2017-2018届高中物理 第四章 牛顿运动定律 第2节 实验：探究加速度与力、质量的关系智能演练提升（含解析）新人教版必修1.docVIP

实验：探究加速度与力、质量的关系 1．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，关于小车所受的合力，下列叙述中正确的是(　　) A．小车所受的合力就是所挂小盘和砝码的重力 B．小车所受的合力的大小等于小盘和砝码通过细绳对小车施加的拉力 C．只有平衡摩擦力之后，小车所受合力才等于细绳对小车的拉力 D．只有平衡摩擦力之后，且当小车的质量远大于小盘和砝码的总质量时，小车所受合力的大小可认为等于小盘和砝码的重力大小 解析：小盘与砝码的重力不可说成是小车所受的合力，A错误；由于小车下滑必受摩擦力作用，平衡摩擦力之后(实际上是Mgsin θ＝Ff)，小车所受合力才等于细绳的拉力，B错误，C正确；只有当小车质量M远大于吊盘与砝码质量m(即Mm)时，细绳中的拉力大小才近似等于小盘和砝码的重力大小，也只有平衡了摩擦力之后，小车所受合力大小才近似等于小盘和砝码的重力大小，D正确。 答案：CD 2．在探究加速度与力、质量的关系的实验中，关于平衡摩擦力的说法中正确的是(　　) A．“平衡摩擦力”的本质就是想法使小车受到的摩擦力为零 B．“平衡摩擦力”的本质就是使小车所受的重力的一个分力与小车所受的摩擦阻力相平衡 C．“平衡摩擦力”应在小车被砝码盘拉动的过程中进行 D．“平衡摩擦力”是否成功，可由小车拖动的纸带上的点迹间距是否均匀确定 解析：在小车的运动过程中摩擦阻力总是存在的，无法使之为零，选项A错误；平衡摩擦力的实质就是让小车的重力的一个分力与摩擦力平衡，选项B正确；平衡摩擦力时不挂钩码，让小车拖动纸带自由运动，调整长木板的倾角，直至所打纸带上的点迹间距均匀为止，选项C错误，D正确。 答案：BD 3．甲、乙、丙、丁四位同学在探究加速度与物体质量和合外力的关系的实验时(使用图4－2－8所示的装置)，设小车质量和车上砝码质量之和为M，砂及砂桶的总质量为m，分别得出如图4－2－9中甲、乙、丙、丁四条图线，其中图甲、乙、丙是a－F图线，图丁是a－图线，则下列说法中正确的是(　　) 图 4－2－8 图 4－2－9 A．甲和乙较好地把握了实验条件M远大于m B．丙和丁没有把握好实验条件M远大于m C．甲同学长木板的倾角太小，而乙同学长木板的倾角太大 D．甲、乙、丙三位同学中，丙较好地完成了平衡摩擦力的操作 解析：因为图像甲和乙中都是直线，说明满足小车质量和车上砝码质量之和M远远大于砂及砂桶的总质量m，图像丙经过坐标原点，说明平衡摩擦力比较到位。 答案：ACD 4．用如图4－2－10所示的装置来探究物体的加速度a与力F、质量m的关系。实验时，小盘和砝码牵引小车，使小车做初速度为零的匀加速运动。 图 4－2－10 (1)此实验中可以不测量加速度的具体值，原因是________________。 (2)通过改变________，就可以改变小车所受的合力。 (3)在探究加速度a与质量m的关系时，应以________为纵坐标、________为横坐标画出图像，这样就能直观地看出a与m的关系。 解析：(1)因为对初速度为零的匀加速运动，有x＝at2，因此在相同时间内，加速度之比等于位移之比，故不用测出加速度的具体值，只需测出位移并求出位移之比，就可以得到加速度之比。 (2)通过改变砝码的数量，就可以改变小车受到的合力。 (3)用图像法探究a与m的关系时，为了能体现它们之间的关系，应以a为纵坐标、为横坐标，或为纵坐标、a为横坐标。 答案：(1)初速度为零的匀加速运动，在相同的时间内，位移与加速度成正比　(2)砝码的数量　(3)a(或)　(或a) 5．如图4－2－11为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置： 图4－2－11 (1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持________不变，用钩码所受的重力作为________，用DIS测小车的加速度。 (2)改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a－F关系图线(如图4－2－12所示)。分析此图线的OA段可得出的实验结论是________________。 此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是(　　) A．小车与轨道之间存在摩擦 B．导轨保持了水平状态 C．所挂钩码的总质量太大图4－2－12 D．所用小车的质量太大 解析：(1)探究加速度与力的关系时，采用控制变量法，保持研究对象即小车的质量不变，实验中为了便于获得对小车施加恒定拉力且容易知道其大小，此拉力用钩码的重力代替。 (2)实验得到的a－F关系图线OA段为过原点的倾斜直线，表明在小车质量一定的情况下，它的加速度与其合外力成正比。 实验中用钩码的重力替代小车受到合外力的前提是钩码的质量远小于小车的质量。若钩码的质量与小车的质量差不多大，则不能得出加速度与合外力成正比的结论，a－F图线也不再是过