2024-2025學(xué)年新教材高中物理第4章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系2實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系課時(shí)作業(yè)含解析新人教版必修1

PAGE9-試驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系1.下列說法中不正確的是()A.在不須要考慮物體本身的大小和形態(tài)時(shí),用質(zhì)點(diǎn)來代替物體的方法是志向模型法B.在推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式時(shí),把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程劃分成許多小段,每一小段近似看作勻速直線運(yùn)動(dòng),然后把各小段的位移相加,這里采納了微元法C.牛頓在探討運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系時(shí),提出了聞名的志向斜面試驗(yàn),該試驗(yàn)運(yùn)用了志向試驗(yàn)法D.在探究加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系時(shí),先保持質(zhì)量不變探討加速度與力的關(guān)系,再保持力不變探討加速度與質(zhì)量的關(guān)系,該試驗(yàn)運(yùn)用了限制變量法2.“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的試驗(yàn)裝置如圖所示，下列說法正確的是()A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)運(yùn)用低壓直流電源B.先接通電源，再釋放小車C.將接好紙帶的小車停在靠近滑輪處D.每次變更小車質(zhì)量時(shí)，應(yīng)重新平衡摩擦力3.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”試驗(yàn)中，采納如圖所示的試驗(yàn)裝置與方案，本試驗(yàn)的特點(diǎn)是通過黑板擦限制兩小車的啟動(dòng)與停止、將測(cè)量?jī)绍嚨募铀俣绒D(zhuǎn)換為測(cè)量?jī)绍嚨奈灰?，試?yàn)中不須要測(cè)量的物理量是()A.小車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 B.小車通過的位移C.盤和盤中砝碼的總質(zhì)量 D.車和車上重物的總質(zhì)量4.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的試驗(yàn)中，關(guān)于平衡摩擦力的說法中正確的是()A.“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是使小車受到的摩擦力為零B.“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是使小車所受的重力沿斜面方向的分力與所受到的摩擦阻力相平衡C.“平衡摩擦力”的目的就是要使小車所受的合力等于所掛砝碼通過細(xì)繩對(duì)小車施加的拉力D.“平衡摩擦力”是否勝利，可由小車拖動(dòng)后由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上的點(diǎn)跡間距是否勻稱而確定5.如圖甲所示,將力傳感器A固定在光滑水平桌面上,測(cè)力端通過輕質(zhì)水平細(xì)繩與滑塊相連,滑塊放在較長(zhǎng)的小車上。傳感器與計(jì)算機(jī)相連接,可獲得力隨時(shí)間變更的規(guī)律。一水平輕質(zhì)細(xì)繩跨過光滑的定滑輪,一端連接小車,另一端系砂桶,整個(gè)裝置起先處于靜止?fàn)顟B(tài)。在滑塊與小車分別前緩慢向砂桶里倒入細(xì)砂,力傳感器采集的圖像如圖乙所示,則()A.2.5s前小車做變加速運(yùn)動(dòng)B.2.5s前小車所受摩擦力不變C.2.5s后小車做變加速運(yùn)動(dòng)(假設(shè)細(xì)砂仍在加注中)D.2.58后小車所受摩擦力不變6.利用如圖甲所示的裝置探究“質(zhì)量肯定，加速度與力的關(guān)系”試驗(yàn)時(shí)，甲同學(xué)依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的小車的加速度a和小車所受拉力F的圖象如圖乙中的直線Ⅰ所示，乙同學(xué)畫出的圖象如圖乙中的直線Ⅱ所示．直線Ⅰ、Ⅱ在兩個(gè)坐標(biāo)軸上的截距都比較大，明顯超出了誤差范圍，下面關(guān)于形成這種狀況的說明正確的是()A.試驗(yàn)前甲同學(xué)沒有平衡摩擦力B.甲同學(xué)在平衡摩擦力時(shí)，把長(zhǎng)木板不帶滑輪的一端墊得過高了C.試驗(yàn)前乙同學(xué)沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠D.乙同學(xué)在平衡摩擦力時(shí)，把長(zhǎng)木板不帶滑輪的一端墊得過高了7.圖甲是用來探究加速度和力之間關(guān)系的試驗(yàn)裝置示意圖，圖乙是其俯視圖．兩個(gè)質(zhì)量相等的小車，放在水平桌面上，前端各系一條細(xì)繩，繩的另一端跨過定滑輪各掛一個(gè)小盤，盤里可放砝碼．兩個(gè)小車通過細(xì)線用夾子固定，打開夾子，小盤和砝碼牽引小車運(yùn)動(dòng)，合上夾子，兩小車同時(shí)停止．試驗(yàn)中可以通過在小盤中增減砝碼來變更小車所受的拉力．為了探究小車的加速度大小和其受力大小之間的關(guān)系，下列做法中正確的是()A.同一次試驗(yàn)應(yīng)在兩小盤內(nèi)放置不同質(zhì)量的砝碼，兩小車內(nèi)也放置不同質(zhì)量的砝碼B.同一次試驗(yàn)應(yīng)在兩小盤內(nèi)放置不同質(zhì)量的砝碼，兩小車內(nèi)放置相同質(zhì)量的砝碼C.用刻度尺測(cè)量?jī)尚≤囃ㄟ^的位移比為1∶2，可知兩車加速度的比為1∶4D.兩小車質(zhì)量相同時(shí)與桌面間的摩擦力相同，因此在本試驗(yàn)中可以不考慮摩擦力8.某同學(xué)利用如圖（a）所示的試驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓其次定律，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接溝通電的頻率為50Hz。試驗(yàn)過程中，該同學(xué)均采納正確的試驗(yàn)步驟進(jìn)行操作。（1）圖（b）為該同學(xué)在某次試驗(yàn)中得到的一條紙帶，兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖所示，則打C點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為________m/s，小車的加速度大小為____________；（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）（2）在打圖（b）所示的紙帶時(shí)，該同學(xué)測(cè)得小車的質(zhì)量為0.929kg，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，則本次試驗(yàn)中所運(yùn)用的鉤碼質(zhì)量為___________g。9.用如圖所示的裝置探討在作用力F肯定時(shí),小車的加速度a與小車質(zhì)量M的關(guān)系,某位同學(xué)設(shè)計(jì)的試驗(yàn)步驟如下:A.用天平稱出小車的質(zhì)量M和小盤(包括其中砝碼)的質(zhì)量m;B.按圖裝好試驗(yàn)器材;C.把輕繩系在小車上并繞過定滑輪懸掛砝碼盤;D.將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在6V電壓的蓄電池上,接通電源,放開小車,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)明小車的質(zhì)量;E.保持小盤及其中砝碼的質(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)上述試驗(yàn);F.分析每條紙帶,測(cè)量并計(jì)算出加速度的值;G.作關(guān)系圖像,并由圖像確定關(guān)系。(1)該同學(xué)漏掉的重要試驗(yàn)步驟是________,該步驟應(yīng)排在_______步驟之后。(2)在上述步驟中,有錯(cuò)誤的是_________,應(yīng)把__________改為_________。(3)在上述步驟中,處理不恰當(dāng)?shù)氖莀________,應(yīng)把___________改為___________。10.—同學(xué)用如圖甲所示試驗(yàn)裝置(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶圖中未畫出)探究在水平固定的長(zhǎng)木板上物體加速度隨著外力變更的關(guān)系。分別用不同的重物P掛在光滑的輕質(zhì)滑輪上,使平行于長(zhǎng)木板的細(xì)線拉動(dòng)長(zhǎng)木板上的物體A由靜止起先加速運(yùn)動(dòng)(紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的阻力及空氣阻力可忽視)。試驗(yàn)后將物體A換成物體B重做試驗(yàn),進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,分別得到了物體的加速度a與輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)彈力F的關(guān)系圖像,如圖乙中所示。(1)由圖甲推斷下列說法正確的是_________。A.試驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,后釋放重物PB.彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F即物體A或B受到的合外力C.試驗(yàn)中物體A或B的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于重物P的質(zhì)量D.彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)始終是重物P的重力的一半(2)該同學(xué)試驗(yàn)時(shí)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到頻率為50Hz的溝通電源上,某次得到一條紙帶,打出的部分計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖丙所示(每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn),圖中未畫出)。,則小車的加速度________(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。11.在探究“物體質(zhì)量肯定時(shí)加速度與力的關(guān)系”的試驗(yàn)中,某愛好小組對(duì)教材介紹的試驗(yàn)方案進(jìn)行了優(yōu)化,設(shè)計(jì)了如圖所示的試驗(yàn)裝置。其中M為帶滑輪的小車的質(zhì)量,m為砂和砂桶的質(zhì)量(滑輪質(zhì)量不計(jì))。(1)依據(jù)優(yōu)化后試驗(yàn)原理圖,該試驗(yàn)__________(填“須要”或“不須要”)將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高,以平衡摩擦力；試驗(yàn)中__________(填“肯定要”或“不必要”)保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M;(2)該同學(xué)在試驗(yàn)中得到如圖(a)所示的一條紙帶(兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出),已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采納的是頻率為50Hz的溝通電,依據(jù)紙帶可求出小車的加速度為_________(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。(3)如圖(b)所示,以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為橫坐標(biāo),加速度為縱坐標(biāo),畫出的圖像是一條直線,可得到小車的加速度與合外力成_______比。12.“用DIS探討加速度與力的關(guān)系”的試驗(yàn)裝置如圖(a)所示,通過變更懸掛的重物,多次測(cè)量,可得滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖像。他們?cè)谲壍浪胶蛢A斜的兩種狀況下分別做了試驗(yàn),得到了兩條圖線,如圖(b)所示。(1)圖線________是在軌道左側(cè)抬高成為斜面的狀況下得到的(選填“①”或“②”)。(2)王銘同學(xué)做試驗(yàn)時(shí),下列說法正確的是______。A.重物的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于滑塊和位移傳感器放射部分的總質(zhì)量MB.重物的質(zhì)量可以不必遠(yuǎn)小于滑塊和位移傳感器放射部分的總質(zhì)量MC.力傳感器的拉力大小等于重物的重力大小

答案以及解析1.答案：C解析：質(zhì)點(diǎn)是志向化模型,在不須要考慮物體本身的大小和形態(tài)時(shí),用質(zhì)點(diǎn)來代替物體的方法是志向模型法,故A正確;在推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式時(shí),把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程劃分成許多小段,每一小段近似看作勻速直線運(yùn)動(dòng),然后把各小段的位移相加,物理學(xué)中把這種探討方法叫作“微元法”,故B正確;伽利略依據(jù)志向斜面試驗(yàn)將牢靠的事實(shí)和理論結(jié)合起來,提出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由,而不是牛頓,故C不正確;在探究加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系時(shí),先保持質(zhì)不變探討加速度與力的關(guān)系,再保持力不變探討加速度與質(zhì)量的關(guān)系,該試驗(yàn)運(yùn)用了限制變量法,故D正確。要求選不正確的,故選C。2.答案：B解析：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)運(yùn)用溝通電源，故A錯(cuò)誤；試驗(yàn)中要先接通電源，然后釋放小車，故B正確；將接好紙帶的小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，故C錯(cuò)誤；每次變更小車質(zhì)量時(shí)，不須要重新平衡摩擦力，故D錯(cuò)誤．故選B3.答案：A解析：本試驗(yàn)的特點(diǎn)是通過黑板擦限制兩小車的啟動(dòng)與停止，即兩小車同時(shí)啟動(dòng)、同時(shí)停止，所用時(shí)間完全相同，故不用測(cè)量小車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，將測(cè)量?jī)绍嚨募铀俣绒D(zhuǎn)換為測(cè)量?jī)绍嚨奈灰疲丛撛囼?yàn)須要測(cè)量?jī)绍嚨奈灰?，在初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)中有，若運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，則位移與加速度成正比，小車的加速度之比；要達(dá)到試驗(yàn)?zāi)康模€需測(cè)量的物理量是兩組砝碼和盤的總重量(質(zhì)量)以及小車和車上重物的總質(zhì)量，A正確，B、C、D錯(cuò)誤．4.答案：BCD解析：小車所受的摩擦力不行避開，平衡摩擦力的本質(zhì)就是使小車的重力沿斜面方向的分力與小車所受的阻力相平衡，A錯(cuò)誤，B正確；其目的是使小車所受的合力等于細(xì)繩對(duì)小車的拉力，C正確；恰好平衡摩擦力時(shí)，小車拖動(dòng)紙帶，不給小車供應(yīng)拉力，給小車一個(gè)初速度，小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶點(diǎn)跡間距應(yīng)當(dāng)是勻稱的，D正確．5.答案：CD解析：由題圖乙分析可知,2.5s前整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài),小車受靜摩擦力,且靜摩擦力在變更,故A、B錯(cuò)誤;2.5s后滑塊起先滑動(dòng),小車受滑動(dòng)摩擦力,且大小不變,而由于砂桶質(zhì)量不斷增大,小車所受細(xì)繩的拉力不斷增大,所以小車做變加速運(yùn)動(dòng),故C、D正確。6.答案：BC解析：圖線Ⅰ表明不對(duì)小車施加拉力小車就有加速度，說明平衡摩擦力過度，即把長(zhǎng)木板不帶滑輪的一端墊得過高了，A錯(cuò)誤，B正確；圖線Ⅱ表明對(duì)小車施加的拉力達(dá)到肯定程度后，小車才加速運(yùn)動(dòng)，說明沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠，C正確，D錯(cuò)誤．7.答案：BD解析：本試驗(yàn)用來探究加速度和力之間的關(guān)系，所以應(yīng)保證小車的質(zhì)量不變，即兩小車內(nèi)放置相同質(zhì)量的砝碼．通過兩小盤內(nèi)放置不同質(zhì)量的砝碼使力F不同，A錯(cuò)誤，B正確；由于兩小車質(zhì)量總是相同，則與桌面間的摩擦力相同，因此在本試驗(yàn)中可以不考慮摩擦力，D正確；由，可得兩車位移比為1∶2時(shí)加速度比為1∶2，C錯(cuò)誤．8.答案：（1）0.60；0.51（2）51解析：（1）由于小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，而C點(diǎn)為兩點(diǎn)的時(shí)間中點(diǎn)，所以，代入數(shù)據(jù)可解得，由逐差法可知，代入數(shù)據(jù)可解得；（2）設(shè)輕繩對(duì)小車的拉力為T，鉤碼質(zhì)量為m，小車質(zhì)量為M，則由牛頓其次定律可得，，兩式聯(lián)立可得，代入數(shù)據(jù)可解得。9.答案：(1)平衡摩擦力;B(2)步驟D;蓄電池;溝通學(xué)生電源(3)步驟G;關(guān)系圖像;關(guān)系圖像解析：試驗(yàn)中把砝碼及盤的重力看作與小車所受合力大小相等,沒有考慮摩擦力,故必需平衡摩擦力。電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在6V電壓的蓄電池上將無法工作,必需接在4~6V的溝通學(xué)生電源上。作關(guān)系圖像,得到的是曲線,很難做出正確的推斷,必需“化曲為直”,改作關(guān)系圖像。10.答案：(1)A(2)0.79解析：(1)試驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,后釋放重物P,故A正確;彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)即細(xì)線的拉力,但A或B還受木板的摩擦力,故B錯(cuò)誤;本試驗(yàn)中細(xì)線的拉力可干脆通過彈簧測(cè)力計(jì)讀出,所以不要求物體A或B的質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物P的質(zhì)量,故C錯(cuò)誤;只有當(dāng)P處于平衡狀態(tài)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)才是重物P的重力的一半,故D錯(cuò)誤。(2)溝通電源的頻率為50Hz,所以打點(diǎn)周期為0.02s,每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn),圖中未畫出,所以相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔,利用逐差法可知,,代入數(shù)據(jù)可得:。11.答案：(1)須要;不必要(2)0.478(3)正解析：(1)依據(jù)優(yōu)化后試驗(yàn)原理圖,該試驗(yàn)須要將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高,以平衡摩擦力,這樣才能使得彈簧測(cè)力計(jì)的拉力的2倍等于小車的合外力;由于有彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量拉力的大小,則試驗(yàn)中不必要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M;(2)頻率為50Hz,則周期為0.02s,由于兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出,所以相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔