2019版新教材高中物理 第4章 第2節(jié) 實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系習(xí)題（含解析）新人教版必修第一冊

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1、實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 1．(多選)用如圖所示的裝置探究加速度a與力F、質(zhì)量M的關(guān)系，下列說法中正確的是(　　) A．連接砂桶和小車的輕繩應(yīng)和長木板保持平行 B．將電火花打點計時器接在6 V的交流電源上，先接通電源，后放開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點，并在紙帶上標(biāo)明小車質(zhì)量 C．在探究a與質(zhì)量M的關(guān)系時，作出a-圖像能更直觀地判斷二者間的關(guān)系 D．輕繩對小車的拉力一定等于砝碼和砂桶的總重力 答案　AC 解析　輕繩只有與長木板保持平行，才能使輕繩上的拉力等于小車所受的合力，A正確；電火花打點計時器應(yīng)接在220 V交流電源上，B錯誤；在探究a和質(zhì)量M的關(guān)系時，a

2、-M圖像為一曲線，不易判斷a與M的關(guān)系，故可作a-圖像，圖像為過原點的直線，能更直觀地判斷二者間的關(guān)系，C正確；只有小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼和砂桶的總質(zhì)量，才可認(rèn)為輕繩對小車的拉力等于砝碼和砂桶的總重力，實際上輕繩的拉力小于砝碼和砂桶的總重力，D錯誤。 2．(多選)在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實驗中，以下操作正確的是(　　) A．平衡摩擦力時，應(yīng)將重物用細(xì)線通過定滑輪系在小車上 B．平衡摩擦力時，應(yīng)將紙帶連接在小車上并穿過打點計時器 C．每次改變小車的質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力 D．實驗時，應(yīng)先放開小車，再接通電源 答案　BC 解析　在探究a與M、F關(guān)系的實驗中，為了使細(xì)繩對小車

3、的拉力等于小車所受的合力，需要平衡摩擦力，并使細(xì)繩與長木板平行。平衡摩擦力的方法是只讓小車牽引紙帶(撤去重物)，紙帶穿過打點計時器，并墊高長木板不帶滑輪的一端，接通打點計時器的電源并輕推小車，如果打出的紙帶上的點跡分布均勻，則說明小車做勻速運動，摩擦力被平衡，故A錯誤；小車運動中，紙帶與打點計時器之間也有摩擦，這個摩擦力也要平衡的，故B正確；每次改變小車的質(zhì)量時，小車的重力沿斜面的分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力，故C正確；實驗時，若先放小車，再接通打點計時器電源，因為小車運動較快，可能會使打出來的點很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，故D錯誤。 3．(多選)如圖是某些同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫

4、出的圖像，下列說法中正確的是(　　) A．形成圖甲的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過大 B．形成圖乙的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過小 C．形成圖丙的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過大 D．形成圖丁的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過小 答案　AD 解析　圖甲a-F圖像中，當(dāng)F＝0時，加速度a≠0，說明F＝0時，物體受到的合力已不等于零，即平衡摩擦力時長木板傾角過大，使物體重力沿斜面向下的分力大于摩擦力；圖乙→0時，m趨于無窮大，在有限的力F下有不為0的加速度，說明重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，即平衡摩擦力時長木板傾角過大。同理，圖丙、丁是由于平衡摩擦力時長木板傾角過小，而使物體重力

5、沿斜面向下的分力小于摩擦力。A、D正確，B、C錯誤。 4.某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的裝置來探究加速度與力的關(guān)系。彈簧測力計固定在一合適的木板上，桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪，細(xì)繩的兩端分別與彈簧測力計的掛鉤和礦泉水瓶連接。在桌面上畫出兩條平行線MN、PQ，并測出間距d。開始時將木板置于MN處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開始運動為止，記下彈簧測力計的示數(shù)F0，以此表示滑動摩擦力的大小。再將木板放回原處并按住，繼續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧測力計的示數(shù)F1，然后釋放木板，并用秒表記下木板運動到PQ處的時間t。 (1)木板的加速度可以用d、t表示為a＝________；為了減少

6、測量加速度的偶然誤差可以采用的方法是(一種即可)________________。 (2)用加水的辦法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點是________。 A．可以改變滑動摩擦力的大小 B．可以更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù) C．可以比較精確地測出摩擦力的大小 D．可以獲得更大的加速度以提高實驗精度 答案　(1)　保持F1不變，重復(fù)實驗多次測量，求平均值　(2)BC 解析　(1)由d＝at2可知a＝；減少偶然誤差的方法是多次測量取平均值。 (2)加水法的優(yōu)點是可以更方便地獲得多組實驗數(shù)據(jù)，以及可以較精確地測出滑動摩擦力的大小，故選B、C。 5．如圖所示是某同學(xué)探究加速度與

7、力的關(guān)系的實驗裝置。他在氣墊導(dǎo)軌上安裝了一個光電門B，滑塊上固定一寬度為d的遮光條，滑塊用細(xì)線繞過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放。 (1)下列不必要的一項實驗要求是________(請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母)。 A．應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些 B．應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平 C．應(yīng)使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行 D．應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量 (2)實驗時，將滑塊從A位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門B的時間t，若要得到滑塊的加速度，還需要測量的物理量是____________________。 答案　(1)D　(2)A位置到光電門的距離L 解析　(1)A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些可以減小測量誤差，A正確；應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平，使拉力等于合力，B正確；使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行，拉力等于合力，C正確；拉力可以直接通過力傳感器測量，滑塊的質(zhì)量不需要滿足遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量，D錯誤。 (2)根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律，滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過光電門的平均速度，若要得到滑塊的加速度，還需要測量的物理量是A位置到光電門的距離L。 - 4 -