物理必修 第一册第二节 加速度与力、质量之间的关系巩固练习

这是一份物理必修 第一册第二节 加速度与力、质量之间的关系巩固练习，共5页。


A．移动木块，使挂沙桶的小车在斜面上匀速运动
B．移动木块，使不挂沙桶的小车在斜面上匀速运动
C．移动木块，使挂沙桶的小车在斜面上静止
D．移动木块，使不挂沙桶的小车在斜面上静止
解析：选B 在平衡摩擦力时不应挂沙桶，但是要连纸带，调节斜面的倾角，即移动木块，给小车一个初速度，使小车做匀速直线运动即可，故选项B正确，A、C、D错误。
2．在做“探究加速度与力、质量的关系”实验中，
(1)下列仪器需要用到的是________；
(2)下列说法正确的是________；
A．先释放纸带再接通电源
B．拉小车的细线应尽可能与长木板平行
C．纸带与小车相连端的点迹较稀疏
D．轻推小车，拖着纸带的小车能够匀速下滑，说明摩擦力已被平衡
(3)如图所示是实验时打出的一条纸带，A、B、C、D…为每隔4个点取的计数点，据此纸带可知小车在D点的速度大小为________m/s(小数点后保留两位)。
解析：(1)本实验通过纸带打点分析求解物体的加速度，利用控制变量法，通过改变小车或重物的质量，从而探究加速度与力、质量的关系，所以选择仪器A、D。
(2)实验时应先接通打点计时器电源，后释放小车，为了保证细线拉力不被分解，所以细线要尽可能与木板平行，所以选项A错误、B正确；小车刚开始运动时速度较小，所以纸带与小车相连端的点迹较密，选项C错误；拖着纸带的小车能够匀速下滑，说明恰好平衡摩擦力，选项D正确。
(3)根据vD＝eq \f(sCE,2t)＝eq \f(4.10×10－2 m,2×0.1 s)＝0.205 m/s，保留小数点后两位，所以答案为0.21 m/s。
答案：(1)AD (2)BD (3)0.21
3．如图所示是“探究加速度与力、质量的关系”实验装置：
(1)下图是实验时平衡阻力的情形，其中正确的是______(选填字母)。
(2)在平衡阻力后，当小车总质量________(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)小盘及盘内物体的总质量时，小车运动时所受的拉力大小近似等于小盘及盘内物体的总重力大小。实验时可通过增减小盘中____________(选填“50 g钩码”“ 1 g砝码”)的个数来改变拉力的大小。
解析：(1)平衡阻力时，小车前面不能挂有重物，小车后面要连接纸带，纸带要穿过打点计时器，故C正确。
(2)为减小误差，小车总质量要远大于小盘及盘内物体的总质量；实验时应通过增减 1 g砝码的个数来改变拉力的大小。
答案：(1)C (2)远大于 1 g砝码
4．在探究加速度与力、质量的关系实验中，某小组设计了如图所示的实验装置。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。
(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________(选填“远大于”“远小于”或“等于”)小车的质量。
(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
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)拉小车的细线要与轨道平行。只有在砝码盘和砝码的总质量远小于小车质量时，才能认为砝码盘和砝码的总重力等于细线拉小车的力。
(2)对初速度为零的匀加速直线运动，运动时间相同时，根据s＝eq \f(1,2)at2，得eq \f(a1,a2)＝eq \f(s1,s2)，所以能用位移来比较加速度大小。
答案：(1)细线与轨道平行(或细线水平) 远小于 (2)两小车从静止开始做匀加速直线运动，且两小车的运动时间相等
5．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某次实验测得如下数据：当m一定时，a与F的关系如表一所示；当F一定时，a与eq \f(1,m)的关系如表二所示。
表一
表二
(1)在如图所示的相应坐标系中，根据表一、表二所给数据作出图像。
(2)由图像可以判定：当m一定时，a与F的关系成________；当F一定时，a与m的关系成________。
(3)在研究a与m的关系时，作出a-eq \f(1,m)图像，而没作a-m图像，那么作a-eq \f(1,m)图像的优点是_____________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)如图所示
(2)正比 反比
(3)a-m图像是曲线，难以找出规律；a-eq \f(1,m)图像是直线，容易找出规律
6．为了探究加速度与力、质量的关系，甲、乙、丙三位同学分别设计了如图所示的实验装置，甲图中M为小车总质量，乙图中M为小车与力传感器的总质量，丙图中M为小车和与小车固连的滑轮的总质量，钩码总质量用m表示。
(1)为便于测量合外力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与所受合外力成正比的结论，下列说法正确的是________。
A．三组实验中只有甲需要平衡摩擦力
B．三组实验都需要平衡摩擦力
C．三组实验中只有甲需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件
D．三组实验都需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件
(2)图丁是用图甲装置中打点计时器所打的纸带的一部分，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点，加速度大小用a表示，则O、D间的距离为________ cm。图戊是根据实验数据绘出的xt2图线(x为各计数点至同一起点的距离)，则加速度大小a＝________ m/s2(保留三位有效数字)。
(3)若乙、丙两位同学发现某次测量中力传感器和弹簧测力计读数相同，通过计算得到小车加速度均为a，g为当地重力加速度，则乙、丙两位同学实验时所用小车总质量之比为________。
解析：(1)为便于测量合外力的大小，题甲图中应使钩码的总重力近似等于小车受到的合外力，而题乙图中应使力传感器的示数等于小车受到的合外力，丙图中应使弹簧测力计示数的 2 倍等于小车受到的合外力，因此三组实验都需要平衡摩擦力，故A错误，B正确；由于只有题甲图中需要满足钩码的总重力近似等于小车受到的合外力，因此三组实验中只有甲需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件，故C正确，D错误。
(2)由题图丁可知，O、D间的距离为 2.20 cm－1.00 cm＝1.20 cm；小车做初速度为零的匀加速直线运动，则x＝eq \f(1,2)at2，由题图戊可知k＝eq \f(1,2)a，则a＝2k＝2×eq \f(0.028,0.06) m/s2≈0.933 m/s2。
(3)乙、丙两位同学发现某次测量中力传感器和弹簧测力计读数相同，通过计算得到小车加速度均为a，则有F＝M乙a,2F＝M丙a；因此乙、丙实验时所用小车总质量之比为M乙∶M丙＝1∶2。
答案：(1)BC (2)1.20 0.933 (3)1∶2
F/N
1.00
2.00
3.00
4.00
a/(m·s－2)
1.90
3.95
5.85
7.62
eq \f(1,m)/kg－1
0.52
0.67
0.80
1.00
a/(m·s－2)
1.53
2.10
2.49
3.10