物理人教版 (2019)2 实验：探究加速度与力、质量的关系精品同步练习题

4.2  实验：探究加速度与力、质量的关系

夯实基础

1． (多选)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．连接砂桶和小车的细绳应和长木板保持平行

B．将电火花计时器接在6 V的交流电源上，先接通电源，后放开小车，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……

C．在探究a与质量M的关系时，作出a­图象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桶的总重力

2．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图所示的装置。下列说法中正确的是(　　)

A．垫高长木板一端，调节倾角，直到小车在托盘和砝码的拉动下做匀速直线运动，以平衡小车运动中受到的摩擦力

B．在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量

C．在探究加速度a与拉力F的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a­图象

D．当小车的质量远大于托盘和砝码的总质量时，可以近似认为细线对小车的拉力大小等于托盘和砝码的总重力大小

3．如果a­图象是通过原点的一条直线，则说明(　　)

A．物体的加速度a与质量m成正比

B．物体的加速度a与质量m成反比

C．物体的质量m与加速度a成正比

D．物体的质量m与加速度a成反比

4．如图所示是某同学探究加速度与力、质量的关系时，已接通电源正要释放纸带时的情况，请你指出该同学的五个差错：

(1)电源________________。

(2)电磁打点计时器位置________。

(3)定滑轮位置________________。

(4)小车位置________________。

(5)长木板________________________。

5.用如图所示的装置研究在作用力F一定时，小车的加速度a与小车质量M的关系，某位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砂子的质量；

B．按图装好实验器材；

C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小桶；

D．将电磁打点计时器接在12 V电压的蓄电池上；

E．先放开小车，再接通电源，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；

F．保持小桶及其中砂子的质量不变，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；

G．分析每条纸带，测量并计算出加速度的值；

H．作a­M关系图象，并由图象确定a、M之间的关系。

(1)该同学漏掉的重要实验步骤是________，该步骤应排在________步实验之后。

(2)在上述步骤中，有错误的是________、________，应修改为________________________________________________________。

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

6．某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系的实验，如图所示，图甲为实验装置简图(交流电的频率为50 Hz)。

(1)图乙为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为________ m/s2(保留两位有效数字)。

(2)保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的，数据如下表：

请画出a­图线，并依据图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是________。

(3)保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F变化的图线，如图所示。该图线不通过原点，请你分析其主要原因是__________________________。

提能增效

7． (多选)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，以下操作正确的是(　　)

A．平衡摩擦力时，应将重物用细线通过定滑轮系在小车上

B．平衡摩擦力时，应将纸带连接在小车上并穿过打点计时器

C．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力

D．实验时，应先放开小车，再接通电源

8． (多选)如图是某些同学根据实验数据画出的图象，下列说法中正确的是(　　)

A．形成图甲的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大

B．形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小

C．形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大

D．形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小

9．如图所示，在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F1、F2，车中所放砝码的质量分别为m1、m2，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x1、x2，则在实验误差允许的范围内，有(　　)

A．当m1＝m2、F1＝2F2时，x1＝2x2

B．当m1＝m2、F1＝2F2时，x2＝2x1

C．当F1＝F2、m1＝2m2时，x1＝2x2

D．当F1＝F2、m1＝2m2时，x2＝2x1

10．研究性学习小组的同学欲探究小车质量不变时其加速度与力的关系，该小组在实验室设计了一套如图甲所示的装置，图中A为小车，B为打点计时器，C为力传感器(测绳子的拉力)，P为小桶(内有砂子)，M是一端带有定滑轮的水平放置的足够长的木板，不计绳子与滑轮间的摩擦。

(1)要顺利完成该实验，除图中实验仪器和低压交流电源(含导线)外，还需要的实验仪器是________(填“刻度尺”“天平”或“秒表”)。

(2)平衡摩擦力后再按上述方案做实验，是否要求小桶和砂子的总质量远小于小车的质量？________(填“是”或“否”)。

(3)已知交流电源的频率为50 Hz，某次实验得到的纸带如图乙所示，图中相邻两计数点之间还有4个点未画出，由该纸带可求得小车的加速度a＝________ m/s2。(结果保留两位有效数字)

11．利用力传感器研究加速度与合外力的关系，实验装置如图甲。

(1)下列关于该实验的说法错误的是________。

A．做实验之前必须平衡摩擦力

B．小车的质量必须比所挂钩码的质量大得多

C．应调节定滑轮的高度使细线与木板平行

D．实验开始的时候，小车最好距离打点计时器远一点

(2)从实验中挑选一条点迹清晰的纸带，每5个点取一个计数点，用刻度尺测量计数点间的距离，如图乙所示。已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz。

从图乙中所给的刻度尺上读出A、B两点间的距离s1＝________ cm；该小车的加速度a＝________ m/s2。(计算结果保留两位有效数字)

(3)实验中纸带的________(填“左”或“右”)端与小车相连接。

12．为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录．滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m.回答下列问题：

(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位？

(2)若取M＝0.4 kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是________．

A．m1＝5 g B．m2＝15 g

C．m3＝40 g D．m4＝400 g

(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度a的表达式为__________________．(用Δt1、Δt2、D、x表示)