān)于探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，以下說(shuō)法正確的是：A、在相同拉力的作用下，質(zhì)量越大，加速度越大B、在相同拉力的作用下，質(zhì)量越大，加速度越小C、質(zhì)量對(duì)加速度的影響可以通過(guò)拉力與加速度成正比的方法來(lái)測(cè)試D、質(zhì)量對(duì)加速度的影響可以通過(guò)拉力與質(zhì)量成反比的方法來(lái)測(cè)試3、在“探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，以下哪些因素會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果？（）A.使用的砝碼質(zhì)量B.實(shí)驗(yàn)中拉力的方向C.小車的質(zhì)量D.小車與軌道之間的摩擦力E.實(shí)驗(yàn)環(huán)境的溫度三、非選擇題（前4題每題10分，最后一題14分，總分54分）第一題題目：某同學(xué)在“探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，使用了氣墊導(dǎo)軌、滑塊、沙桶、細(xì)繩和光電門等實(shí)驗(yàn)器材。若該同學(xué)測(cè)得滑塊在不同力的作用下沿氣墊導(dǎo)軌的加速度及對(duì)應(yīng)的力（用掛載在滑塊上的沙桶中的沙子重力代替），得到以下數(shù)據(jù)（沙桶的質(zhì)量m可忽略）：桶中沙子質(zhì)量m（kg）0.51.01.52.0力F（N）4.89.714.519.3時(shí)間t1（s）0.20.20.20.2時(shí)間t2（s）0.81.21.62.0加速度a（m/s2）6.07.99.010.0假設(shè)氣墊導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，滑塊做勻加速運(yùn)動(dòng)，且空氣阻力忽略不計(jì)，計(jì)算加速度，并分析實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)源。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：1.從上述數(shù)據(jù)中，計(jì)算出每個(gè)桶中沙子質(zhì)量對(duì)應(yīng)滑塊的加速度。2.請(qǐng)分析實(shí)驗(yàn)誤差的可能來(lái)源，并提出三點(diǎn)改進(jìn)措施。第二題題目：一個(gè)物體在水平面上受到大小為F的水平拉力作用，從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。已知物體的質(zhì)量為m，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后，物體的速度達(dá)到v。假設(shè)物體與水平面之間的摩擦可以忽略不計(jì)，求解下列問(wèn)題：1.寫出物體所受合力的表達(dá)式，并說(shuō)明其方向。2.利用牛頓第二定律，推導(dǎo)出加速度a與力F和質(zhì)量m之間的關(guān)系。3.如果已知F=10N，m=2kg，t=5s，計(jì)算物體最終的速度v。4.在上述條件下，如果想要使物體的最終速度加倍，僅通過(guò)改變作用力F來(lái)實(shí)現(xiàn)，新的力F’應(yīng)該是多少？第三題實(shí)驗(yàn)中，為了探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，某小組同學(xué)進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：物體質(zhì)量m/kg施加的力F/N測(cè)得的加速度a/m·s22105315542055255請(qǐng)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，完成以下要求：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，寫出加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系式。（2）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，若將物體質(zhì)量減少到1kg，施加的力增加到30N，求此時(shí)物體的加速度。（3）若在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，物體的質(zhì)量保持不變，將施加的力增加到40N，求此時(shí)物體的加速度。第四題題目：一個(gè)質(zhì)量為m的物體放在光滑水平面上，受一個(gè)恒定的水平力F作用，從靜止開(kāi)始加速。已知該物體的加速度為a。當(dāng)這個(gè)物體的質(zhì)量變?yōu)?m時(shí)，為了使加速度仍然保持為a，施加的水平力需要調(diào)整到多大？第五題實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)甲和同學(xué)乙進(jìn)行了如下操作：1.同學(xué)甲將小車放在斜面的頂端，釋放小車，觀察小車下滑過(guò)程，記錄下小車通過(guò)不同距離時(shí)的速度。2.同學(xué)乙將相同的小車放置在同一斜面上，通過(guò)掛在小車上的鉤碼對(duì)小車的質(zhì)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，觀察小車下滑時(shí)的加速度，記錄數(shù)據(jù)。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：（1）同學(xué)甲在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，小明發(fā)現(xiàn)小車下滑時(shí)，斜面有一定的摩擦力影響，為了減小摩擦力的影響，他應(yīng)該采取什么措施？（2）根據(jù)同學(xué)乙的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如果小車下滑的加速度與鉤碼質(zhì)量的增加呈線性關(guān)系，請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果描述這種現(xiàn)象，并解釋其原因。（3）同學(xué)丙在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，想要驗(yàn)證加速度與質(zhì)量的關(guān)系，他改變了斜面的傾角，結(jié)果發(fā)現(xiàn)加速度的變化與預(yù)期的相反。請(qǐng)分析可能導(dǎo)致這種情況的原因。（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如何計(jì)算小車的加速度？（5）如果有兩個(gè)質(zhì)量不同的小車，分別為m1和m2，且在相同斜面上，施加相同的力F使它們運(yùn)動(dòng)，試推導(dǎo)出兩個(gè)小車加速度之間的關(guān)系式?！?實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系》同步訓(xùn)練及答案解析一、單項(xiàng)選擇題（本大題有7小題，每小題4分，共28分）1、在探究加速度與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，如果不改變質(zhì)量而增加拉力，物體的加速度將會(huì)如何變化？A、減小B、增大C、不變D、無(wú)法確定答案：B解析：根據(jù)牛頓第二定律F=ma，在質(zhì)量不變的情況下，增加力F2、在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，如果保持拉力不變而增加物體的質(zhì)量，物體的加速度將會(huì)如何變化？A、減小B、增大C、不變D、無(wú)法確定答案：A解析：根據(jù)牛頓第二定律F=ma，在力F不變的情況下，增加質(zhì)量m3、一位物理教師將小車、滑輪、細(xì)線等實(shí)驗(yàn)器材放在演示桌上，讓學(xué)生進(jìn)行“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。以下關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的操作，正確的選項(xiàng)是（）A、將小車固定在粗糙的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，確保小車在水平方向受到的摩擦力與外力平衡B、將小車連接細(xì)線并通過(guò)定滑輪連接砝碼，探究小車受拉力與其加速度的關(guān)系C、改變小車質(zhì)量，固定拉力大小，探究小車加速度與其質(zhì)量的關(guān)系D、多次改變小車質(zhì)量，固定拉力大小，探究小車加速度與其質(zhì)量的關(guān)系答案：D解析：本實(shí)驗(yàn)為探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)多次改變小車質(zhì)量，固定拉力大小，從而探究小車加速度與其質(zhì)量的關(guān)系。A選項(xiàng)，小車不應(yīng)固定在粗糙的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，因?yàn)檫@樣會(huì)阻礙實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行。B選項(xiàng)，拉力的大小也會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，故不能固定拉力大小。C選項(xiàng)，雖然探究了加速度與質(zhì)量的關(guān)系，但沒(méi)有控制拉力大小，因此不能完整地探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。故選D。4、進(jìn)行“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，以下關(guān)于數(shù)據(jù)處理方法的描述，正確的是（）A、繪制加速度-力圖像，判斷加速度與力的關(guān)系B、繪制質(zhì)量-加速度圖像，判斷加速度與質(zhì)量的關(guān)系C、通過(guò)計(jì)算不同力下小車的加速度值，作出加速度與力的圖像D、通過(guò)計(jì)算不同質(zhì)量下小車的加速度值，作出加速度與質(zhì)量的圖像答案：D解析：在處理“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)通過(guò)計(jì)算不同質(zhì)量或不同力下小車的加速度值，然后繪制加速度與質(zhì)量或加速度與力的圖像，以探究它們之間的關(guān)系。A選項(xiàng)，加速度與力之間的關(guān)系應(yīng)通過(guò)圖像來(lái)判斷，而不是直接判斷。B選項(xiàng)，繪制質(zhì)量-加速度圖像無(wú)法判斷加速度與質(zhì)量的關(guān)系。C選項(xiàng)，雖然提到了計(jì)算加速度，但沒(méi)有明確提到繪制圖像，所以不夠準(zhǔn)確。故選D。5、某實(shí)驗(yàn)小組在探究加速度與力和質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，保持小車質(zhì)量不變，逐漸增加繩子上懸掛的鉤碼數(shù)量，觀察到小車的加速度隨鉤碼數(shù)量的增加而增大。若單位鉤碼的質(zhì)量為m，每次增加的鉤碼數(shù)量相同，小車的質(zhì)量為M，重力加速度為g，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下面哪個(gè)選項(xiàng)是正確的描述了繩子上鉤碼的重力F對(duì)小車加速度a的影響？A、F=mg，a=0B、F=mg，a與mg成正比C、F>mg，a與F成反比D、F=mg，a與M成反比答案：B解析：根據(jù)牛頓第二定律F=ma，當(dāng)小車質(zhì)量M保持不變，加速度a的變化與作用在其上的力F成正比。題干中提到每次增加相同數(shù)量的鉤碼來(lái)產(chǎn)生一定的拉力F，所以F=mg。加速度a與F成正比，即a與F/mg成正比，也就是a與mg成正比。6、在上述實(shí)驗(yàn)中，小車勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，若保持鉤碼的質(zhì)量m不變，而僅改變小車的質(zhì)量M，觀察到加速度a的變化。在加速度a與小車質(zhì)量M的關(guān)系圖象上表現(xiàn)為怎樣的線性關(guān)系圖示？A、一條斜率為負(fù)的直線B、一條斜率為正的直線C、一條圓弧曲線D、一條斜率為零的直線答案：B解析：根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊约芭ｎD第二定律，a=F/M。因?yàn)樾≤嚨募铀俣萢正比于作用力F，反比于小車質(zhì)量M。即a與1/M成正比，這也意味著a與M成反比，因此加速度a隨小車質(zhì)量M的增加而減小，即a—M關(guān)系圖是一條斜率為正的直線。7、在探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，以下哪個(gè)因素是通過(guò)改變來(lái)直接影響加速度的？A、實(shí)驗(yàn)儀器的種類B、實(shí)驗(yàn)操作的先后順序C、質(zhì)量物體的總質(zhì)量D、作用力的方向答案：C解析：在本實(shí)驗(yàn)中，加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系是牛頓第二定律的核心內(nèi)容，即F=ma（力等于質(zhì)量乘以加速度）。因此，影響加速度的直接因素是通過(guò)改變質(zhì)量（C選項(xiàng)）。改變實(shí)驗(yàn)儀器的種類（A選項(xiàng)）和實(shí)驗(yàn)操作的先后順序（B選項(xiàng)）可能會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但不是直接影響加速度的因素。作用力的方向（D選項(xiàng)）影響加速度的方向，但并不改變加速度的大小。二、多項(xiàng)選擇題（本大題有3小題，每小題6分，共18分）1、在探究加速度與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，以下哪些操作是正確的：A、保證小車的質(zhì)量不變，改變拉力B、保證拉力不變，改變小車的質(zhì)量C、同時(shí)改變拉力和小車的質(zhì)量D、保持拉力和小車的質(zhì)量都恒定正確答案：A、B解析：在探究加速度與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)當(dāng)保持一個(gè)量不變，通過(guò)改變另一個(gè)量來(lái)觀察其對(duì)加速度的影響。因此，正確選項(xiàng)應(yīng)該是分別保持小車的質(zhì)量不變和拉力不變，然后觀察加速度的變化。選項(xiàng)C和D不符合單因子變量控制這一科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本原則。2、關(guān)于探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，以下說(shuō)法正確的是：A、在相同拉力的作用下，質(zhì)量越大，加速度越大B、在相同拉力的作用下，質(zhì)量越大，加速度越小C、質(zhì)量對(duì)加速度的影響可以通過(guò)拉力與加速度成正比的方法來(lái)測(cè)試D、質(zhì)量對(duì)加速度的影響可以通過(guò)拉力與質(zhì)量成反比的方法來(lái)測(cè)試正確答案：B、D解析：根據(jù)牛頓第二定律F=ma，加速度a與力F成正比，與質(zhì)量m成反比。因此，在保持拉力不變的情況下，質(zhì)量越大，加速度a越小。若要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證質(zhì)量對(duì)加速度的影響，可以采用拉力與質(zhì)量成反比的方法來(lái)觀察加速度的變化。選項(xiàng)B和D正確描述了這一關(guān)系，而選項(xiàng)A和C則與物理定律相悖。3、在“探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，以下哪些因素會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果？（）A.使用的砝碼質(zhì)量B.實(shí)驗(yàn)中拉力的方向C.小車的質(zhì)量D.小車與軌道之間的摩擦力E.實(shí)驗(yàn)環(huán)境的溫度答案：A、C、D、E解析：在“探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)受到以下因素的影響：A.使用的砝碼質(zhì)量：砝碼的質(zhì)量會(huì)直接影響小車所受的拉力大小，進(jìn)而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。C.小車的質(zhì)量：小車的質(zhì)量會(huì)直接影響到實(shí)驗(yàn)中加速度與力的關(guān)系，因此小車的質(zhì)量也會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。D.小車與軌道之間的摩擦力：摩擦力會(huì)影響小車在實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。E.實(shí)驗(yàn)環(huán)境的溫度：溫度的變化會(huì)影響小車與軌道之間的摩擦力，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。B.實(shí)驗(yàn)中拉力的方向：在本實(shí)驗(yàn)中，拉力的方向保持一致，因此不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。三、非選擇題（前4題每題10分，最后一題14分，總分54分）第一題題目：某同學(xué)在“探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，使用了氣墊導(dǎo)軌、滑塊、沙桶、細(xì)繩和光電門等實(shí)驗(yàn)器材。若該同學(xué)測(cè)得滑塊在不同力的作用下沿氣墊導(dǎo)軌的加速度及對(duì)應(yīng)的力（用掛載在滑塊上的沙桶中的沙子重力代替），得到以下數(shù)據(jù)（沙桶的質(zhì)量m可忽略）：桶中沙子質(zhì)量m（kg）0.51.01.52.0力F（N）4.89.714.519.3時(shí)間t1（s）0.20.20.20.2時(shí)間t2（s）0.81.21.62.0加速度a（m/s2）6.07.99.010.0假設(shè)氣墊導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，滑塊做勻加速運(yùn)動(dòng)，且空氣阻力忽略不計(jì)，計(jì)算加速度，并分析實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)源。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：1.從上述數(shù)據(jù)中，計(jì)算出每個(gè)桶中沙子質(zhì)量對(duì)應(yīng)滑塊的加速度。2.請(qǐng)分析實(shí)驗(yàn)誤差的可能來(lái)源，并提出三點(diǎn)改進(jìn)措施。答案：1.根據(jù)加速度公式a=首位兩列數(shù)據(jù)用于計(jì)算位移變化，根據(jù)公式x=可以通過(guò)差分法求得加速度的近似值：當(dāng)沙子質(zhì)量為0.5kg時(shí)，假設(shè)初始位移為0，末位移為0.5*9.7/2=2.425m，前一次位移為0，那么加速度a當(dāng)沙子質(zhì)量為1.0kg時(shí)，末位移為0.5*9.7/2=4.85m，前一次為2.425m，這符合之前計(jì)算的結(jié)果，加速度a重復(fù)上述計(jì)算方法，對(duì)于其他數(shù)據(jù)點(diǎn)也同樣適用。2.可能存在的實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)源包括：可能存在摩擦力：導(dǎo)軌雖為氣墊導(dǎo)軌，但實(shí)際中仍有少量空氣摩擦等阻力。設(shè)備存在誤差：導(dǎo)軌、滑塊、光電門等可能不完全精密，定位、讀數(shù)存在誤差?？諝庾枇Γ簩?dǎo)軌雖盡可能模擬光滑平面，但仍然存在空氣阻力。改進(jìn)措施：調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置：確保導(dǎo)軌完全水平無(wú)傾斜，減小摩擦阻力。提高實(shí)驗(yàn)精度：使用更高精度的光電門、氣墊導(dǎo)軌等器材。增加數(shù)據(jù)點(diǎn)：擴(kuò)大取樣頻率，反復(fù)實(shí)驗(yàn)以消除隨機(jī)誤差的影響。解析：1.通過(guò)給定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式來(lái)計(jì)算加速度。對(duì)于勻加速運(yùn)動(dòng)，可以用簡(jiǎn)化的位移公式計(jì)算加速度（不需要精確測(cè)量最終速度），用第二次測(cè)量點(diǎn)的位移減去第一次測(cè)量點(diǎn)的位移，再除以時(shí)間差的平方。這一步直接運(yùn)用了質(zhì)點(diǎn)在光滑氣墊導(dǎo)軌上近似勻加速運(yùn)動(dòng)的情況。2.實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)源于多個(gè)方面，首先分析并指出這些誤差來(lái)源，可以幫助大家理解實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的不確定性。干擾因素應(yīng)盡力排除或適當(dāng)補(bǔ)償，才能更準(zhǔn)確地獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果。改進(jìn)措施則是從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與執(zhí)行的各個(gè)環(huán)節(jié)提出方法，既減少了可能的誤差來(lái)源，也增加了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可靠性。第二題題目：一個(gè)物體在水平面上受到大小為F的水平拉力作用，從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。已知物體的質(zhì)量為m，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后，物體的速度達(dá)到v。假設(shè)物體與水平面之間的摩擦可以忽略不計(jì)，求解下列問(wèn)題：1.寫出物體所受合力的表達(dá)式，并說(shuō)明其方向。2.利用牛頓第二定律，推導(dǎo)出加速度a與力F和質(zhì)量m之間的關(guān)系。3.如果已知F=10N，m=2kg，t=5s，計(jì)算物體最終的速度v。4.在上述條件下，如果想要使物體的最終速度加倍，僅通過(guò)改變作用力F來(lái)實(shí)現(xiàn)，新的力F’應(yīng)該是多少？答案：1.物體所受合力的表達(dá)式及其方向：物體所受的合力即為水平拉力F，因?yàn)榧僭O(shè)了摩擦可以忽略不計(jì)，所以沒(méi)有其他水平方向的力作用于物體上。因此，合力的大小就是F，方向與拉力的方向相同，即沿水平方向向前。2.加速度a與力F和質(zhì)量m之間的關(guān)系：根據(jù)牛頓第二定律F=ma3.計(jì)算物體最終的速度v：由上一問(wèn)可知，a=由于物體從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，初速度v0=0，根據(jù)勻加速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式v因此，物體最終的速度v為25m/s。4.新的力F’的計(jì)算：要使物體的最終速度加倍，即新的速度v′保持加速度的時(shí)間t不變，根據(jù)v′=v根據(jù)a′=F因此，為了使物體的最終速度加倍，在其他條件不變的情況下，新的力F’應(yīng)該增加到20N。解析：本題考察了學(xué)生對(duì)牛頓第二定律的理解和應(yīng)用能力，以及如何利用基本的物理公式解決實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)分析物體在特定條件下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，不僅加深了對(duì)物理概念的認(rèn)識(shí)，還鍛煉了解決問(wèn)題的邏輯思維能力。在解答過(guò)程中，正確地應(yīng)用了牛頓第二定律和勻加速直線運(yùn)動(dòng)的相關(guān)公式，從而準(zhǔn)確地求解了物體的加速度、最終速度以及為了達(dá)到特定效果所需的作用力。第三題實(shí)驗(yàn)中，為了探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，某小組同學(xué)進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：物體質(zhì)量m/kg施加的力F/N測(cè)得的加速度a/m·s22105315542055255請(qǐng)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，完成以下要求：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，寫出加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系式。（2）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，若將物體質(zhì)量減少到1kg，施加的力增加到30N，求此時(shí)物體的加速度。（3）若在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，物體的質(zhì)量保持不變，將施加的力增加到40N，求此時(shí)物體的加速度。答案：（1）加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系式為：a=F/m。（2）將物體質(zhì)量減少到1kg，施加的力增加到30N時(shí)，此時(shí)物體的加速度為：a=F/m=30N/1kg=30m/s2。（3）若在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，物體的質(zhì)量保持不變，將施加的力增加到40N，此時(shí)物體的加速度為：a=F/m=40N/2kg=20m/s2。解析：（1）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系為：a=F/m。（2）根據(jù)關(guān)系式a=F/m，將物體質(zhì)量減少到1kg，施加的力增加到30N，代入關(guān)系式中計(jì)算得到加速度為30m/s2。（3）由關(guān)系式a=F/m可知，當(dāng)物體的質(zhì)量保持不變時(shí)，加速度與施加的力成正比。因此，將施加的力增加到40N時(shí)，加速度也會(huì)相應(yīng)增加。代入關(guān)系式中計(jì)算得到加速度為20m/s2。第四題題目：一個(gè)質(zhì)量為m的物體放在光滑水平面上，受一個(gè)恒定的水平力F作用，從靜止開(kāi)始加速。已知該物體的加速度為a。當(dāng)這個(gè)物體的質(zhì)量變?yōu)?m時(shí)，為了使加速度仍然保持為a，施加的水平力需要調(diào)整到多大？答案：為了使加速度保持不變（仍為a），施加在物體上的力必須變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，即新的水平力為2F。解析：1.初始情況分析：根據(jù)牛頓第二定律F=ma2.調(diào)整情況分析：當(dāng)物體的質(zhì)量增加到2m時(shí)，為了使加速度仍然保持為a，我們可以設(shè)新的力為F’，根據(jù)牛頓第二定律有F′3.計(jì)算新力：從F=ma所以，新的水平力F′因此，為了使加速度保持為原來(lái)的a，當(dāng)物體的質(zhì)量變?yōu)?m時(shí)，需要施加的水平力應(yīng)調(diào)整到2F。答案解析完整結(jié)束。第五題實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)甲和同學(xué)乙進(jìn)行了如下操作：1.同學(xué)甲將小車放在斜面的頂端，釋放小車，觀察小車下滑過(guò)程，記錄下小車通過(guò)不同距離時(shí)的速度。2.同學(xué)乙將相同的小車放置在同一斜面上，通過(guò)掛在小車上的鉤碼對(duì)小車的質(zhì)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，觀察小車下滑時(shí)的加速度，記錄數(shù)據(jù)。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：（1）同學(xué)甲在實(shí)