2024-2025学年新教材高中物理课时分层作业16加速度与力质量之间的关系含解析粤教版必修第一册

PAGE5-加速度与力、质量之间的关系(建议用时：25分钟)1.(多选)如图所示是依据探究加速度与力的关系的试验数据描绘的a­F图像，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BD[由图像知F相同时，对应的加速度大小a1＞a2＞a3，依据F相同时，加速度与质量成反比，所以m1＜m2＜m3，故选B、D.]2．物体放在足够长的光滑木板一端，在将木板一端缓慢抬起的过程中，物体的加速度将()A．不变 B．增大C．减小 D．先变大后变小B[物体受重力和支持力的作用，合力沿木板平面对下，在将木板缓慢抬起的过程中，物体质量不变，合外力渐渐增大，加速度渐渐增大．]3．在利用气垫导轨定量探究加速度a与外力F的关系的试验中，由于摩擦力的影响特别小，提高了试验水平．试验中下列做法不符合要求的是()A．保持滑块的质量不变B．保持轨道水平，在细绳的一端挂上不同质量的钩码，通过滑轮对滑块施加不同拉力C．确定滑块起先的一段位移，用秒表记录对应的时间，利用eq\f(2s,t2)计算加速度D．利用相距某段距离的两个光电门，记录遮光条经过的时间，计算加速度C[用光电门记录遮光时间求出v1、v2利用veq\o\al(2,2)－veq\o\al(2,1)＝2as求加速度a更精确．而秒表计时误差较大，所以不合适．]4.利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系，得到质量相等的两辆小车的试验数据如下表所示：小车编号F/Ns/cm10.15020.299.5(1)从以上两组数据中可以得出加速度a1与a2之比为多少？(2)从试验的结果得出什么结论？[解析]由eq\f(a1,a2)＝eq\f(s1,s2)可得eq\f(a1,a2)≈eq\f(1,2)，由表中数据可得eq\f(F1,F2)＝eq\f(1,2)，由此可知物体受到的合外力越大，加速度越大．[答案](1)eq\f(1,2)(2)当物体的质量保持不变时，物体受到的合外力越大，产生的加速度越大．5．一同学在“探究加速度与质量的关系”试验中保持拉力不变，得到了小车加速度随质量改变的一组数据，如下表所示．试验序号加速度a/(m·s－2)小车与砝码总质量m/kg小车与砝码总质量的倒数m－1/(kg－1)10.290.205.020.250.254.030.220.303.340.180.352.950.160.402.5(1)请你在如图所示的方格纸中建立合适的坐标，并画出能直观反映出加速度与质量关系的图线．(2)由图线可知F肯定时，a与m成________关系．[解析]由数据揣测a与eq\f(1,m)成正比关系，建立a­eq\f(1,m)坐标进行描点连线．由图线可知a­eq\f(1,m)图线为过原点的直线，故F肯定时，a与eq\f(1,m)成正比，即a与m成反比关系．[答案](1)见解析图(2)反比6．某同学利用图(a)所示试验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图(b)所示．试验中小车(含放射器)的质量为200g，试验时选择了不行伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到．回答下列问题：(a)(b)(1)依据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成________(选填“线性”或“非线性”)关系．(2)由图(b)可知，a­m图线不经过原点，可能的缘由是____________.(3)若利用本试验装置来验证“在小车质量不变的状况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并干脆以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则试验中应实行的改进措施是_______________________________________，钩码的质量应满意的条件是_____________________________________．[解析]这是探究小车加速度与钩码质量的关系，所以该试验必需平衡摩擦力，并且要保证钩码的质量远小于小车的质量．(1)由图像可知小车的加速度与钩码的质量成非线性关系．(2)a­m图线不经过原点，在m轴上有截距，即挂上小钩码后小车加速度仍为零，可能的缘由是未平衡摩擦力．(3)本试验干脆以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则应实行的措施是调整轨道的倾斜度以平衡摩擦力，钩码的质量应满意的条件是远小于小车的质量．[答案](1)非线性(2)未平衡摩擦力(3)调整轨道的倾斜度以平衡摩擦力远小于小车的质量7.某物理课外小组利用图(a)中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系．图中，置于试验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码．本试验中可用的钩码共有N＝5个，每个质量均为0.010kg.试验步骤如下：(a)(1)将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑．(2)将n(依次取n＝1,2,3,4,5)个钩码挂在轻绳右端，其余(N－n)个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行．释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制s­t图像，经数据处理后可得到相应的加速度a.(3)对应于不同的n的a值见下表．n＝2时的s­t图像如图(b)所示；由图(b)求出此时小车的加速度(保留2位有效数字)，将结果填入下表．n12345a/(m·s－2)0.200.580.781.00(b)(4)利用表中的数据在图(c)中补齐数据点，并作出a­n图线．从图线可以看出：当物体质量肯定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比．(c)(5)若以“保持木板水平”来代替步骤(1)，下列说法正确的是________(填入正确选项前的标号)．A．a­n图线不再是直线B．a­n图线仍是直线，但该直线不过原点C．a­n图线仍是直线，但该直线的斜率变大[解析](3)依据题图(b)可知，当t＝2.00s时，位移s＝0.78m，由s＝eq\f(1,2)at2，得加速度a＝eq\f(