高中物理巩固练习实验探究加速度与力质量的关系

【巩固练习】一、选择题：1．如图所示是根据探究加速度与力的关系的实验数据描绘的a-F图象，下列说法正确的是()A．三条倾斜直线所对应的小车和砝码的质量相同B．三条倾斜直线所对应的小车和砝码的质量不同C．直线1所对应的小车和砝码的质量最大D．直线3所对应的小车和砝码的质量最大2．如图所示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3．在“探究加速度与力、质量关系”的实验中：某小组的几位同学在讨论制定实验方案时分别提出以下几点意见，你认为不正确的是（）A．实验中一定要测出加速度的具体数值B．实验中也可不测加速度的具体数值，只要测出不同情况下加速度的比值就行了C．若要验证“加速度与力的平方成正比”这一猜想，在作图线时最好以F2为横坐标D．不管是在探究加速度与力的关系时还是在探究加速度与质量关系时，所要测量的物理量都是3个4．在《探究加速度与力、质量的关系》实验中，要采用控制变量法来进行研究，实验装置如图所示。在实验中，要把平板右端垫高一些，以平衡摩擦力，使小车受到合力等于绳对小车的拉力，且认为绳的拉力等于砂和桶的总重力mg。（小车的总质量为M，重力加速度为g）对于本实验，以下说法中正确的是（）A．砂和桶的总质量m要远大于小车的总质量MB．每次改变小车质量后，需要重新平衡摩擦力C．小车的加速度可用a=mg/M求解D．为了形象直观探究小车加速度a与小车总质量M的关系，应做出a–1/M图象纸带纸带小车电源插头电火花计时器5、（2015枣庄市期末考）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．则下列说法中正确的是（） A． 本实验主要采用控制变量的方法来研究加速度与力、质量的关系 B． 在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量 C． 在探究加速度与质量的关系时作出图象容易更直观判断出二者间的关系 D． 无论在什么条件下，细线对小车的拉力大小总等于砝码盘和砝码的总重力大小．6、（2015临忻市期末考）在“探究加速度与力的关系”时，采用如图所示的实验装置．为消除摩擦力的影响，实验前必须平衡摩擦力．小王同学为平衡摩擦力这样操作：将小车静止地放水平长木板上，然后把木板不带滑轮的一端垫高，直至小车沿木板向下滑动，然后保持小车的质量不变，改变小桶中砝码的质量（但保证小桶和砝码的总质量始终远远小于小车的质量），从而改变对小车的拉力F，得到的a﹣F图线是图中的（） A． B． C． D． 7、（2016金坛市校级模拟）“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示．实验中，为使小车运动时所受的拉力近似等于盘和重物的总重力，则盘和重物的总质量m与小车的质量M应满足的关系是（）A．m远大于M B．m远小于M C．m略大于M D．m略小于M8、（2016徐州模拟）“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示，下列说法正确的是（）A．打点计时器应使用低压直流电源B．应将木板左端适当垫高平衡小车受到的摩擦力C．释放小车的同时接通打点计时器的电源D．应尽量保证小车的总质量远大于沙和桶的总质量二、解答题：1、（2015泰安市期末考）为了探究加速度与力的关系，某同学设计了如图1所示的实验装置，带滑轮的长木板水平放置．①在该实验中必须采用控制变量法，应保持不变；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2所示）。②分析此图线，CA段不过原点的可能原因是：③此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是（）A．所挂钩码的总质量太大B．所用木块的质量太大C．导轨保持了水平状态D．木块与导轨之间存在摩擦．2．在探究加速度与物体质量、物体受力的关系的实验中，得到下边的图象，图线A的产生原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；图线B的产生原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。为使实验成功，对A的调整方法是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，对B的调整方法是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。3．在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中，某小组设计了如图甲所示的实验装置，图中上下两层水平轨道表面光滑。两小车前端系上细线，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，然后同时停止。控制装置控制装置细线小车I小车II滑轮砝码与砝码盘甲01222324ABcm乙（1）在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使_______________________________；在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量_________小车的质量。（选填“远大于”、“远小于”、“等于”）（2）本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能这样比较，是因为______________________________________。（3）在第1次实验中小车I从图乙中的A点运动到B点，其运行的距离为cm。4．实验室给同学们提供了如下实验器材：滑轮小车、小木块、长木板、秒表、砝码、弹簧秤、直尺，要求同学们用它们来他们来探究加速度与力、质量之间的关系。（1）实验中因涉及的物理量较多，须采用控制变量的方法来完成该实验，即：先保持______不变，验证物体_________越小加速度越大；再保持__________不变，验证物体_______越大，加速度越大。（2）某同学的做法是：将长木板的一端放在小木块上构成一斜面，用小木块改变斜面的倾角，保持滑轮小车的质量不变，让小车沿不同倾角的斜面由顶端无初速释放，用秒表记录小车滑到底端的时间。试回答下列问题：①改变斜面倾角的目的是__________________________________________________；②用秒表记录小车下滑相同距离（从斜面顶端到底端）所花的时间，而不是记录下滑相同时间所对应的下滑距离，这样做的好处是________________________________________。（3）利用打点计时器来记录滑轮小车的运动情况。某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了O、A、B、C、D、E、F共7个计数点（图中每相邻两个记数点间还有四个打点记时器打下的点未画出），打点计时器接的是50HZ的低压交流电源。他将一把毫米刻度尺放在纸上，其零刻度和记数点O对齐。0012345678910cmOABCDEF①下表是某同学从刻度尺上直接读取数据的记录表，其中最后两栏他未完成，请你帮他完成线段OA………数据（cm）…………②由以上数据可计算出打点计时器在打A、B、C、D、E各点时物体的速度，其中打E点的速度vE=________m/s（取三位有效数字）③如某同学已求得A、B、C、D四点的瞬时速度分别为0.078m/s、0.12m/s、0.16m/s、0.20m/s。试根据以上数据和你求得的E点速度在下面所给的坐标中，作出v-t图象。要求标明坐标及其单位，坐标的标度值（即以多少小格为一个单位）大小要取得合适，使作图和读数方便，并尽量充分利用坐标纸。从图象中求得物体的加速度a=______m/s2（取两位有效数字）。④若交流电的频率略大于50Hz，测得的加速度比真实值______。（填“偏小”或“偏大””）5.为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图所示)．实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力．(1)往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车________(填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点．(2)从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表：请根据实验数据作出小车的v-t图象．(3)通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增大，小车所受的空气阻力将变大．你是否同意他的观点?请根据v-t图象简要阐述理由．【答案与解析】一、选择题：1．B、C、D解析：平衡摩擦力时，不能把砝码盘通过定滑轮拴在小车上，应只让小车连着纸带，在木板上做匀速运动即可．2．D解析：探究加速度与力、质量的关系时，先使质量不变，研究加速度与力的关系；再使受力不变，研究加速度与质量的关系，最后总结出加速度与力、质量的关系．所以，只有选项D正确．3．AD解析：实验中也可不测加速度的具体数值，测出不同情况下加速度的比值也行；在探究加速度与力的关系时还是在探究加速度与质量关系时，所需测量的只有两个量。4．CD解析：砂和桶的总质量m要远小于小车的总质量M，只有在这种情况下，才能用砂和桶的总重力认为等于绳的拉力。平衡摩擦力后，根据，两边都有质量可以相消，也就是说与质量大小没有关系，因此，每次改变小车质量后，不需要重新平衡摩擦力。5、ACA、在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，需先控制一个物理量不变，研究另外两个物理量的关系，该方法为控制变量法．故A正确．B、在探究加速度与外力的关系时，用保持小车的质量不变，改变砝码盘和砝码的总质量．故B错误．C、在探究加速度与质量的关系时作出图象容易更直观判断出二者间的关系，故C正确．D、在小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，细线的拉力等于砝码盘和砝码的总重力大小．故D错误．故选：AC．6、A解析：当小车上还没有挂砂和砂桶时，小车应该就已经有加速度了，由于平衡摩擦力过度，因此图象在纵轴上有截距．故A正确，B、C、D错误．故选：A．7、B解析：以整体为研究对象，根据牛顿第二定律有：，解得：，以M为研究对象，得绳子的拉力为：显然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力．故选：B．8、D解析：A、打点计时器应使用低压交流电源，故A错误；B、应将木板右端适当垫高平衡小车受到的摩擦力．故B错误．C、实验时应先接通电源后释放小车，故C错误；D、让小车的质量m1远远大于沙和桶的总质量m2，因为：际上绳子的拉力F=，故应该是：m2＜＜m1，即实验中应满足沙和桶的总质量远小于小车的质量，故D正确．故选：D．二、解答题：1、（1）木块质量；（2）①未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；②A解析：（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持木块质量不变；（2）①当拉力F已经不为零时，木块仍然没有产生加速度，故原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；②此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是不再满足钩码的质量远远小于小木块的质量，即所挂钩码的总质量太大；