高中物理鲁科版 (2019)必修 第一册第4节 加速度随堂练习题

5.2科学探究：加速度与力、质量的关系基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）必修第一册

一、选择题（共15题）

1．在物理学的探索和发现过程中，科学家们运用了许多研究方法．以下关于物理学研究方法的叙述中正确的是（  ）

A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是微元法

B．根据速度定义式，当Δt→0时， 就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法

C．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，这里运用了假设法

D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，再把各小段位移相加，这里运用了理想模型法

2．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学在坐标纸上画出四张关系图线。其中作图正确的是（　　）

A． B．

C． D．

3．用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。下列说法正确的是（　　）

A．本实验采用了控制变量法

B．打点计时器可以使用直流电源

C．实验时应先释放小车，后接通电源

D．本实验可以不平衡摩擦力

4．如图所示，在“验证牛顿运动定律”的实验中，下列做法不正确的是 (     )

A．拉小车的细线应该与长木板平行

B．小桶和沙的总质量应远小于小车的总质量

C．平衡摩擦力时，必须通过细线挂上小桶和沙

D．小车应紧靠打点计时器，先接通电源再释放小车

5．2020年9月6日，未来科学大奖新闻发布会公布：中国科学院院士卢柯获物质科学奖。在物理学的探索和发现过程中，物理过程和研究方法比物理知识本身更加重要。下列关于物理学研究方法的叙述中不正确的是（　　）

A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是理想模型法

B．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，这里运用了假设法

C．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，再把各小段位移相加，这里运用了微元法

D．牛顿第一定律是在伽利略的理想斜面实验的基础上通过逻辑推理得出的规律

6．如图所示为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置．为研究加速度a与力F之间的关系，下列说法正确的是(  )

A．需保持盘和砝码质量不变

B．需保持小车质量不变

C．需保证小车质量远小于盘和砝码的总质量

D．处理数据时作出a-图象能直观判断a与F之间的关系

7．关于物理学方法，下列说法正确的是(   )

A．合力与分力的概念的提出用到了等效替代的思想方法

B．探究加速度与力、质量的关系实验用到了微元法

C．由平均速度得到瞬时速度的概念用到了控制变量法

D．推导匀变速直线运动的位移时间公式用到了极限法

8．下列说法中不正确的是（　   ）

A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫理想模型法

B．伽利略对自由落体运动的研究，采用了实验和逻辑推理相结合的研究方法

C．牛顿在研究运动和力的关系时，提出了著名的斜面实验。该实验运用了理想实验法

D．在探究加速度、力、质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，该实验运用了控制变量法

9．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,当保持力不变,研究加速度与质量的关系时,为了更直观地判断加速度 a是否与质量 m成反比, 我们应作

A．a-m图象 B．a-图象

C．a-m2图象 D．a-图象

10．“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示，用该装置研究小车加速度a与质量M的关系时，下列说法正确的是（   ）

A．先释放小车，再接通电源

B．打点计时器接电源直流输出端

C．牵引小车的细绳应与长木板保持平行

D．在增加小车质量的同时，增大木板的倾角

11．利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系，下列说法正确的是（　　）

A．保持小车所受拉力不变，只改变小车的质量，就可以探究加速度与力、质量的关系

B．保持小车质量不变，只改变小车的拉力，就可以探究加速度与力、质量的关系

C．先保持小车所受拉力不变，探究加速度与力的关系；再保持小车质量不变，探究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系

D．先保持小车质量不变，探究加速度与力的关系；再保持小车所受拉力不变，探究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系

12．设雨滴从很高处竖直下落，所受空气阻力f和其速度v成正比。则雨滴的运动情况是（　　）

A．先加速后减速，最后静止

B．先加速后匀速

C．先加速后减速直至匀速

D．速度逐渐减小到零

13．在物理学的发展过程中，科学家们创造了许多物理学研究方法，以下关于所用物理研究方法的叙述不正确的是（　　）

A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法

B．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，该实验采用了控制变量法

C．伽利略认为自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上的运动，再根据铜球在斜面上的运动规律得出自由落体的运动规律，这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法

D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法

14．下列说法中不正确的是（ ）

A．根据速度定义式 ，当非常非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法．

B．在探究加速度、力和质量三者之间关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，该实验应用了控制变量法．

C．在推导匀变速直线运动的位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法．

D．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法

15．一同学利用如图甲所示的实验装置探究质量一定时加速度a与力F的关系。另一同学在图甲实验装置中的小车上固定一个力传感器（如图乙）来完成实验。下列关于实验操作的说法中正确的是（　　）

A．图甲实验中，小车由静止开始运动后所受拉力大小等于所挂槽码的重力

B．图乙实验中，木板水平时，力传感器上的读数等于小车所受合力的大小

C．图乙实验中，所挂槽码的质量应远小于小车的质量

D．图甲、图乙两个实验中，为得到质量一定时a与F成正比，都需要补偿阻力

二、填空题（共4题）

16．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中：

(1)在探究物体的加速度与力的关系时，应保持______不变，分别改变施加在物体上的力F，测出相对应的加速度a。

(2)本实验采用的探究方法是______（填字母序号）

A．转换法B、类比法C．控制变量法D．等效替换法

17．如图所示为“用DIS实验系统研究物体的加速度与力的关系”的实验装置，该实验需要使用______传感器；实验中应保持_______不变。

18．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中：

（1）为了探究加速度与力的关系，应保持_____________不变；

（2）为了探究加速度与质量的关系，应保持力不变；为了直观地判断加速度与质量的数量关系，应作___________图像（选填“”或“”）。

19．某物理兴趣小组设计了“探究加速度与力、质量的关系”的实验。

(1)如图甲所示的实验装置，是否需要满足小车质量远大于砂和砂桶的总质量？______（填“需要”或“不需要”）；

(2)图乙为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为。相邻两个计数点间还有四个计时点未画出，小车的加速度为______；

(3)该组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，得到了图线。由于忘记平衡摩擦力，图线有可能是图丙中的______（填“①”或“②”），小车及车中砝码的总质量______。

三、综合题（共4题）

20．某同学在做“探究加速度与力的关系”和“探究加速度与质量的关系”实验时，把两个实验的数据都记录在表1中。数据是按加速度的大小排列的，两个实验的数据混在一起，而且有两个加速度数据模糊不清（表1中空格）。请你把这些数据分拆填入表2和表3中，如果模糊的加速度数据是正确的，其数值应该是多少？请填在表1中。

表1  实验记录

表2探究加速度与力的关系（条件：    ）

表3探究加速度与质量的关系（条件：    ）

21．某实验小组采用如图所示的装置验证牛顿第二定律,打点计时器工作频率为50Hz.验证实验的部分步骤如下:

a.将木板的左端垫起,以平衡小车的摩擦力;

b.在小车中放入砝码,纸带穿过打点计时器,连在小车后端,用细线连接小车和钩码;

c.将小车停在打点计时器附近,接通电源,释放小车,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一系列的点,断开电源;

d.改变钩码或小车中砝码的质量,更换纸带,重复b、c的操作．设某次实验钩码质量为m、砝码和小车总质量为M,重力加速度为g．根据试验数据应用牛顿第二定律求

(1)小车的加速度a;

(2)细线对小车的拉力F

(3)若使细线对小车的拉力F近似等于钩码的重力,推导M,m所满足的条件．

22．实验中用抬高平板一端的方法来平衡摩擦力。当小车质量改变时，是否需要重新调整平板的倾斜程度？为什么？

23．如图1所示，一小车放于平直木板上（木板一端固定一个定滑轮），木板被垫高一定角度θ，该角度下，小车恰能做匀速直线运动（假设小车所受摩擦力与小车对木板的正压力成正比，比例系数为μ），小车总质量为M。

(1)请推导θ与μ应满足的定量关系；并分析说明若增大小车质量，仍使小车做匀速直线运动，角度θ是否需要重新调整；

(2)如图2所示，将小车上栓一根质量不计，且不可伸长的细绳，细绳通过滑轮（滑轮与细绳之间摩擦不计）下挂一个砝码盘（内放砝码），在木板上某位置静止释放小车后，小车做匀加速直线运动。已知砝码盘及砝码的总质量为m，求：当m=M，小车所受细绳拉力与砝码盘及砝码总重力的比值。

参考答案

1．B

2．A

3．A

4．C

5．B

6．B

7．A

8．C

9．B

10．C

11．D

12．B

13．A

14．D

15．D

16．质量    C   

17．位移    小车质量   

18．质量       

19．不需要    0.195    ②    0.5   

20．

由牛顿第二定律可知加速度

故表格1中第一个空格应填

表格1中第二个空格应填

在探究加速度与力的关系时，应保证质量不变，由表格1可知，m=0.36kg，故表2中所填数据如下

表2探究加速度与力的关系（条件：0.36kg）

在探究加速度与质量的关系时，应保证力不变，由表1可知，F=0.29N，故表3中所填数据如下

表3探究加速度与质量的关系（条件：0.29N）

21．（1） ；（2） ；（3）

22．不需要，

抬高一端后，设平板的倾斜角为，若此时小车处于平衡状态，则

即使小车质量发生改变，方程两边小车质量消去，仍处于平衡状态，因此不需要重新调整平板的倾斜程度。

23．(1)角度θ无须改变；(2)1：2