2024-2025年高一物理人教必修一同步备课练习讲义4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系（备作业）（解析版）.docx

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4.2实验：探究加速度与力、质量的关系（解析版）

一、单选题（本大题共5小题）

1.[容易]如图所示，在探究牛顿第二定律的演示实验中，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

A.当m1=m2、F1=2F2时，x1=2x2

B.当m1=m2、F1=2

【答案】A

【解析】

A、当m1=m2、F1=2F2时，由F=ma可知，a1=2a2，由x=12at2可得：x1=2x

2.[容易]某学生做“验证牛顿第二定律”的实验在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高使得倾角偏大，则他所得到的a-F图线是图中的(图中a为小车的加速度，F是细线对车的拉力)(

A. B.

C. D.

【答案】C

【解析】

平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大，过平衡摩擦力，小车受到的合力大于重物的重力，不加拉力时，小车已经具有一定的加速度，a-F图象在a轴上有截距，由图1所示图象可知，C正确；

故选：C。

验证牛顿第二定律实验时要平衡摩擦力，不平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，小车受到的合力小于重物的重力，a-F图象在F轴上有截距；过平衡摩擦力，小车受到的合力大于重物重力，a-F

3.[较易]在验证牛顿第二定律实验中，(1)某组同学用如图甲所示装置，采用控制变量的方法，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到的力的关系．下列措施中不需要和不正确的是(????)

①首先要平衡摩擦力，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力

②平衡摩擦力的方法就是，在塑料小桶中添加砝码，使小车能匀速滑动

③每次改变拉小车的拉力后都需要重新平衡摩擦力

④实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力

⑤实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源

A.①③⑤ B.②③⑤ C.③④⑤ D.②④⑤

【答案】B

【解析】

①实验时首先要平衡摩擦力，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力，故①正确；

②平衡摩擦力的方法就是，小车与纸带相连，小车前面不挂小桶，把小车放在斜面上给小车一个初速度，看小车能否做匀速直线运动，故②错误；

③每次改变拉小车的拉力后都不需要重新平衡摩擦力，故③错误；????

④实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力是正确的，故④正确；

⑤实验中应先接通电源，后放开小车，故⑤错误；

本题选不需要和不正确的是故选：B。

探究加速度与力的关系实验时，需要平衡摩擦力，平衡摩擦力时，要求小车在无动力的情况下平衡摩擦力，不需要挂任何东西．平衡摩擦力时，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsinθ=μmgcosθ，可以约掉

4.[一般]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

【答案】C

【解析】

在验证牛顿第二定律的实验中，使得砂和小桶的重力等于小车的合力，需平衡摩擦力，平衡摩擦力时，不挂砂和小桶，小车后面需连接纸带；因为小车做加速运动，桶和砂的重力不等于绳子的拉力，需保持小车和砝码的质量远大于砂和小桶的质量。

本题考查验证牛顿第二定律实验中的注意事项，只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，而实验步骤，实验数据的处理都与实验原理有关，故要加强对实验原理的学习和掌握，这样才能准确掌握应如何才能减少实验误差。

【解答】

A.实验应保证细线拉力为小车所受合力，故小车的细线与木板平行，故A正确；

B.根据牛顿第二定律得，以整体为研究对象有mg=(m+M)a，解得：a=mgM+m.则绳子的拉力F=mMgm+M，当m远小于M，即砂和小桶的质量远小于小车和砝码的质量时，绳子的拉力等于砂和小桶的重力，故B正确；

C.的拉力平衡摩擦力时，不需挂砂和小桶，但小车后面必须与纸带相连，因为运动过程中纸带受到阻力，故C不正确；

D.为了充分利用纸带，小车应紧靠打点计时器，先接通电源再释放小车，故D正确。

5.[困难]如图所小，在“验证牛顿运动定律”的实验中，为平衡摩擦力，需要反复移动垫在长木板一端木块的位置，直到连接小车的纸带上打出的相邻两点间的距离相等、则下列说法正确的是

A.平衡摩擦力时，小车需要用细线挂上未装砂的小桶

B.平衡摩擦力时，小车需要用细线挂上装砂的小桶

C.换另一辆小车重做实验时，不需要重新平衡摩擦力

D.换另一辆小车重做实验时，需要重新半衡摩擦力

【答案】C

【解析】

本题主要是考查验证