課時(shí)跟蹤檢測（十八）實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊練習(xí)

1、課時(shí)跟蹤檢測（十八）課時(shí)跟蹤檢測（十八）實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系1在做在做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，的實(shí)驗(yàn)中，(1)下列儀器需要用到的是下列儀器需要用到的是_；(2)下列說法正確的是下列說法正確的是_；A先釋放紙帶再接通電源先釋放紙帶再接通電源B拉小車的細(xì)線應(yīng)盡可能與長木板平行拉小車的細(xì)線應(yīng)盡可能與長木板平行C紙帶與小車相連端的點(diǎn)跡較疏紙帶與小車相連端的點(diǎn)跡較疏D輕推小車，拖著紙帶的小車能夠勻速下滑說明摩擦力已被平衡輕推小車，拖著紙帶的小車能夠勻速下滑說明摩擦力已被平衡(3)如圖所示是實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的一條紙帶，如圖所示

2、是實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的一條紙帶，A、B、C、D為每隔為每隔 4 個(gè)點(diǎn)取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，據(jù)此紙帶可個(gè)點(diǎn)取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，據(jù)此紙帶可知小車在知小車在 D 點(diǎn)的速度大小為點(diǎn)的速度大小為_m/s(小數(shù)點(diǎn)后保留兩位小數(shù)點(diǎn)后保留兩位)。解析解析：(1)本實(shí)驗(yàn)通過紙帶打點(diǎn)分析求解物體的加速度本實(shí)驗(yàn)通過紙帶打點(diǎn)分析求解物體的加速度，利用了控制變量法利用了控制變量法，通過改變小車或重通過改變小車或重物的質(zhì)量，從而研究加速度與質(zhì)量、合外力之間的關(guān)系，所以選擇儀器物的質(zhì)量，從而研究加速度與質(zhì)量、合外力之間的關(guān)系，所以選擇儀器 A、D。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，后釋放小車后釋放小車，為了保證細(xì)線

3、拉力不被分解為了保證細(xì)線拉力不被分解，所以細(xì)線要所以細(xì)線要盡可能與木板平行盡可能與木板平行，所以選項(xiàng)所以選項(xiàng) A 錯(cuò)誤錯(cuò)誤，B 正確正確；小車剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)速度較小小車剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)速度較小，所以紙帶與小車相連所以紙帶與小車相連端的點(diǎn)跡較密，選項(xiàng)端的點(diǎn)跡較密，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；拖著紙帶的小車能夠勻速下滑說明恰好平衡摩擦力，選項(xiàng)錯(cuò)誤；拖著紙帶的小車能夠勻速下滑說明恰好平衡摩擦力，選項(xiàng) D 正確。正確。(3)根據(jù)根據(jù) vDxCE2t4.1210220.1m/s /s0.2060.206 m/m/s，保留小數(shù)點(diǎn)后兩位，所以答案為，保留小數(shù)點(diǎn)后兩位，所以答案為 0.21 m/s。答案：答案：(1)AD(2)

4、BD(3)0.212在在“探究物體的加速度與合外力的關(guān)系探究物體的加速度與合外力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中：的實(shí)驗(yàn)中：某同學(xué)用圖某同學(xué)用圖 1 裝置：保持小車裝置：保持小車(含車中重物含車中重物)的質(zhì)量的質(zhì)量 M 不變，細(xì)線下端懸掛槽碼的總重力不變，細(xì)線下端懸掛槽碼的總重力 mg 作作為小車受到的合力為小車受到的合力 F，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測出小車運(yùn)動(dòng)的加速度，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測出小車運(yùn)動(dòng)的加速度 a。(1)關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作，下列說法正確的是關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作，下列說法正確的是_。A實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪高度，使滑輪和小車間的細(xì)線與長木板平行實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪高度，使滑輪和小車間的細(xì)線與長木板平行B平衡摩擦力時(shí)，在細(xì)線的下端懸掛槽

5、碼，使小車在細(xì)線的拉力作用下能勻速下滑平衡摩擦力時(shí)，在細(xì)線的下端懸掛槽碼，使小車在細(xì)線的拉力作用下能勻速下滑C每次改變小車所受的拉力后都要重新平衡摩擦力每次改變小車所受的拉力后都要重新平衡摩擦力(2)圖圖 2 中，出現(xiàn)甲的原因中，出現(xiàn)甲的原因_。圖圖 2 中，出現(xiàn)丙的原因中，出現(xiàn)丙的原因_。解析解析：(1)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪高度實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪高度，使滑輪和小車間的細(xì)線與木板平行使滑輪和小車間的細(xì)線與木板平行，故故 A 正確正確；平衡摩擦力平衡摩擦力時(shí)時(shí)，應(yīng)不掛槽碼應(yīng)不掛槽碼，使小車拖著紙帶能在木板上勻速下滑使小車拖著紙帶能在木板上勻速下滑，故故 B 錯(cuò)誤錯(cuò)誤；每次改變小車所受的拉力后都每次改變

6、小車所受的拉力后都不需要重新平衡摩擦力，故不需要重新平衡摩擦力，故 C 錯(cuò)誤；故選錯(cuò)誤；故選 A。(2)圖中甲，當(dāng)圖中甲，當(dāng) F0 時(shí)，加速度不為零，可知出現(xiàn)甲的原因是平衡摩擦力過度；圖中丙，當(dāng)拉時(shí)，加速度不為零，可知出現(xiàn)甲的原因是平衡摩擦力過度；圖中丙，當(dāng)拉力等于一定值時(shí)小車才有加速度，則出現(xiàn)丙圖的原因是平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力。力等于一定值時(shí)小車才有加速度，則出現(xiàn)丙圖的原因是平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力。答案：答案：(1)A(2)平衡摩擦力過度平衡摩擦力過度平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力3在在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，某

7、次實(shí)驗(yàn)測得如下數(shù)據(jù)：當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)中，某次實(shí)驗(yàn)測得如下數(shù)據(jù)：當(dāng) m 一定時(shí)，一定時(shí)，a與與 F 的關(guān)系如表一所示；當(dāng)?shù)年P(guān)系如表一所示；當(dāng) F 一定時(shí)，一定時(shí)，a 與與1m的關(guān)系如表二所示。的關(guān)系如表二所示。表一表一F/N1.002.003.004.00a/(ms2)1.903.955.857.62表二表二1m/kg10.520.670.801.00a/(ms2)1.532.102.493.10(1)在如圖所示的相應(yīng)坐標(biāo)系中，根據(jù)表一、表二所給數(shù)據(jù)作出圖像。在如圖所示的相應(yīng)坐標(biāo)系中，根據(jù)表一、表二所給數(shù)據(jù)作出圖像。(2)由圖像可以判定：當(dāng)由圖像可以判定：當(dāng) m 一定時(shí)，一定時(shí)，a 與與 F 的關(guān)系成的

8、關(guān)系成_；當(dāng)；當(dāng) F 一定時(shí)，一定時(shí)，a 與與 m 的關(guān)系成的關(guān)系成_。(3) 在 研 究在 研 究 a 與與 m 的 關(guān) 系 時(shí) ， 作 了的 關(guān) 系 時(shí) ， 作 了 a1m圖 像 ， 而 沒 作圖 像 ， 而 沒 作 am 圖 像 ， 這 是 因 為圖 像 ， 這 是 因 為_。答案：答案：(1)如圖所示如圖所示(2)正比正比反比反比(3)am 圖像是曲線，難以找出規(guī)律；圖像是曲線，難以找出規(guī)律；a1m圖像是直線，容易找出規(guī)律圖像是直線，容易找出規(guī)律4在在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，利用如圖所示的裝置。的實(shí)驗(yàn)中，利用如圖所示的裝置。(1)本實(shí)驗(yàn)采用的實(shí)

9、驗(yàn)方法是本實(shí)驗(yàn)采用的實(shí)驗(yàn)方法是_。A控制變量法控制變量法B假設(shè)法假設(shè)法C理想實(shí)驗(yàn)法理想實(shí)驗(yàn)法(2)下列說法正確的是下列說法正確的是_。A在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)改變拉力的大小在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)改變拉力的大小B在探究加速度與外力的關(guān)系時(shí)，應(yīng)該改變小車的質(zhì)量在探究加速度與外力的關(guān)系時(shí)，應(yīng)該改變小車的質(zhì)量C在探究加速度在探究加速度 a 與質(zhì)量與質(zhì)量 m 的關(guān)系時(shí)，為了直觀判斷二者間的關(guān)系，應(yīng)作出的關(guān)系時(shí)，為了直觀判斷二者間的關(guān)系，應(yīng)作出 a1m圖像圖像D當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于槽碼的總質(zhì)量時(shí)，才能近似認(rèn)為細(xì)線對小車的拉力大小等于槽碼當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于槽碼的總質(zhì)量時(shí)，才能近似認(rèn)為細(xì)線對小車

10、的拉力大小等于槽碼的總重力大小的總重力大小(3)某同學(xué)測得小車的加速度某同學(xué)測得小車的加速度 a 和拉力和拉力 F 的數(shù)據(jù)如下表所示。的數(shù)據(jù)如下表所示。(小車質(zhì)量保持不變小車質(zhì)量保持不變)F/N0.200.300.400.500.60a/(ms2)0.100.200.280.400.52根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在下圖坐標(biāo)系上作出根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在下圖坐標(biāo)系上作出 aF 圖像。圖像。圖線不過原點(diǎn)的原因可能是圖線不過原點(diǎn)的原因可能是_。解析解析：(1)實(shí)驗(yàn)采用了控制變量法實(shí)驗(yàn)采用了控制變量法，即先保持物體質(zhì)量不變即先保持物體質(zhì)量不變，研究加速度與合力的關(guān)系研究加速度與合力的關(guān)系，再保持再保持物體受到的合力不變

11、，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系。物體受到的合力不變，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系。(2)探究探究 a 與與 m 的關(guān)系時(shí)，保持的關(guān)系時(shí)，保持 F 不變，改變不變，改變 m 的大?。惶骄康拇笮?；探究 a 與與 F 的關(guān)系時(shí)，保持的關(guān)系時(shí)，保持 m 不變不變，改變改變 F 的大小，故選項(xiàng)的大小，故選項(xiàng) A、B 錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。a1m圖像為過原點(diǎn)的直線，作出這個(gè)圖像容易證明圖像為過原點(diǎn)的直線，作出這個(gè)圖像容易證明 a 與與 m 成反成反比比， 選項(xiàng)選項(xiàng) C 正確正確。 只有當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于槽碼的總質(zhì)量只有當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于槽碼的總質(zhì)量， 槽碼的總重力才約等于小車受到的合力槽碼的總重力才約等于小車受到的合力，選項(xiàng)選

12、項(xiàng) D 正確。正確。(3)作出的作出的 aF 圖像如圖所示。圖像如圖所示。由由 aF 圖像可知圖像可知，當(dāng)力當(dāng)力 F0.1 N 時(shí)時(shí)，小車沒有動(dòng)小車沒有動(dòng)，說明此時(shí)小車所受的摩擦力沒有完全平衡說明此時(shí)小車所受的摩擦力沒有完全平衡掉。掉。答案：答案：(1)A(2)CD(3)aF 圖像見解析圖像見解析未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠5在在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”活動(dòng)中，某小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。圖中上活動(dòng)中，某小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。圖中上、下兩層水平軌道表面光滑，兩小車前端系上細(xì)線，細(xì)線跨過滑輪并掛上砝碼盤，兩小車尾部細(xì)線連下兩

13、層水平軌道表面光滑，兩小車前端系上細(xì)線，細(xì)線跨過滑輪并掛上砝碼盤，兩小車尾部細(xì)線連到控制裝置上，實(shí)驗(yàn)時(shí)通過控制裝置使兩小車同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)，然后同時(shí)停止。到控制裝置上，實(shí)驗(yàn)時(shí)通過控制裝置使兩小車同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)，然后同時(shí)停止。(1)在安裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，應(yīng)調(diào)整滑輪的高度，使在安裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，應(yīng)調(diào)整滑輪的高度，使_；在實(shí)驗(yàn)時(shí)在實(shí)驗(yàn)時(shí)，為減小系統(tǒng)誤差為減小系統(tǒng)誤差，應(yīng)使砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量應(yīng)使砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量_(選填選填“遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)大于”“”“遠(yuǎn)小于遠(yuǎn)小于”或或“等于等于”)小車的質(zhì)量。小車的質(zhì)量。(2)本實(shí)驗(yàn)通過比較兩小車的位移來比較小車加速度的大小，能這樣比較，是因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)通過比較兩小車的位移來比較小車

14、加速度的大小，能這樣比較，是因?yàn)開。解析解析：(1)拉小車的細(xì)線要與軌道平行拉小車的細(xì)線要與軌道平行，只有在砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量時(shí)只有在砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量時(shí)，才能才能認(rèn)為砝碼盤和砝碼的總重力等于細(xì)線拉小車的力。認(rèn)為砝碼盤和砝碼的總重力等于細(xì)線拉小車的力。(2)對初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)對初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同時(shí)，根據(jù)根據(jù) x12at2，得得a1a2x1x2，所以能用位移所以能用位移來比較加速度大小。來比較加速度大小。答案：答案：(1)細(xì)線與軌道平行細(xì)線與軌道平行(或水平或水平)遠(yuǎn)小于遠(yuǎn)小于(2)兩小車從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且

15、兩小兩小車從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且兩小車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等6(20192020 學(xué)年度南京市高一上期末學(xué)年度南京市高一上期末)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究小車加速度某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究小車加速度 a 與所受合力與所受合力 F 及及質(zhì)量質(zhì)量 M 關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，如圖關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，如圖(a)所示所示(交流電的頻率為交流電的頻率為 50 Hz)。(1)圖圖(b)為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車在根據(jù)紙帶可求出小車在 P 點(diǎn)速度為點(diǎn)速度為_ m/s /s，小車的加速小車的加速度大小為度大小為_m/_m/s2。(結(jié)果均保留結(jié)果均保留 3 位有效數(shù)字位有效數(shù)字)(2)實(shí)驗(yàn)中

16、把砝碼和砝碼盤的重力實(shí)驗(yàn)中把砝碼和砝碼盤的重力 mg 作為拉力作為拉力 F，改變其重力重復(fù)實(shí)驗(yàn)四次，列表記錄四組數(shù)，改變其重力重復(fù)實(shí)驗(yàn)四次，列表記錄四組數(shù)據(jù)。據(jù)。a/(ms2)2.012.984.025.02F/N1.002.003.004.00在坐標(biāo)紙上作出小車加速度在坐標(biāo)紙上作出小車加速度 a 和拉力和拉力 F 的關(guān)系圖線：的關(guān)系圖線：從所得圖線分析該實(shí)驗(yàn)中木板傾角從所得圖線分析該實(shí)驗(yàn)中木板傾角_；(選填選填“合適合適”“”“偏大偏大”或或“偏小偏小”)如圖如圖(c)， 在砝碼盤的上方安裝了力傳感器測出拉力在砝碼盤的上方安裝了力傳感器測出拉力 F， 是否需要滿足是否需要滿足 mM 這樣的條

17、件？答這樣的條件？答：_(選填選填“是是”或或“否否”)。解析解析：(1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論可知根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論可知，一段過程中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段過程的平均一段過程中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段過程的平均速度，所以速度，所以 P 點(diǎn)速度為紙帶上第四段位移的平均速度，點(diǎn)速度為紙帶上第四段位移的平均速度，vPx4T7.721024102m/s /s1.931.93 m/m/s。各段相鄰位移的差值均為各段相鄰位移的差值均為 0.51 cm，所以加速度為，所以加速度為 axT20.51102 4102 2m/s /s2 23.193.19 m/m/s2。(2)根據(jù)表格數(shù)據(jù)作圖，略根據(jù)表

18、格數(shù)據(jù)作圖，略由圖線可知縱截距大于由圖線可知縱截距大于 0，表明當(dāng)拉力為，表明當(dāng)拉力為 0 N 時(shí)，小車就有加速度，說明木板傾角偏大。時(shí)，小車就有加速度，說明木板傾角偏大。小車所受拉力可由力傳感器直接讀出，不需用砝碼和砝碼盤的重力來近似代替，所以不需要小車所受拉力可由力傳感器直接讀出，不需用砝碼和砝碼盤的重力來近似代替，所以不需要對砝碼和砝碼盤的重力提要求。對砝碼和砝碼盤的重力提要求。答案：答案：(1)1.933.19(2)作圖略作圖略偏大偏大否否7為了探究加速度與力的關(guān)系，使用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中為了探究加速度與力的關(guān)系，使用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中 G1、G2為兩個(gè)為兩個(gè)光電門光電門，它們與數(shù)字計(jì)時(shí)器相連它們與數(shù)字計(jì)時(shí)器相連，當(dāng)滑塊通過當(dāng)滑塊通過 G1、G2光電門時(shí)光電門時(shí)，光束被遮擋的時(shí)間光束被遮擋的時(shí)間t1、t2都可以都可以被測量并記錄?；瑝K連同上面固定的擋光片的總質(zhì)量為被測量并記錄?；瑝K連同上面固定的擋光片的總質(zhì)量為 M，擋光片寬度為，擋光片寬度為 D，光電門間距離為，光電門間距離為 x，牽引槽碼的質(zhì)量為牽引槽碼的質(zhì)量為 m。回答下列問題?；卮鹣铝袉栴}。(1)實(shí)驗(yàn)開始前應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平，在不增加其他儀器的情況下實(shí)驗(yàn)開始前應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平，在不增加其他儀器的情況下