《实验探究加速度与力质量的关系》课后练习【解析版】

《实验：探究加速度与力、质量的关系》课后练习参考答案与解析一．选择题1．在下列学生分组实验中，利用控制变量思想进行研究的是（）A．研究平抛运动 B．探究求合力的方法 C．探究功与速度变化的关系 D．探究加速度与力、质量的关系解：研究平抛运动利用了等效替代的思想，探究求合力的方法用到了等效替代的思想，探究功与速度变化的关系用到了等效替代的思想，探究探究加速度与力、质量的关系实验中，采用了控制变量法的思想，故D正确，ABC错误。故选：D。2．利用图示装置探究加速度与力、质量的关系，下列说法正确的是（）A．打点计时器应固定在靠近定滑轮的位置 B．需要用天平测出小车的质量 C．平衡摩擦力时，应将砝码盘用细绳系在小车上 D．小车加速运动时，细绳对小车的拉力等于砝码和砝码盘的总重力解：A、若打点计时器固定在滑轮的位置，则纸带就没有运动的空间，因此打点计时器应固定没有滑轮的另一侧；故A错误；B、当拉力一定时，改变小车的质量，测量加速度，所以小车质量是必测的，故B正确；C、平衡摩擦力时应将砝码及盘均取下，垫高平板的一端让小车恰能在斜板上做匀速直线运动，故C错误；D、小车加速，同样砝码也向下做加速运动，属失重，绳子拉力小于砝码的重力，故D错误。故选：B。3．利用图示装置探究加速度与力、质量的关系，下列说法正确的是（）A．打点计时器应固定在靠近定滑轮的位置 B．需要用天平测出小车的质量 C．平衡摩擦力时，应将砝码盘用细绳系在小车上 D．小车加速运动时，细绳对小车的拉力等于砝码和砝码盘的总重力解：A、若打点计时器固定在滑轮的位置，则纸带就没有运动的空间，因此打点计时器应固定没有滑轮的另一侧；故A错误；B、当拉力一定时，改变小车的质量，测量加速度，所以小车质量是必测的，故B正确；C、平衡摩擦力时应将砝码及盘均取下，垫高平板的一端让小车恰能在斜板上做匀速直线运动，故C错误；D、小车加速，同样砝码也向下做加速运动，属失重，绳子拉力小于砝码的重力，故D错误。故选：B。4．利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系，下列说法中正确的是（）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，研究加速度与力的关系；再保持小车质量不变，研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，研究加速度与力的关系；再保持小车受力不变，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系解：A、保持小车的拉力不变，此时只能探究加速度与小车质量的关系，故A错误；B、保持小车的质量不变，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、保持小车所受拉力不变，研究加速度与质量关系；保持小车质量不变，研究加速度与力的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系。故C错误，D正确；故选：D。5．如图为“探究a和m，F的关系”的实验装置，小车的质量为m1，小盘（及砝码）的质量为m2，下列说法正确的是（）A．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力 B．实验时应先释放小车后接通电源 C．本实验m2应远大于m1 D．在用图象探究加速度与质量关系时，应用a﹣图象解：A、平衡摩擦力，假设木板倾角为θ，则有：f＝mgsinθ＝μmgcosθ，m约掉了，故不需要重新平衡摩擦力。故A错误。B、实验时应先接通电源后释放小车，故B错误。C、让小车的质量远远大于小盘（及砝码）的质量，因为：际上绳子的拉力F＝m1a＝，故应该是m2＜＜m1，故C错误；D、为了减少实验误差，在用图象探究加速度与质量关系时，应用a﹣图象，故D正确。故选：D。6．“探究加速度与力、质量的关系”实验装置如图所示，为研究加速度a与力F之间的关系，下列说法正确的是（）A．需保持盘和砝码质量不变 B．需保持小车质量不变 C．盘和砝码的重力一定与小车受到的拉力大小相等 D．处理数据时，作出图象能直观判断a与F之间的关系解：A、研究加速度a与力F的关系，需保证小车的质量不变，故A错误，B正确。C、实验中，由于盘和砝码向下做加速运动，盘和砝码的重力大于绳子的拉力。为了保证盘和砝码的重力等于绳子的拉力，需使盘和砝码的质量远小于小车的质量，故C错误。D、处理数据时，研究a与F的关系，应作a﹣F图线，故D错误。故选：B。7．如图甲所示，物体原来静止在水平面上，用一水平力F拉物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，物体先静止后做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图乙所示。根据图乙中所标出的数据可计算出（g取10m/s2）（）A．物体的质量为1kg B．物体的质量为2.5kg C．物体与水平面间的动摩擦因数为0.3 D．物体与水平面间的动摩擦因数为0.5解：物体受重力、地面的支持力、向右的拉力和向左的摩擦力，根据牛顿第二定律得：F﹣μmg＝ma，解得：a＝﹣μg，由a与F图线，得到：0.5＝﹣10μ①，4＝﹣10μ②，①②联立得，m＝2Kg，μ＝0.3则C正确，ABD错误故选：C。8．物体A、B、C均静止在同一水平面上，它们的质量分别为mA、mB、mC，与水平面的动摩擦因力F的关系图线如图所对应的直线甲、乙、丙所示，甲、乙直线平行，则以下说法正确的是（）①μA＜μBmA＝mB②μB＞μCmB＞mC③μB＝μCmB＞mC④μA＜μCmA＜mC．A．①② B．②④ C．③④ D．①④解：根据牛顿第二定律得F﹣μmg＝ma得a＝根据数学知识得知，a﹣F图象的斜率k＝，由图象看出，甲乙的斜率相等，大于丙的斜率，则mA＝mB＜mC。当F＝0时，a＝﹣μg，则根据图象看出，μA＜μB＝μC。故D正确，A、B、C错误。故选：D。二．多选题9．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，下列说法中正确的是（）A．长木板的一端必须垫高，使未挂砝码盘的小车拖着纸带恰能在木板上做匀速运动B．悬挂的砝码和砝码盘的总质量一定要远小于小车的总质量 C．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行 D．小车应靠近打点计时器，先释放小车，后接通电源解：在做“探究加速度与力、质量的关系”实验前，先要做一些辅助工作，A、平衡摩擦力，即先把长木板的一端必须垫高，使未挂砝码盘的小车拖着纸带恰能在木板上做匀速运，选项A正确；B、为了使拉力等于钩码的重力，必须使钩码的质量远小于小车的质量，故选项B正确；C、细线要与木板平行，否则合力是变化的，选项C正确；D、凡涉打点计时器的步骤，是先通电再释放物体，故选项D错误。故选：ABC。10．在”探究加速度与力、质量的关系”实验中：甲、乙两个实验小组在探究加速度与力的关系时得到如图所示的甲、乙两个关系图象，关于甲、乙两组实验结果的分析，正确的是（）A．甲小组过多地平衡了摩擦力 B．甲小组未平衡或未完全平衡摩擦力 C．乙小组过多地平衡了摩擦力 D．乙小组未平衡或未完全平衡摩擦力解：AB、由两个图象可以知道：甲图中当拉力不为零时，小车却有了加速度，所以甲图对应的是木板太陡了，过多地平衡了摩擦力，选项A正确，选项B错误；B、图乙中当有拉力时，小车却没有加速，则是平衡不够，即木板太平缓了，选项C错误，选项D正确。故选：AD。11．两物体A、B静止于同一水平面上，与水平面间的动摩擦因数分别为μA、μB，它们的质量分别为mA、mB，用平行于水平面的力F拉动物体A、B，所得加速度a与拉力F的关系如图中的A、B直线所示，则（）A．mA＞mB B．mA＜mB C．μA＜μB D．μA＞μB解：对质量为M的物体受力分析，假定动摩擦因数为μ，根据牛顿第二定律，有：F﹣μmg＝ma解得：a＝﹣μg，AB、由a与F关系图象的斜率表示质量的倒数，故mA＜mB，故A错误，B正确；CD、从图象可以看出纵轴截距用表示﹣μg表示，故μA＞μB；故C错误，D正确；故选：BD。12．静止在粗糙水平面上的物体，受到水平拉力F的作用，在F从20N开始逐渐增大到40N的过程中，加速度a随拉力F变化的图象如图所示，由此可以计算出（g＝10m/s2）（）A．物体的质量 B．物体与水平面间的动摩擦因数 C．物体的最终速度 D．加速度为2m/s2时物体的速度解：ABC、当F＞20N时，根据牛顿第二定律：F﹣f＝ma得：a＝﹣+则由数学知识知图象的斜率为：k＝由图得：k＝＝，可得物体的质量为5kg。将F＝20N时a＝1m/s2，代入F﹣f＝ma得物体受到的摩擦力为：f＝15N由f＝μFN＝μmg可得物体的动摩擦因数μ，故ABC正确。D、因为图象只给出作用力与加速度的对应关系，且物体做加速度逐渐增大的加速运动，因没有时间，故无法算得物体的加速度为2m/s2时物体的速度，故D错误。故选：ABC。三．实验题13．为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图甲所示的实验装置。其中带滑轮的小车的质量为M，砂和砂桶的质量为m。（滑轮质量不计）①下列实验步骤中时，实验时一定要进行的操作是BC。A．用天平测出砂和砂桶的质量B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M，该同学在实验中得到如图乙所示的②该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带（两相邻计数点间还有四个点），测得：x1＝1.40cm，x2＝1.90cm，x3＝2.38cm，x4＝2.88cm，x5＝3.39cm，x6＝3.87cm．小车加速度的大小是0.50m/s2．已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电（结果保留两位有效数字）。f以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，作出的a﹣F图象是一条直线，如图丙所示，图线与横轴的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为D。A．B．C．kD．解：①A、本实验中拉力可以由弹簧测力计测出，故不需要测出砂和砂桶的质量，也不需要使砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，故AD错误；B、弹簧测力计测出拉力，从而得到小车受到的合外力，故需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确；C、打点计时器使用时，应先接通电源，再释放小车，该实验探究质量一定时加速度与力的关系，要记录弹簧测力计的示数，故C正确；故选：BC。②由于两相邻计数点间还有四个点，则相邻计数点的时间间隔为T＝5×0.02s＝0.1s，根据逐差法可知，物体的加速度a＝＝0.50m/s2；③在平衡摩擦力的前提下，小车的受到的合外力为2F，根据牛顿第二定律有a＝，则有k＝，可得小车的质量为M＝，故D正确，ABC错误。故选：D。故答案为：①BC，②0.50，③D14．用如图甲所示的装置探究加速度与力和质量的关系，带滑轮的长木板和弹簧测力计均水平固定。（1）如图乙所示是一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6七个计数点，用刻度尺量出1、2、3、4、5、6点到O点的距离分别为1.40cm、3.55cm、6.45cm、10.15cm、14.55cm、19.70cm。由纸带数据计算可得小车的加速度大小a＝0.756m/s2．（结果保留三位有效