高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 实验：探究加速度与力、质量的关系课堂检测

4.2《实验：探究加速度与力、质量的关系》同步练习

一、选择题

1.下列器材中，“探究求合力的方法”和“探究加速度和力、质量的关系”实验都需要用到的是（   ）

A .  B .  C .  D .

2.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．下列说法中正确的是（   ）

A .垫高长木板一端，调节倾角，直到小车在托盘和砝码的拉动下做匀速直线运动，以平衡小车运动中受到的摩擦力

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a与拉力F的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a﹣1/F图象

D .当小车的质量远大于托盘和砝码的总质量时，可以近似认为细线对小车的拉力大小等于托盘和砝码的总重力大小

3.某同学研究“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受力的关系”的实验，根据数据画出a﹣F图象如图所示，该同学在实验中出现的问题可能是（　　）

A .摩擦力没有平衡                B .长木板的倾斜角过大

C .小车的质量发生了变化          D .绳子拉力方向没有与长木板平行

4.小明用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系，实验中不需要的操作是（   ）

A .先接通电源，后释放小车

B .用秒表测出小车运动的时间

C .调节定滑轮的高度，使细绳与长木板平行

D .将长木板右端垫高，平衡小车和纸带受到的摩擦力

5.在研究加速度a和力F、质量m的关系时，应用的是（  ）

A .控制变量法   B .等效替代法   C .理论推导法   D .理想实验法

6.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列做法中正确的是（  ）

A .实验时，先接通打点计时器电源，再放开小车

B .平衡摩擦力时，应将装砝码的砝码盘用细绳通过定滑轮系在小车上

C .改变小车的质量再次进行实验时，需要重新平衡摩擦力

D .砝码及砝码盘所受重力就是小车做加速运动的拉力

7.图（a）为“利用DIS研究小车加速度与力的关系”的实验装置，阻力忽略不计，得到a-F的关系如图（b）所示。则实验过程中需满足的条件为（   ）

A .小车质量较大且不变             B .小车质量较小且不变

C .钩码质量较大且不变             D .钩码质量较小且不变

8.（多选）如图所示是某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小

B .形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大

C .形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小

D .形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大

9.（多选）关于图示力学实验装置，下列说法中正确的是（     ）

A .用此装置“研究匀变速直线运动”时需要平衡摩擦力

B .用此装置“探究小车的加速度与外力的关系”时，若用钩码的重力代替细线对小车的拉力，应保证钩码质量远小于小车质量

3. 用此装置“探究小车的加速度与外力的关系”时，平衡摩擦力时，先不挂砂桶，反复调整垫木的位置，轻推小车，直到小车做匀加速直线运动
4. 用此装置“探究小车的加速度与外力的关系”时，保持小车质量不变，用装有细砂的砂桶通过定滑轮拉动小车，打出纸带。通过纸带计算小车运动的加速度

10.（多选）以下四个实验中，可能用到打点计时器的是（   ）

A .验证力的平行四边形定则

B .探究加速度与物体质量、物体受力的关系

C .探究匀变速直线运动的规律

D .探究弹簧的弹力和弹簧伸长的关系

二、填空题

1.某同学欲用图甲所示装置探究“加速度与力、质量的关系”．实验中砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M．

①实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板上滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是      

A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动．

B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动．

C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动．

②图乙是实验中得到的一条纸带，O、A、B、C、D、E、F、G为8个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，已知打点计时器的工作频率为50Hz．该同学计划利用v﹣t图象计算小车的加速度．首先用刻度尺进行相关长度的测量，其中CE的测量情况如图丙所示，由图可知CE长为       cm，那么依据此数据计算打点计时器打下D点时小车的速度为       m/s．图丁中已标注出了打点计时器打下A、B、C、E、F五个点时小车的速度，请将打下D点时小车的速度标注在v﹣t图上．

③请在图丁中描绘出小车的v﹣t图象．

④由图丁中描绘的图线可得出小车的加速度为            m/s2 ．

⑤该同学保持砂和砂桶的总质量m不变，通过在小车上增加砝码改变小车的质量M，得到多组实验数据．为了探究加速度与质量的关系，该同学利用所测数据，做出了与M的图象，下列给出的四组图象中正确的是           

2.如图甲所示为实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带，纸带上A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔是0.1s，距离如图所示，单位是cm，小车的加速度是多少          m/s2？在验证质量一定时，加速度a和合外力F的关系时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a﹣F图象，该图线不过原点，其原因是                               ．

3.在探究加速度与质量、合外力的关系的实验中，某同学对实验方案提出如下思考：

如图所示，在探究加速度与外力的关系时，为了平衡摩擦力，该同学不是把长木板右端垫起一个适当的角度，而是保持长木板水平，通过调整沙桶中沙子的质量，轻推小车，直到打点计时器打出点迹均匀的点为止，记下此时沙和沙桶的总质量为mo；在实验中某次沙和沙桶的总质量为m（m＜＜M，M为小车及车中砝码的总质量，重力加速度为g），则小车所受的合外力为           （用题中所给字母表示）；当改变沙桶中沙子的质量重做实验时，        （填“需要”或者“不需要”）重新平衡摩擦力；若是在探究加速度与质量的关系，当改变小车的质量时，          （填“需要”或者“不需要”）重新平衡摩擦力．

4.在实验《探究物体的加速度与力、质量的关系》中，某小组同学采用了如图1所示的装置.

（1） 在本实验中，先保持质量不变，探究加速度与力的关系；再保持力不变，探究加速度与质量的关系。这种研究方法叫做__________

A .理想化方法      B .等效替代法        C .控制变量法

（2） 本实验在平衡摩擦力后，由于用砝码桶与砝码重力代替绳子的拉力，导致实验的系统误差。若考虑到该误差的存在，在研究小车质量不变，加速度与力的关系时，做出a随F变化而变化的图象接近图中哪一个__________

A . B . C .

（3） 已知打点计时器的打点周期为0. 02s，在一条记录小车运动的纸带上，每5个点取一个计数点，分别标为1、2、3、4、5，如图2所示。经测量得各相邻计数点间的距离分别为2. 98cm、3. 85cm、4. 70cm、5. 55cm，则小车运动的加速度大小a=          （结果保留两位有效数字）

5.（1） 下列实验能利用图甲所提供的实验器材完成的是；需要平衡摩擦力的是        。

A． 探究小车速度随时间的变化关系    B． 探究加速度与力、质量的关系

C． 探究平抛运动的规律              D． 探究拉力做功与速度变化的关系

（2） 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，某同学获得一条纸带，其中的一段如图乙所示，已知打点计时器打点的频率为50赫兹，则打下C点时小车的速度大小为      m/s,小车的加速度大小为       。（结果均保留两位有效数字）