高中物理 牛顿运动定律（一）4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系精选训练题.doc

4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系精选训练题1. 在利用打点计时器和小车来做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时,下列说法中不正确的是() 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跟长木板保持平行 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 2. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，为了消除打点计时器和木板对小车阻力的影响，关于该操作环节，下列四种装置图中正确的是() 3. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,需要平衡摩擦力。平衡摩擦力时,应该让小车() a. 挂上小盘,拖上纸带,开动打点计时器 b. 不挂小盘,拖上纸带,开动打点计时器 c. 挂上小盘,不拖纸带 d. 不挂小盘,不拖纸带 4.(多选) 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,关于小车所受的合力,下列叙述中正确的是() a. 小车所受的合力就是所挂小盘和砝码的重力 b. 小车所受的合力的大小等于托盘和砝码通过细绳对小车施加的拉力 c. 只有平衡摩擦力之后,小车所受合力才等于细绳对小车的拉力 d. 只有平衡摩擦力之后,且当小车的质量远大于托盘和砝码的总质量时,小车所受合力的大小可认为等于托盘和砝码的重力大小 5. 用如图所示的装置研究在作用力f一定时，小车的加速度a与小车质量m的关系，某位同学设计的实验步骤如下：a用天平称出小车和小桶及内部所装沙子的质量；b按图装好实验器材；c把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶；d将电磁打点计时器接在电压为6v的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量；e保持小桶及其中沙子的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的m值，重复上述实验；f分析每条纸带，测量并计算出加速度的值；g作am关系图象，并由图象确定am关系。(1) 该同学漏掉的重要实验步骤是_，该步骤应排在_步实验之后。(2) 在上述步骤中，有错误的是_，应把_改为_。(3) 在上述步骤中，处理不恰当的是_，应把_改为_。6. 图甲为“研究加速度和力的关系”的实验装置。在实验操作中，将砝码盘和砝码所受的重力看作小车所受合外力。在保持小车总质量不变的情况下，改变所加砝码的数量，多次重复测量，得到加速度随力的变化规律如图乙所示。 (1) 分析发现图线的水平轴上有明显的截距(oa不为零)，这是因为_。 (2) 在图乙的af 图线中，ab 段基本是一条直线，由此得到，在小车总质量一定的条件下，加速度与小车受到的合外力的关系是_。 而bc 段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是_。 7. 为了探究加速度与力的关系，使用如图10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？ (2) 若取m0。4 kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是_。 a. m15 g b. m215 g c. m340 g d. m4400 g(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a的表达式为：_。(用t1、t2、d、x表示) 8. 在做“探究加速度与质量的关系”的实验中,若测得某一物体受力f一定时,a与m的关系数据如下表所示: a/(ms-2)2.042.663.233.98m/kg2.001.501.251.001m/kg-10.500.670.801.00(1) 根据表中所列数据,在图中画出 a- 1m 图象。(2) 由a- 1m 图象可知,当f一定时,a与m成比。 (3) 由a- 1m 象可知,f =n(结果保留两位有效数字)。9. 在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，计算出各纸带的加速度后，将测得的反映加速度a和f关系的有关资料记录在表一中。将测得的反映加速度a和质量m关系的有关资料记录在表二中。表一a/(ms-2) 1.98 4.06 5.95 8.12 f/n 1.00 2.003.00 4.00 表二a/(ms2)2.042.663.233.98/kg10.500.670.801.00(1) 根据表中所列数据，分别画出af 图象和a1/m 图象。(2) 由图象可以判定：当m一定时，a与f的关系为_；当f一定时，a与m的关系为_。(3) 由af 图象可知m _。(4) 由a1/m 图象可知，f _(保留一位有效数字)。10. 某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧测力计固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧测力计的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线mn、pq，并测出间距d。开始时将木板置于mn处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧测力计的示数f0，以此表示滑动摩擦力的大小。再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧测力计的示数f1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到pq处的时间t。(1) 木板的加速度可以用d、t表示为a_；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是(一种即可)_。(2) 改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧测力计示数f1的关系。下列图象能表示该同学实验结果的是_。(3) 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可以改变滑动摩擦力的大小b可以更方便地获取多组实验数据c可以比较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答案与解析1.【答案】a 【解析】 选项a中平衡摩擦力时,不能将砝码盘及盘内砝码(或小桶)拴在小车上,选项a说法错误;选项b、c、d符合正确的操作方法,选项b、c、d说法正确。 2.【答案】b【解析】依靠重力来平衡阻力，同时阻力包含纸带与打点计时器之间的摩擦，故操作为：需要连上纸带，但是不能挂重物，把打点计时器所在的一端垫高。故b正确，a、c、d错误。 3.【答案】b 【解析】 平衡摩擦力时,应把纸带所受的摩擦阻力一起平衡掉,所以应让小车拖上纸带,且让打点计时器处于工作状态,选项b正确。 4.【答案】cd 来源:zxxk.com5.【答案】(1) 平衡摩擦力b (2) d电压为6v的蓄电池 6v 以下低压交流学生电源(3) gama【解析】 实验中把小桶及其中沙子的重力看做与小车所受拉力大小相等，没有考虑摩擦力，故必须平衡摩擦力。电磁打点计时器接在6v电压的蓄电池上将无法工作，必须接在6v以下交流电压的学生电源上。作am关系图象，得到的是双曲线，很难作出正确的判断，必须“化曲为直”，改为a关系图象。6.【答案】1）未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够（2）小车的加速度与所受的合外力成正比 砝码盘和砝码的总质量过大【解析】（1）由所给af图线知，拉力f增大到一定值时小车才开始运动，表明小车没有被平衡摩擦力或平衡得不够。 （2）ab为一条直线，表明在细线的拉力(即砝码盘及砝码的重力)比较小的情况下，小车的加速度与它所受合外力成正比；bc段成曲线的原因是砝码盘和砝码的总质量太大了，不再满足远小于小车的质量这一重要条件。7. 【答案】（1）见解析（2）d （3）a（3）由于挡光片通过光电门的时间很短，所以可以认为挡光片通过光电门这段时间内的平均速度等于瞬时速度，即有v1，v2，再根据运动学公式vv2ax 得：a。8.【答案】(1)见解析图(2)反(3)3.9 【解析】(1) 如图所示 (2) 由图象可以看出,当f一定时,a与m成反比。 (3) 在a- 1m 图象中,图线的斜率表示物体受的合力, 则f=k=a1m=3。98-2。041。00-0。50 n=3.9 n。9. 【答案】(1)af 图象和a1/m 图象分别如图甲、乙所示。 (2) 正比关系反比关系(3)0。5kg(4)4n10.【答案】(1)保持f1不变，重复实验多次测量d、t，取平均值(2)c(3)b、c【解析】(1)木板在绳子拉力的作用下做初速度为零的匀加速直线运动，由dat2可知：a。为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是保持f1不变，重复实验多次测量d、t，取平均值。(2)该实验原理与教材实验原理类似，同样需要满足木板的质量m远大于矿泉水瓶的质量m，此时可认为f1mg；本实验中没有平衡摩擦力，但通过题意可知受到的摩擦力为f0，木板受到的合外力为(f1f0)。图象反映的是a与f1的关系，而不是a与(f1f0)的关系，所以图象不过原点。当f1增大时，即矿泉水瓶的质量m增大时，该实验不再满足mm，此时a越大，绳上的拉力ft就越小于矿泉水瓶的