2020-2021学年2 实验：探究加速度与力、质量的关系精品随堂练习题

4.2实验：探究加速度与力、质量的关系课后练

1. 用如图所示的装置探究加速度a与力F、质量M的关系，下列说法中正确的是（　　）

A. 牵引小车的轻绳应和长木板保持平行

B. 将电火花计时器接在8V的交流电源上，先接通电源，后放开小车，计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量

C. 在探究a与质量M的关系时，作出图像能更直观地判断二者间的关系

D. 轻绳对小车的拉力一定等于砂和砂桶的总重力

2. 如图所示为探究小车加速度与所受合力关系的实验示意图局部．该实验中，两小车各自受到向左的恒定拉力，通过控制铁夹子同时释放让两小车同时由静止开始运动，然后通过铁夹子同时夹住小车后面的细线使小车同时突然停止运动从而使小车近 似做了一段匀加速直线运动，进而比较两小车的加速度．关于此实验中两小车加速度的判断，下列说法正确的是（　　）

A. 两小车的加速度之比等于位移之比    B. 两小车的加速度之比等于位移的反比

C. 两小车的加速度之比等于位移平方之比   D. 两小车的加速度之比等于位移平方的反比

3. 如图是某些同学根据实验数据画出的图像，下列说法中正确的是（　　）

A. 形成图甲的原因是补偿阻力时长木板倾角过大

B. 形成图乙的原因是补偿阻力时长木板倾角过小

C. 形成图丙的原因是所挂槽码质量远小于小车质量

D. 形成图丁的原因是所挂槽码质量与小车质量相当

4. 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

5. 用如图所示的装置探究在拉力F一定时，小车的加速度a与小车（含砝码）质量m的关系，某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．按图安装好实验器材

C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮连接在小桶上

D．将电磁打点计时器接在8V电压的蓄电池上，启动计时器，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．保持小桶及桶内沙子的质量不变，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．作图像，并由图像确定a与m的关系

（1）该同学漏掉的一个重要实验步骤是________，该步骤应排在步骤________之后。

（2）在上述步骤中，有错误的是步骤________，应把____________改为________。

（3）在上述步骤中，处理不恰当的是步骤________，应把________改为________。

6. (1)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，某同学组装了如图甲所示的装置。

①图示实验装置中除未补偿阻力外，还有一处错误是_____________。

②关于补偿阻力的操作过程，下列说法正确的是_________。（填字母代号）

A．应将长木板的右端适当垫高

B．应将重物通过细绳与小车相连

C．应将纸带穿过打点计时器并与小车相连

D．如果小车能在长木板上保持静止，就表明阻力已经得到补偿

(2)图乙为某次实验所得的纸带，打点计时器打点的时间间隔为0.02s，E点在刻度尺上的读数为_____cm，可求出小车的加速度为_____m/s2。

7. 在做“探究加速度与力、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的数据如表所示。

(1)根据表中的数据在如图所示的坐标系中作出图像。

(2)由图像可得加速度a与拉力F的关系式是___________。

(3)图线不过坐标原点的原因是___________。

A．未补偿阻力    B．阻力补偿过度

(4)图线（或其延长线）在F轴上的截距的物理意义是______________。

8. “探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示。

（1）在补偿小车受到的阻力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示。打点计时器打点的时间间隔为0.02s，从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，测量并标出相邻计数点之间的距离，该小车的加速度a=___________ m/s2

（2）阻力得到补偿后，将5个相同的砝码都放在小车上。挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：

请根据实验数据在图示坐标系中作出a-F关系图像。

（3）本实验已正确补偿了阻力，根据提供的实验数据作出的a-F图线不通过原点，主要原因是___________。

9. 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。开始时将木板右端置于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)用加水的办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滑动摩擦力的大小

D．可以获得更大的加速度以提高实验精度

10. 某实验小组利用如图甲所示的实验装置来探究当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系。

(1)已知两个光电门中心之间的距离x=24cm，遮光条的宽度d=0.52cm。该实验小组在做实验时，将滑块从如图所示位置由静止释放，由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间Δt1，遮光条通过光电门2的时间Δt2，则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1=_____，滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2=_____，则滑块的加速度的表达式a=_____。（以上表达式均用字母表示）

(2)在本次实验中，实验小组通过改变滑块质量总共做了6组实验，得到如表所示的实验数据，通过分析表中数据，你得出的结论是___________。

(3)现需通过图像进一步验证你的结论，请利用表格数据，在图乙坐标系中描点并作出相应的图像____________。

参考答案

1.AC

【详解】A．牵引小车的轻绳只有与长木板保持平行，才能使轻绳对小车的拉力等于小车所受的合力，A正确；

B．电火花计时器应接在220V交流电源上，B错误；

C．在探究a和质量M的关系时， 图像为一曲线，不易判断a与M的关系，故可作图像，图像为过原点的直线，能更直观地判断二者间的关系，C正确；

D．只有小车的质量远大于砂和砂桶的总质量，才可认为轻绳对小车的拉力等于砂和砂桶的总重力，D错误。

故选AC。

2.A

【详解】两个小车运动的时间相等，由位移公式知： ，所以位移和加速度应该成正比的关系；故A正确；

故选A。

3.AD

【详解】A．图甲a­F图像中，当F=0时，加速度a≠0，说明F=0时，小车受到的合力已不等于零，即补偿阻力时长木板倾角过大，使小车重力沿斜面向下的分力大于阻力，A正确；

B．图乙 时，m趋于无穷大，在有限的力F下有不为0的加速度，说明重力沿斜面向下的分力大于阻力，即补偿阻力时长木板倾角过大，B错误；

CD．图丙、丁中图线弯曲的原因均是不满足所挂槽码质量远小于小车质量，槽码重力不近似等于小车所受合力， C错误D正确。

故选AD。

4.D

【详解】A. 保持小车所受拉力不变，只改变小车的质量，只能探究加速度与质量的关系，故A错误；

B. 保持小车质量不变，只改变小车的拉力，只能探究加速度与力的关系，故B错误；

CD. 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，这是利用控制变量法研究加速度与力和质量的关系，故C错误，D正确。

故选D。

5.【答案】（1）补偿阻力；B；（2）D；8V电压的蓄电池； 8V电压的交流电源；（3）G；图像；图像

【详解】（1）实验中把小桶及桶内沙子的重力之和看成与小车所受拉力大小相等，没有考虑摩擦力，故必须补偿阻力（平衡摩擦力）且应排在步骤B之后。

（2）有错误的步骤为D，电磁打点计时器使用的是低压交流电，故应把“8V电压的蓄电池”改为“8V电压的交流电源”。

（3）处理不恰当的步骤是G，作图像，得到的是曲线，很难进行正确的判断，必须“化曲为直”，应把图像改为图像 。

6. 【答案】(1)拉小车的细绳没有与长木板平行；AC；(2)3.80； 0.20

【详解】(1)实验要求拉力平行于长木板，题图中拉小车的细绳没有与长木板平行。

补偿阻力正确的操作：纸带穿过打点计时器并与小车相连，将长木板的右端适当垫高，轻推小车，如果纸带上的点迹均匀分布，说明小车做匀速直线运动，代表阻力已经得到补偿。

故选AC。

(2)读数为3.80cm。

由题图中数据可知AB=0.60cm，BC=0.80cm，CD=1.10cm，DE=1.30cm，EF=1.50cm，FG=1.70cm，GH=1.90cm，HI=2.10cm，可知AC间的点误差较大，取CI段计算，根据逐差法可得小车的加速度

7. 【答案】(1)；(2)； (3) A；(4)小车受到的阻力为0.1N

【详解】(1)根据所给数据在所给坐标系中准确描点，作出的a-­F图像如图所示。

(2)根据(1)中图像可知加速度a与拉力F的关系式是

(3)由a­F图像可知，当力F=0.1N时，小车才开始运动，说明未补偿阻力。

图线在F轴上的截距的物理意义是小车受到的阻力为0.1N。

8. 【答案】（1）0.16 ；（2）；（3）计算F时忘记加入砝码盘的重力

【详解】(1)由题意可知计数点间的时间间隔为

T==0.1s

由图乙可知，时间相等的相邻两段位移差为

Δx=0.16cm=1.6×10-3m

由

Δx=aT2

可得

a=0.16m/s2

(2)用描点法画出a-F图线如图所示

(3)补偿小车与长木板之间的阻力后，a-F图像仍不通过原点，是由于在计算F时忘记加入砝码盘的重力，使作出的图像向左平移。

9. 【答案】(1)；保持F1不变，重复实验，多次测量，求平均值；(2)BC

【详解】(1)由

可知

减少偶然误差的方法是多次测量取平均值，即保持F1不变，重复实验，多次测量，求平均值。

(2) A．不可以改变滑动摩擦力的大小，A错误；

B．缓慢向瓶中加水，可以更方便地获取多组实验数据，B正确；

C．缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动，可以比较精确地测出摩擦力的大小， C正确；

D．并没有获得很大的加速度，可以获取多组实验数据以提高实验精度，D错误。

故选BC。

10. 【答案】(1)；； (2) 当合外力一定时，物体运动的加速度跟物体的质量成反比；(3)

【详解】(1)遮光条的宽度很小，遮光条通过光电门的时间极短，遮光条在极短时间内的运动可看成匀速运动，故通过两光电门的瞬时速度分别为

v1=，v2=

遮光条从光电门2到光电门1做匀加速直线运动，由

可得

(2)当合外力一定时，在误差允许的范围内，物体质量和加速度的乘积近似相等，所以加速度跟质量成反比。

(3)如图所示。