5.2 科学探究：加速度与力、质量的关系 同步测试-2022-2023学年高一物理上学期（鲁科版2019必修第一册）

第2节科学探究：加速度与力、质量的关系同步测试1．通过小车在拉力作用下的加速运动，来探究加速度、力和质量三者之间的关系．下列说法中符合实际的是()A．通过同时改变小车的质量m及受到的拉力F，能归纳出加速度、力和质量三者之间的关系B．通过保持小车的质量不变，只改变小车受到的拉力，就可以归纳出加速度、力和质量三者之间的关系C．通过保持小车受力不变，只改变小车的质量，就可以得出加速度、力和质量三者之间的关系D．先不改变小车的质量，研究加速度与力的关系；再不改变小车受到的拉力，研究加速度与质量的关系；最后归纳出加速度、力和质量三者之间的关系2．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，需要平衡摩擦力时，应该让小车()A．挂上槽码，拖上纸带，开动打点计时器B．不挂槽码，拖上纸带，开动打点计时器C．挂上槽码，不拖纸带D．不挂槽码，不拖纸带3.“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示．实验中，为使小车运动时所受的拉力近似等于盘和重物的总重力，则盘和重物的总质量m与小车的质量M应满足的关系是()A．m远大于MB．m远小于MC．m略大于MD．m略小于M4.(多选)如图所示是根据探究加速度与力的关系的实验数据描绘的a－F图象，下列说法中正确的有()A．3条倾斜直线所对应的小车和砝码的质量相同B．3条倾斜直线所对应的小车和砝码的质量不同C．直线1所对应的小车和砝码的质量最大D．直线3所对应的小车和砝码的质量最大5.(多选)甲、乙、丙、丁四位同学在做“探究加速度与物体质量、力的关系”的实验时(使用如图所示的装置),设小车和车上砝码的总质量为M,小盘及盘中砝码的总质量为m,分别得出如图中甲、乙、丙、丁四个图像,其中图甲、乙、丙是a-F图像,图丁是a-图像,则下列说法正确的是()。A.甲和乙较好地把握了实验条件M远大于mB.丙和丁没有把握好实验条件M远大于mC.甲同学长木板的倾角太大,而乙同学长木板的倾角太小D.甲、乙、丙三位同学中,丙同学较好地完成了平衡摩擦力的操作6．某实验小组利用图的装置探究加速度与力、质量的关系．图图(1)下列做法正确的是________(填字母代号)．A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________木块和木块上砝码的总质量．(填“远大于”、“远小于”或“近似等于”)(3)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图6-2-42中甲、乙两条直线．设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲_______m乙，μ甲________μ乙．(填“大于”、“小于”或“等于”)在做“探究加速度和力、质量的关系”的实验中，保持小车和砝码的总质量不变，测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示：F/N0.200.300.400.500.60a/(m·s－2)0.110.190.290.400.51根据表中的数据在上图的坐标系上作出a­F图像；(2)图线斜率的物理意义是________________________________________________________________________；(3)小车和砝码的总质量为________kg；(4)图线(或延长线)与F轴截距的物理意义是_____________________________________________________________________________________________.8．某同学用如图6-2-43所示的实验装置验证牛顿第二定律，请回答下列有关此实验的问题：图图(1)该同学在实验前准备了图中所示的实验装置及下列辅助器材：A．交流电源、导线B．天平(含配套砝码)C．秒表D．刻度尺E．细线、砂和小砂桶其中不必要的器材是________(填代号)．(2)打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹，以此记录小车的运动情况．其中一部分纸带上的点迹情况如图甲所示，已知打点计时器打点的时间间隔为0.02s，测得A点到B、C点的距离分别为x1＝5.99cm、x2＝13.59cm，则在打下点迹B时，小车运动的速度vB＝________m/s；小车做匀加速直线运动的加速度a＝________m/s2.(结果保留三位有效数字)图图(3)在验证“质量一定，加速度a与合外力F的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a－F图象，其中图线不过原点的原因是____________________，图线在末端弯曲的原因是____________________________________________。图9．某同学利用图甲所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图乙所示．实验中小车(含发射器)的质量为200g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到．回答下列问题：图(1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成________(填“线性”或“非线性”)关系．(2)由图乙可知，a－m图线不经过原点，可能的原因是_________________．(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是_______________________________________________，钩码的质量应满足的条件是_________________________________________．10．如图所示的实验装置可以验证牛顿运动定律，小车上固定一个盒子，盒子内盛有砂子．砂桶的总质量(包括桶以及桶内砂子质量)记为m，小车的总质量(包括车、盒子及盒内砂子质量)记为M.图图(1)验证在质量不变的情况下，加速度与合力成正比．从盒子中取出一些砂子，装入砂桶中，称量并记录砂桶的总重力mg，将该力视为合力F，对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出．多次改变合力F的大小，每次都会得到一个相应的加速度．本次实验中，桶内的砂子取自小车中，故系统的总质量不变．以合力F为横轴，以加速度a为纵轴，画出a－F图象，图象是一条过原点的直线．①a－F图象斜率的物理意义是____________．②你认为把砂桶的总重力mg当做合力F是否合理？图6-2-41答：__________．(选填“合理”或“不合理”图6-2-41③本次实验中，是否应该满足M≫m这样的条件？答：__________(选填“是”或“否”)；理由是_____________________________________________________．(2)验证在合力不变的情况下，加速度与质量成反比．保持桶内砂子质量m不变，在盒子内添加或去掉一些砂子，验证加速度与质量的关系．本次实验中，桶内的砂子总质量不变，故系统所受的合力不变．用图象法处理数据时，以加速度a为纵轴，应该以__________的倒数为横轴．参考答案:1.D.2.B3.B4.BD.5.AD6.(1)AD(2)远小于(3)小于大于7.解析：(1)根据所给数据在所给坐标系中准确描点，作出的a­F图像如图所示．(2)根据(1)中图像可以判断出图线的斜率表示小车和砝码总质量的倒数．(3)由(1)中图像可得：eq\f(1,M)＝eq\f(Δa,ΔF)，解得M＝1kg.(4)由a­F图像可知，当力F＝0.1N时，小车开始运动，说明此时小车受到的阻力为0.1N.答案：(1)见解析(2)小车和砝码总质量的倒数(3)1(4)小车受到的阻力为0.