【基础练习】《实验：探究加速度与力、质量的关系》（物理人教必修1）.docx

探究加速度与力、质量的关系基础练习马鞍山二中学校 王旭老师一、单选题 1. 在“验证牛顿运动定律”的实验中，在研究加速度a与小车的质量M的关系时，由于没有注意始终满足Mm的条件，结果得到的图象应是下图中的()A. B. C. D. 2. 小明用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系，实验中不需要的操作是()A. 先接通电源，后释放小车B. 用秒表测出小车运动的时间C. 调节定滑轮的高度，使细绳与长木板平行D. 将长木板右端垫高，平衡小车和纸带受到的摩擦力3. 物体A、B都静止在同一水平面上，它们的质量分别为mA、mB，与水平面间的动摩擦因数分别为A、B，用平行于水平面的拉力F分别拉物体A、B，所得加速度a与拉力F的关系图线如图中A、B所示，则由图线可知()A. A=B，mBmAB. AB，mBmAC. 可能mA=mBD. AmA4. 在验证牛顿第二定律的实验中：某组同学用如图(甲)所示装置，采用控制变量的方法，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到的力的关系，下列措施中不需要和不正确的是()首先要平衡摩擦力，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力平衡摩擦力的方法就是，在塑料小桶中添加砝码，使小车能匀速滑动每次改变拉小车的拉力后都需要重新平衡摩擦力实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源A. B. C. D. 5. 在研究物体的“加速度、作用力和质量”三个物理量的关系时，我们用实验研究了小车“在质量一定的情况下，加速度和作用力的关系”；又研究了“在作用力一定的情况下，加速度和质量之间的关系”.这种研究物理问题的科学方法是()A. 建立理想模型的方法B. 控制变量法C. 等效替代法D. 类比法6. 物体A、B分别静止在倾角为1，2的光滑斜面上，它们的质量分别为mA、mB，用沿斜面向上的拉力F拉物体A、B，所得加速度a与拉力F的关系图线如图中A、B所示，则()A. 12，mAmBB. 12，mAmBC. 1mBD. 12，mAmB7. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，关于平衡摩擦力的说法中不正确的是()A. “平衡摩擦力”的本质就是使小车所受的重力在沿斜面方向的分力与所受到的摩擦阻力相平衡B. “平衡摩擦力”的本质就是想法让小车受到的摩擦力为零C. “平衡摩擦力”的目的就是要使小车所受的合力等于所挂砝码通过细绳对小车施加的拉力D. “平衡摩擦力”是否成功，可由小车运动后，由打点计时器打出的纸带上的点迹间距是否均匀而确定8. 某同学做“探究加速度与力、质量的关系”实验，如图所示是他正要释放小车时的情形，对此另一同学提出了实验应改进的几点建议：应把长木板的右端适当垫高，以平衡摩擦阻力；应调整滑轮高度使细绳与长木板表面平行；应将打点计时器接在直流电源上；应使小车离打点计时器稍远些其中合理的是()A. B. C. D. 9. 如图所示，在光滑水平桌面上有一质量为1Kg的木块A，A的左右两侧通过轻绳与轻弹簧测力计相连，弹簧测力计另一端都通过定滑轮，挂着两个质量均为0.3Kg钩码，滑轮摩擦不计，两钩码间用轻绳相连，系统处于静止状态.用剪刀将右侧钩码间绳子剪断，在剪断的瞬间，下列说法正确的是(g=10m/s2)()A. 左侧两钩码的加速度大小为5m/s2，方向竖直向下B. 右侧上方钩码的加速度大小为5m/s2，方向竖直向上C. 物块A的加速度为零D. 物块A的加速度大小为3m/s2，方向水平向右10. 如图甲所示，用n条相同材料制成的橡皮条彼此平行地沿水平方向拉一质量为m的物块.改变橡皮条条数进行多次实验，保证每次橡皮条的伸长量均相同，则物块的加速度a与所用橡皮条的数目n的关系如图乙所示.若更换物块所在水平面的材料，再重复做这个实验，则图乙中直线与水平轴线间的夹角将()A. 变小B. 不变C. 变大D. 与水平面的材料有关11. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列做法中正确的是()A. 改变小车的质量再次进行实验时，需要重新平衡摩擦力B. 小车运动的加速度可由牛顿第二定律直接求出C. 实验时，先接通打点计时器电源，再放开小车D. 平衡摩擦力时，应将装砝码的砝码盘用细绳通过定滑轮系在小车上12. 关于物体的质量、加速度和合力之间的关系，下列说法正确的是()A. 质量较大的物体加速度一定小B. 受到合力较大的物体加速度一定大C. 物体所受合力的方向一定与物体加速度的方向相同D. 物体所受合力的方向一定与物体的运动方向相同13. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中为了研究加速度跟力和质量的关系，应该采用的研究实验方法是()A. 控制变量法B. 假设法C. 理想实验法D. 图象法14. 如图所示是三个涉及纸带和打点计时器的实验装置图.在三个实验装置中，摩擦力对实验结果没有影响的是()A. 甲B. 乙C. 丙15. 某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验，图为实验装置简图.他想用钩码盘和砝码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为下列说法中正确的是()A. 要平衡摩擦力B. 实验时不需要平衡摩擦力C. 小车的总重力要远小于砝码和盘的重力D. 小车的总重力要和砝码和盘的重力相等二、多选题 16. 如图所示，在研究a与F、m之间关系的实验中，若1、2两个相同的小车所受的拉力分别为F1、F2，小车以及车中所放砝码的总质量分别为m1、m2.打开夹子后经过相同的时间两车发生的位移分别为x1、x2，则在实验误差允许的范围内有()A. 当F1=F2、m1=2m2时，x1=2x2B. 当F1=F2、m1=2m2时，x2=2x1C. 当m1=m2、F1=2F2时，x1=2x2D. 当m1=m2、F1=2F2时，x2=2x1答案与解析【答案】1. D2. B3. B4. B5. B6. B7. B8. A9. C10. B11. C12. C13. A14. A15. A16. BC【解析】1. 解：在研究加速度跟小车质量M的关系时，保持m不变，改变小车质量M，在小车质量M远大于重物质量m时，即当满足Mm时，可以认为小车受到的拉力(合力)F=mg，此时加速度a与小车质量M成反比，与1M成正比，以1M横轴，a为纵轴，则a-1M图象应是过原点的直线，当小车质量M不远大于重物质量m时，小车受到的拉力明显小于重物重力，a-1M图象向下弯曲故选D在验证加速度与质量的关系时，在重物质量m远小于小车质量M时，可近似认为小车受到的拉力等于重物重力探究加速度与质量关系时，应控制拉力不变而改变小车质量，实验时要注意小车质量应远大于重物质量2. 解：A、实验时应先接通电源，后释放小车.故A正确；B、探究加速度与力和质量的关系，加速度的大小可以通过纸带求解，打点的时间间隔已知，不需要测量小车运动的时间.故B错误；C、若连接砝码盘和小车的细绳与长木板不保持平行，则绳子的拉力分力等于小车的合力，这样导致误差增大，故C正确；D、实验时需平衡摩擦力，平衡摩擦力时，要求小车在无动力的情况下平衡摩擦力，即平衡小车和纸带受到的摩擦力.故D正确本题选错误的，故选：B探究加速度与力的关系实验时，需要平衡摩擦力，平衡摩擦力时，要求小车在无动力的情况下平衡摩擦力，不需要挂任何东西.平衡摩擦力时，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsin=mgcos，可以约掉m，只需要平衡一次摩擦力.操作过程是先接通打点计时器的电源，再放开小车.小车的加速度应根据打出的纸带求出该题考查了实验注意事项、实验数据处理分析，知道实验原理及注意事项即可正确解题；探究加速度与力、质量的关系实验时，要平衡小车受到的摩擦力，不平衡摩擦力、或平衡摩擦力不够、或过平衡摩擦力，小车受到的合力不等于钩码的重力3. 解：对质量为M的物体受力分析，假定动摩擦因素为，根据牛顿第二定律，有：F-mg=ma解得：a=FM-g，故a与F关系图象的斜率表示质量的倒数，故mAB；故选：B。对物体受力分析，受到重力、支持力、拉力和摩擦力，根据牛顿第二定律列式，结合加速度a与拉力F的关系图象分析即可本题关键对物体受力分析后，根据牛顿第二定律列式求解出a与F关系式，再结合图象进行讨论4. 解：实验时首先要平衡摩擦力，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力；平衡摩擦力的方法就是，小车与纸带相连，小车前面不挂小桶，把小车放在斜面上给小车一个初速度，看小车能否做匀速直线运动；每次改变拉小车的拉力后都不需要重新平衡摩擦力； 实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力是正确的；实验中应先接通电源，后放开小车；由此可见：正确，错误，故B正确故选：B探究加速度与力的关系实验时，需要平衡摩擦力，平衡摩擦力时，要求小车在无动力的情况下平衡摩擦力，不需要挂任何东西.平衡摩擦力时，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsin=mgcos，可以约掉m，只需要平衡一次摩擦力.操作过程是先接通打点计时器的电源，再放开小车.小车的加速度应根据打出的纸带求出本题考查了实验注意事项、实验数据处理分析，知道实验原理及注意事项即可正确解题；探究加速度与力、质量的关系实验时，要平衡小车受到的摩擦力，不平衡摩擦力、或平衡摩擦力不够、或过平衡摩擦力，小车受到的合力不等于钩码的重力5. 解：在研究物体的“加速度、作用力和质量”三个物理量的关系时，由于变量较多，因此采用了“控制变量法”进行研究，分别控制一个物理量不变，看另外两个物理量之间的关系，故ACD错误，B正确故选：B明确理想模型、控制变量、等效替代、类比等各种方法的应用即可正确解答本题在学习物理过程中掌握各种研究问题的方法是很重要的，要了解各种方法在物理中的应用6. 解：对质量为m的物体受力分析，假定动摩擦因素为，根据牛顿第二定律，有F-mgsin=ma 解得：a=Fm-gsin，故a与F关系图象的斜率表示质量的倒数，故mA2，故选B对物体受力分析，受到重力、支持力、拉力和摩擦力，根据牛顿第二定律列式，结合加速度a与拉力F的关系图象分析即可本题关键对物体受力分析后，根据牛顿第二定律列式求解出a与F关系式，再结合图象进行讨论；注意要根据公式分析图象中斜率及截距的意义7. 解：AB、平衡摩擦力的实质是小车(及车上砝码)的重力沿木板方向的分力与木板与小车间、纸带与计时器间、绳与滑轮间、滑轮与轴间等摩擦力平衡，故A正确，B错误C、“平衡摩擦力”的目的就是要使小车所受的合力等于所挂砝码通过细绳对小车施加的拉力，故C正确D、恰好平衡摩擦力时，小车拖动纸带，不给小车提供拉力，给小车一个初速度，小车做匀速直线运动，由打点计时器打出的纸带点迹间距应该是均匀的.故D正确本题选择不正确的.故选：B小车所受的摩擦力不可避免，平衡摩擦力的本质就是使小车的重力沿斜面方向的分力与小车所受的阻力相平衡，恰好平衡摩擦力时，小车拖动纸带，不给小车提供拉力，给小车一个初速度，小车做匀速直线运动，由打点计时器打出的纸带点迹间距应该是均匀的实验问题需要结合物理规律去解决.对于实验我们要清楚每一项操作存在的理由.其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚8. 解：将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力.故正确调节滑轮高度，使拉小车的细线和长木板平行，让力的方向和位移方向在同一直线上，可以减小误差.故正确在探究“加速度与力、质量的关系”的实验中，打点计时器使用交流电频率为50Hz.故错误应使小车靠近打点计时器这一侧.故错误故A正确故选：A解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，了解平衡摩擦力的方法对于实验问题首先要明确实验原理，理解重要步骤的操作，熟练应用基本物理解决实验问题9. 解：A、用剪刀将右侧钩码间绳子剪断的瞬间，弹簧弹力不变，右侧绳子拉力为零，所以左侧钩码受力平衡，加速度为零，右侧钩码只受重力，加速度为10m/s2，方向竖直向上下，故AB错误；C、开始时，A水平方向受力两个弹簧的弹力作用，受力平衡，剪断悬线瞬间，弹簧的弹力不变，则A仍然受力平衡，加速度为零，故C正确，D错误故选：C 突然剪断悬线瞬间，弹簧的弹力没有来得及变化，分析瞬间物体和钩码的受力情况，由牛顿第二定律求解加速度突然剪断悬线瞬间，弹簧的弹力没有来得及变化，分析瞬间物体和钩码的受力情况，由牛顿第二定律求解加速度10. 解：设摩擦力为f，每条橡皮条的拉力为F，根据牛顿第二定律则有：F合=nF-f=ma a=nF-fm=Fmn-fm 在a-n的函数表达式中斜率为Fm，可见斜率与摩擦力无关，若更换物块所在水平面的材料，再重复做这个实验，摩擦力发生变化，而F、m不变，即斜率不变，所以夹角不变故选B对物体进行受力分析，根据牛顿第二定律求出加速度a与所用橡皮条的数目n的关系表达式，找出影响直线与水平轴线间的夹角的因数，再根据题目求解对该实验要明确实验原理，能够把物理规律和数学知识结合起来，知道夹角的物理意义11. 解：A、由于平衡摩擦力之后有Mgsin=Mgcos，故tan=.所以无论小车的质量是否改变，小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面的分力，改变小车质量时不需要重新平衡摩擦力，故A错误；B、小车的加速度应根据打点计时器打出的纸带求出，不能由牛顿第二定律求出，故B错误；C、实验时应先接通电源然后再放开小车，故C正确；D、在该实验中，我们认为绳子的拉力就等于小车所受的合外力，故在平衡摩擦力时，细绳的另一端不能悬挂装砝码的砝码盘，故D错误；故选：C探究加速度与拉力的关系实验时，要平衡摩擦力，平衡摩擦力时，要求小车在无动力的情况下平衡摩擦力，不需要挂任何东西.小车的加速度应根据打点计时器打出的纸带求出；平衡摩擦力时，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsin=mgcos，可以约掉m，只需要平衡一次摩擦力.操作过程是先接通打点计时器的电源，再放开小车探究加速与力的关系实验时，要平衡摩擦力、应根据纸带求出小车的加速度，掌握实验的实验注意事项是正确解题的关键12. 解：A、质量较大的物体加速度不一定小，只有在合力一定的条件下，质量越大，加速度越小.故A错误B、合力较大的物体加速度不一定大，在质量一定的情况下，合力越大，加速度越大.故B错误C、合力的方向与加速度方向相同，但加速度方向与速度方向不一定相同.故C正确，D错误故选：C根据牛顿第二定律可知，物体的加速度与所受合力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与所受合力的方向相同解决本题的关键掌握牛顿第二定律，知道加速度的方向与合力的方向相同13. 解：探究加速度与力的关系时，控制质量不变而改变力的大小；探究加速度与质量的关系时，控制力不变而改变质量，实验应用了控制变量法；故选：A 物体的加速度与物体质量、物体受力有关，探究加速度与力、质量的关系应该使用控制变量法控制变量法是常用的实验方法，要掌握其使用方法，科学探究用到的方法很多，要掌握常用的科学探究方法14. 解：在匀变速直线运动的实验中，受到的拉力恒定，摩擦力也恒定，那么物体受到的合力恒定，对实验没有影响，在研究功和速度的关系的实验中，每次实验时受到的拉力加倍，但是摩擦力不加倍，对实验会产生影响，在研究加速度与力质量的关系的实验中，改变车的拉力的