《2 实验：探究加速度与力质量的关系》（同步训练）高中物理必修1-苏教版-2024-2025学年

《2实验：探究加速度与力质量的关系》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、在“探究加速度与力质量的关系”实验中，以下哪个器材是用于测量物体加速度的？A、天平B、刻度尺C、秒表D、弹簧测力计2、在实验中，若测得物体的质量为2kg，施加的力为10N，根据牛顿第二定律F=ma，计算物体的加速度a是多少？A、5m/s²B、2m/s²C、1m/s²D、0.5m/s²3、在探究加速度与力、质量关系的实验中，以下哪种做法可能会使实验结果出现较大误差？（）A.力传感器与滑块连接不当B.使用弹簧测力计测量拉力时未校准C.滑块质量测量过程中存在误差D.读取数据时未记录有效数字4、在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，以下哪种情况不会对实验结果产生影响？（）A.滑块在斜面上下滑时，摩擦力对滑块的影响B.滑块质量的变化C.测量滑块加速度时，测量工具的精度D.拉力的方向5、在实验“探究加速度与力质量的关系”中，以下哪个物理量是常量？A.力B.质量C.加速度D.时间6、在实验中，如果质量增加而力保持不变，根据牛顿第二定律，加速度将发生什么变化？A.加速B.减小C.增加D.保持不变7、在“探究加速度与力质量的关系”的实验中，以下哪个装置不适合用来测量加速度？A.滑动小车和光电门B.弹簧秤和打点计时器C.质量传感器和计时器D.水平转盘和打点计时器二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、在“探究加速度与力质量的关系”的实验中，以下哪些因素是实验中的控制变量？A.物体的质量B.物体受到的拉力C.接触面的粗糙程度D.实验环境中的温度2、在进行“探究加速度与力质量的关系”实验时，以下哪些操作是正确的？A.使用刻度尺测量物体的质量B.通过测量物体在力作用下的位移来计算加速度C.保持实验装置水平，避免重力对实验结果的影响D.使用弹簧测力计直接测量物体所受的拉力3、在“探究加速度与力质量的关系”实验中，以下哪些操作或现象有助于减小误差，提高实验结果的准确性？A.使用电子天平而非机械天平来测量质量B.在不同方向上多次测量加速度C.保持实验过程中，力的大小和方向不变D.在实验结束后，立即记录数据E.使用标有刻度的橡皮筋来施加力三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题实验中，学生使用一个弹簧秤、一个滑块和一个打点计时器来探究加速度与力、质量的关系。以下是实验数据：次数施加的力F(N)滑块的质量m(kg)滑块的加速度a(m/s²)12.00.54.023.00.56.034.00.58.042.00.752.753.00.754.264.00.755.6根据上述数据，请完成以下任务：（1）绘制加速度a与施加的力F的关系图。（2）根据实验数据，分析加速度a与施加的力F、滑块的质量m之间的关系。（3）如果滑块的质量增加到1.0kg，保持施加的力不变，预测滑块的加速度将如何变化。第二题实验中，某小组使用不同的质量块和砝码组合，在斜面上进行加速度与力、质量关系的探究实验。他们记录了以下数据：质量（m/kg）拉力（F/N）加速度（a/m·s²）0.22.0100.44.0200.66.0300.88.040请根据上述数据，回答以下问题：（1）根据实验数据，分析加速度与拉力的关系。（2）根据牛顿第二定律，推导出加速度与质量的关系式。（3）根据实验数据和推导出的关系式，计算当质量为0.5kg时，为了使加速度达到15m/s²，所需的拉力大小。第三题实验中，为了探究加速度与力、质量的关系，我们进行了以下实验步骤：用弹簧测力计测量不同质量的物体在相同力作用下的加速度；用弹簧测力计测量相同质量的物体在不同力作用下的加速度；记录实验数据，并绘制相应的图像。假设实验数据如下表所示：质量（kg）力（N）加速度（m/s²）0.2150.314.330.414.250.514.170.614.080.22100.329.670.429.50.529.330.629.17请根据以上实验数据回答以下问题：（1）根据实验数据，分析加速度与质量的关系，并得出结论。（2）根据实验数据，分析加速度与力的关系，并得出结论。（3）结合实验数据和牛顿第二定律，分析加速度与力、质量之间的关系。第四题题目：某物理实验室为了探究加速度与力、质量的关系，进行了一系列实验。实验中，他们使用了以下数据：质量（m/kg）作用力（N）加速度（a/m·s²）210531554205请根据上述数据，回答以下问题：（1）根据实验数据，分析加速度与力的关系。（2）根据实验数据，分析加速度与质量的关系。（3）若实验中增加一个质量为5kg的物体，作用力保持不变，预测该物体的加速度。第五题实验：探究加速度与力质量的关系已知一物体在水平面上受到一个恒力F的作用，通过实验测量得到物体的质量m和加速度a的数据如下表所示：质量（kg）加速度（m/s²）2.01.53.02.254.03.0请根据以上数据，完成以下问题：（1）根据实验数据，判断加速度与力的关系是什么？（2）计算实验中物体所受的恒力F。（3）若将物体的质量增加到5.0kg，请预测物体的加速度会是多少？《2实验：探究加速度与力质量的关系》同步训练及答案解析一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、在“探究加速度与力质量的关系”实验中，以下哪个器材是用于测量物体加速度的？A、天平B、刻度尺C、秒表D、弹簧测力计答案：C解析：在实验中，测量物体加速度通常需要记录物体在一段时间内的位移变化，因此使用秒表来测量时间，结合位移变化来计算加速度。天平用于测量质量，刻度尺用于测量长度，弹簧测力计用于测量力。2、在实验中，若测得物体的质量为2kg，施加的力为10N，根据牛顿第二定律F=ma，计算物体的加速度a是多少？A、5m/s²B、2m/s²C、1m/s²D、0.5m/s²答案：A解析：根据牛顿第二定律F=ma，其中F是力，m是质量，a是加速度。代入已知数值F=10N，m=2kg，得到a=F/m=10N/2kg=5m/s²。因此，物体的加速度是5m/s²。3、在探究加速度与力、质量关系的实验中，以下哪种做法可能会使实验结果出现较大误差？（）A.力传感器与滑块连接不当B.使用弹簧测力计测量拉力时未校准C.滑块质量测量过程中存在误差D.读取数据时未记录有效数字答案：B解析：选项A中，力传感器与滑块连接不当会导致力无法准确传递给滑块，影响加速度的测量；选项B中，使用未校准的弹簧测力计测量拉力会导致测量值不准确，从而影响实验结果；选项C中，滑块质量测量过程中存在误差，会导致计算加速度时质量值不准确；选项D中，未记录有效数字仅影响结果的表达方式，不会影响实验结果的准确性。因此，选项B是可能导致实验结果出现较大误差的做法。4、在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，以下哪种情况不会对实验结果产生影响？（）A.滑块在斜面上下滑时，摩擦力对滑块的影响B.滑块质量的变化C.测量滑块加速度时，测量工具的精度D.拉力的方向答案：C解析：选项A中，摩擦力对滑块的影响会改变滑块的加速度，从而影响实验结果；选项B中，滑块质量的变化会影响加速度的计算，进而影响实验结果；选项C中，测量工具的精度影响的是测量数据的准确性，但不影响加速度与力、质量的关系；选项D中，拉力的方向会影响加速度的方向，从而影响实验结果。因此，选项C不会对实验结果产生影响。5、在实验“探究加速度与力质量的关系”中，以下哪个物理量是常量？A.力B.质量C.加速度D.时间答案：D解析：在这个实验中，我们通常假设施加的力是恒定的，质量也是固定的（或者通过改变其中一个变量来观察另一个变量的变化），因此时间是实验中的常量。加速度是因变量，它会随力和质量的改变而变化。所以正确答案是D。6、在实验中，如果质量增加而力保持不变，根据牛顿第二定律，加速度将发生什么变化？A.加速B.减小C.增加D.保持不变答案：B解析：根据牛顿第二定律，加速度（a）与作用力（F）成正比，与物体的质量（m）成反比，即a=7、在“探究加速度与力质量的关系”的实验中，以下哪个装置不适合用来测量加速度？A.滑动小车和光电门B.弹簧秤和打点计时器C.质量传感器和计时器D.水平转盘和打点计时器答案：D解析：在实验中，为了测量加速度，我们需要能够精确测量物体在力的作用下速度变化的情况。选项A中的滑动小车和光电门可以用来测量小车通过光电门时的速度变化，从而得到加速度。选项B中的弹簧秤可以用来测量力，打点计时器可以记录小车移动的时间，从而计算加速度。选项C中的质量传感器可以用来测量物体的质量，计时器可以记录时间，从而通过牛顿第二定律计算加速度。而选项D中的水平转盘和打点计时器并不适合直接测量物体的加速度，因为水平转盘可能无法提供恒定的力，且无法直接测量物体在水平面上的加速度。因此，D选项不适合用来测量加速度。二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、在“探究加速度与力质量的关系”的实验中，以下哪些因素是实验中的控制变量？A.物体的质量B.物体受到的拉力C.接触面的粗糙程度D.实验环境中的温度答案：B、D解析：在探究加速度与力质量的关系时，为了确保实验结果的准确性，需要控制其他可能影响加速度的因素。物体的质量（A）是实验中被研究的变量之一，不是控制变量。拉力（B）是研究的主要因素之一，也不是控制变量。接触面的粗糙程度（C）和实验环境中的温度（D）可能会影响物体的加速度，因此它们是实验中的控制变量，需要在实验中保持恒定。2、在进行“探究加速度与力质量的关系”实验时，以下哪些操作是正确的？A.使用刻度尺测量物体的质量B.通过测量物体在力作用下的位移来计算加速度C.保持实验装置水平，避免重力对实验结果的影响D.使用弹簧测力计直接测量物体所受的拉力答案：B、C、D解析：在进行“探究加速度与力质量的关系”实验时，正确的操作包括：B.通过测量物体在力作用下的位移和所用时间来计算加速度，这是根据运动学公式v²=u²+2as和a=Δv/Δt得出的。C.保持实验装置水平，这样可以避免重力对实验结果的影响，确保实验中拉力是唯一的作用力。D.使用弹簧测力计直接测量物体所受的拉力，这是为了确保测量力的准确性。而使用刻度尺测量物体的质量（A）虽然也是必要的，但不是题目中提到的操作之一，因此不在正确操作之列。3、在“探究加速度与力质量的关系”实验中，以下哪些操作或现象有助于减小误差，提高实验结果的准确性？A.使用电子天平而非机械天平来测量质量B.在不同方向上多次测量加速度C.保持实验过程中，力的大小和方向不变D.在实验结束后，立即记录数据E.使用标有刻度的橡皮筋来施加力答案：A,B,C解析：A.使用电子天平而非机械天平可以提供更精确的质量测量，从而减少由于质量测量误差带来的影响。B.在不同方向上多次测量加速度可以减少由于测量误差或实验装置本身的偏差带来的影响，提高数据的可靠性。C.保持实验过程中力的大小和方向不变，有助于确保加速度与力的关系的一致性，从而提高实验结果的准确性。D.实验结束后立即记录数据可以避免由于时间延迟导致的数据变化，但这个操作本身并不是减小误差的直接手段。E.使用标有刻度的橡皮筋来施加力，虽然可以提供一个可测量的力，但如果橡皮筋的弹性系数不稳定，可能会导致力的测量不准确，因此不是减小误差的有效方法。三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题实验中，学生使用一个弹簧秤、一个滑块和一个打点计时器来探究加速度与力、质量的关系。以下是实验数据：次数施加的力F(N)滑块的质量m(kg)滑块的加速度a(m/s²)12.00.54.023.00.56.034.00.58.042.00.752.753.00.754.264.00.755.6根据上述数据，请完成以下任务：（1）绘制加速度a与施加的力F的关系图。（2）根据实验数据，分析加速度a与施加的力F、滑块的质量m之间的关系。（3）如果滑块的质量增加到1.0kg，保持施加的力不变，预测滑块的加速度将如何变化。答案：（1）绘制关系图：在坐标系中，以施加的力F为横坐标，加速度a为纵坐标。将每组数据点（F,a）标记在图上，然后连接这些点。（2）加速度a与施加的力F、滑块的质量m之间的关系：从实验数据可以看出，当滑块的质量m固定时，加速度a与施加的力F成正比。即施加的力越大，加速度也越大。（3）预测滑块质量增加到1.0kg时的加速度变化：根据牛顿第二定律F=ma，加速度a与施加的力F成正比，与质量m成反比。如果滑块的质量增加到1.0kg，而施加的力保持不变，那么根据比例关系，加速度a将会减半。因此，如果原来的加速度是4.0m/s²（对应质量0.5kg），那么当质量增加到1.0kg时，加速度将会变为2.0m/s²。解析：（1）关系图的绘制可以帮助我们直观地看到加速度a与施加的力F之间的线性关系。（2）通过分析实验数据，我们可以得出加速度a与施加的力F成正比，这是因为根据牛顿第二定律，加速度是力和质量的比值。（3）预测滑块质量变化对加速度的影响时，我们应用了牛顿第二定律的基本原理，即加速度与施加的力成正比，与质量成反比。第二题实验中，某小组使用不同的质量块和砝码组合，在斜面上进行加速度与力、质量关系的探究实验。他们记录了以下数据：质量（m/kg）拉力（F/N）加速度（a/m·s²）0.22.0100.44.0200.66.0300.88.040请根据上述数据，回答以下问题：（1）根据实验数据，分析加速度与拉力的关系。（2）根据牛顿第二定律，推导出加速度与质量的关系式。（3）根据实验数据和推导出的关系式，计算当质量为0.5kg时，为了使加速度达到15m/s²，所需的拉力大小。答案：（1）根据实验数据，可以看出当质量一定时，加速度与拉力成正比。即拉力越大，加速度也越大。（2）根据牛顿第二定律，力F等于质量m乘以加速度a，即F=ma。由此可得，加速度a与力F成正比，与质量m成反比。（3）当质量m为0.5kg时，根据牛顿第二定律F=ma，代入加速度a=15m/s²和质量m=0.5kg，得到所需的拉力F：F=m*aF=0.5kg*15m/s²F=7.5N解析：（1）通过观察实验数据，我们可以发现当质量保持不变时，加速度随着拉力的增加而增加，且加速度与拉力的比值保持恒定。这符合牛顿第二定律中力与加速度的关系。（2）牛顿第二定律F=ma表明，物体所受的合外力等于物体的质量与加速度的乘积。由此可以推导出加速度与力成正比，与质量成反比。（3）在计算所需的拉力时，我们直接将质量m和加速度a的值代入牛顿第二定律的公式中，得到所需的拉力F。在本题中，当质量为0.5kg，加速度为15m/s²时，所需的拉力为7.5N。第三题实验中，为了探究加速度与力、质量的关系，我们进行了以下实验步骤：用弹簧测力计测量不同质量的物体在相同力作用下的加速度；用弹簧测力计测量相同质量的物体在不同力作用下的加速度；记录实验数据，并绘制相应的图像。假设实验数据如下表所示：质量（kg）力（N）加速度（m/s²）0.2150.314.330.414.250.514.170.614.080.22100.329.670.429.50.529.330.629.17请根据以上实验数据回答以下问题：（1）根据实验数据，分析加速度与质量的关系，并得出结论。（2）根据实验数据，分析加速度与力的关系，并得出结论。（3）结合实验数据和牛顿第二定律，分析加速度与力、质量之间的关系。答案：（1）分析加速度与质量的关系：观察表格中质量为0.2kg、0.3kg、0.4kg、0.5kg、0.6kg时对应的加速度，可以发现，在相同的力作用下，物体的质量越大，加速度越小。这表明加速度与质量成反比关系。结论：在相同的力作用下，加速度与质量成反比。（2）分析加速度与力的关系：观察表格中力为1N、2N时对应的加速度，可以发现，在相同的质量下，作用力越大，加速度也越大。这表明加速度与力成正比关系。结论：在相同的质量下，加速度与力成正比。（3）结合实验数据和牛顿第二定律，分析加速度与力、质量之间的关系：根据牛顿第二定律，F=ma，其中F为作用力，m为物体的质量，a为加速度。由实验数据可知，在相同的力作用下，加速度与质量成反比；在相同的质量下，加速度与力成正比。因此，可以得出结论：加速度与力、质量之间存在如下关系：加速度=力/质量这表明，加速度是力与质量的比值。当力增大时，加速度也增大；当质量增大时，加速度减小。第四题题目：某物理实验室为了探究加速度与力、质量的关系，进行了一系列实验。实验中，他们使用了以下数据：质量（m/kg）作用力（N）加速度（a/m·s²）210531554205请根据上述数据，回答以下问题：（1）根据实验数据，分析加速度与力的关系。（2）根据实验数据，分析加速度与质量的关系。（3）若实验中增加一个质量为5kg的物体，作用力保持不变，预测该物体的加速度。答案：（1）根据实验数据，我们可以看出，当质量一定时，加速度与作用力成正比。即随着作用力的增加，加速度也保持相同的比例增加。（2）根据实验数据，我们可以看出，当作用力一定时，加速度与质量成反比。即随着质量的增加，加速度以相同的比例减小。（3）若实验中增加一个质量为5kg的物体，作用力保持不变，我们可以使用牛顿第二定律F=ma来预测该物体的加速度。由于作用力F保持不变，我们可以先计算总质量，然后根据牛顿第二定律计算加速度。总质量=原始质量+新增质量=2kg+3kg+4kg+5kg=14kg作用力F=20N（根据表中数据，当质量为4kg时，作用力为20N）根据牛顿第二定律F=ma，我们可以得到加速度a：a=F/总质量=20N/14kg≈1.43m/s²解析：（1）通过观察实验数据，我们可以发现，在质量一定的情况下，作用力增加，加速度也相应增加，且增加的比例相同。这说明加速度