版物理新教材人教版同步練習(xí)探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系（解析版）

2019版物理新教材人教版必修一同步練習(xí)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系（word解析版)1．在物理學(xué)的發(fā)展過程中，科學(xué)家們采用了許多物理學(xué)的研究方法，下列關(guān)于物理學(xué)研究方法的說法中，正確的有（）A．質(zhì)點(diǎn)體現(xiàn)了等效替代的思想B．利用速度-時(shí)間圖像求位移運(yùn)用了微元法C．探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系采用了控制變量法D．牛頓第一定律是利用邏輯思維對(duì)事實(shí)進(jìn)行分析的產(chǎn)物，能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證2．在探究加速度與力的關(guān)系時(shí)，保持小車的質(zhì)量（M）一定，某同學(xué)選用如圖甲所示的設(shè)計(jì)和器材來完成實(shí)驗(yàn)：(1)在實(shí)驗(yàn)的安裝與操作過程，下列操作或要求必須的是_________(填序號(hào))A．使導(dǎo)軌有適當(dāng)?shù)膬A角以平衡小車所受摩擦力B．調(diào)節(jié)導(dǎo)軌水平C．調(diào)節(jié)細(xì)線，使細(xì)線平行于導(dǎo)軌D．增加m時(shí)，必須滿足M遠(yuǎn)大于mE．先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再釋放小車(2)圖乙是實(shí)驗(yàn)獲得的一條紙帶中的一部分：0、1、2、3、4、5、6是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器頻率為50Hz，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示，則根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可計(jì)算小車的加速度a=__________m/s2。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）3．為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，現(xiàn)提供如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置：（1）以下實(shí)驗(yàn)操作正確的是___A.將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車在砝碼及砝碼盤的牽引下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)B.調(diào)節(jié)滑輪的高度，使細(xì)線與木板平行C.先接通電源后釋放小車D.實(shí)驗(yàn)中小車的加速度越大越好（2）在實(shí)驗(yàn)中，得到一條如圖乙所示的紙帶，己知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為，且間距已量出分別，則小車的加速度a=___（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）.（3）有一組同學(xué)保持小車及車中的砝碼質(zhì)量一定，探究加速度a與所受拉力F的關(guān)系，他們?cè)谲壍浪郊皟A斜兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn)，得到了兩條’圖線，如圖丙所示，圖線___是在軌道傾斜情況下得到的（填“①"或“②”）；小車及車中袪碼的總質(zhì)量______kg（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）.4．如圖甲所示是張明同學(xué)在“探究加速度與物體受力的關(guān)系”時(shí)所用的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)裝置，已知小車的質(zhì)量為M，砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量為m，所使用的電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔是．實(shí)驗(yàn)步驟如下：A．按圖所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，其中與定滑輪及彈簧測(cè)力計(jì)相連的細(xì)線豎直：B．調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長(zhǎng)木板向下勻速運(yùn)動(dòng)；C．掛上砝碼盤，放開小車后，再接通電源，打出一條紙帶，由紙帶求出小車的加速度；D．改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，依次重復(fù)步驟B和C進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，求得小車在不同合力作用下的加速度．根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)過程，回答以下問題：（1）實(shí)驗(yàn)步驟中有兩處明顯的錯(cuò)誤，請(qǐng)指出實(shí)驗(yàn)步驟的序號(hào)并加以改正：______．（2）如圖乙所示的紙帶是完成實(shí)驗(yàn)步驟后，張明同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的一條紙帶中的部分計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn)跡未畫出．經(jīng)過測(cè)量，測(cè)得O到A、B、C、D、E、F點(diǎn)的距離如圖乙所示，則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下E點(diǎn)的速度大小是______m/s，物體運(yùn)動(dòng)的加速度是______m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（3）下列關(guān)于小車所受合外力的大小說法正確的是______（不計(jì)細(xì)線與滑輪之間的摩擦）A．等于砝碼和砝碼盤所受重力大小的一半B．等于砝碼和菇碼盤所受重力大小C．等于砝碼和砝碼盤所受重力大小減去彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)D．等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)．5．為了探究質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系，一同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置．其中帶滑輪的小車的質(zhì)量為M，砂和砂桶的質(zhì)量為m.(滑輪質(zhì)量不計(jì))（1）下列實(shí)驗(yàn)步驟中時(shí)，實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要進(jìn)行的操作是________．A．用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量B．將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高，以平衡摩擦力C．小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時(shí)記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)D．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M（2）該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖乙所示的一條紙帶(兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn))，測(cè)得：x1＝cm，x2＝cm，x3＝cm，x4＝cm，x5＝cm，x6＝cm.小車加速度的大小是________m/s2.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為50Hz的交流電(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．（3）以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)，作出的a－F圖象是一條直線，如圖丙所示，圖線與橫軸的夾角為θ，求得圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量為________．A．B．C．kD.6．在滑塊（含滑塊上的砝碼）的質(zhì)量未知的情況下，某同學(xué)利用圖甲所示裝置探究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量的關(guān)系”，并測(cè)量滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)。圖中長(zhǎng)木板水平固定，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和遠(yuǎn)小于滑塊（含滑塊上的砝碼）的質(zhì)量。（1）為減小實(shí)驗(yàn)誤差，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)選用___（選填“電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”或“電火花計(jì)時(shí)器”）。（2）圖乙為實(shí)驗(yàn)中所得的滑塊的加速度a與滑塊（含滑塊上的砝碼）的質(zhì)量M的倒數(shù)的關(guān)系圖象，由圖乙可知，在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量成_____（選填“正”或“反”）比；取g＝10m/s2，則滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為_____。7．在探究“加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，某老師對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，其實(shí)驗(yàn)操作如下：①如圖所示，先將沙和沙桶通過滑輪懸掛于小車一端，調(diào)節(jié)平板的傾角θ，使小車沿斜面向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)出沙和沙桶的總質(zhì)量m；②保持平板傾角θ不變，去掉沙和沙桶，小車即在平板上沿斜面向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，通過紙帶測(cè)量其加速度a；③保持小車質(zhì)量M不變，多次改變沙和沙桶的總質(zhì)量m，每次重復(fù)①②兩步操作，得到小車加速度與合力的關(guān)系；④多次改變小車的質(zhì)量，進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟僮?，得到小車加速度和質(zhì)量的關(guān)系．（1）在上述實(shí)驗(yàn)操作過程中，以下說法正確的是_________A．可以用6V以下的直流電源給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器供電B．應(yīng)在小車開始運(yùn)動(dòng)后再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源C．要保持細(xì)繩與平板平行D．應(yīng)讓小車從遠(yuǎn)離定滑輪處開始運(yùn)動(dòng)（2）在操作④中，每次改變小車質(zhì)量后，_________（選填“需要”或“不需要”）重新調(diào)節(jié)平板的傾角．（3）實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)在坐標(biāo)紙上畫出四張關(guān)系圖線．其中_________圖是正確.A．B.C．D．（4）在操作②中，小車所受的合力大小________mg（填“大于”或“等于”或“小于”）,實(shí)驗(yàn)中________(填“需要”或“不需要”)滿足沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量.8．如圖甲所示為某實(shí)驗(yàn)小組“探究物體加速度與所受合外力關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。他們調(diào)整長(zhǎng)木板和滑輪，使長(zhǎng)木板水平放置且細(xì)線平行于長(zhǎng)木板；在托盤中放入適當(dāng)?shù)捻来a，接通電源，釋放物塊，多次改變托盤中砝碼的質(zhì)量，記錄傳感器的讀數(shù)F，求出加速度a。請(qǐng)回答下列問題：(1)實(shí)驗(yàn)中得到如圖乙所示的一條紙帶，已知交流電頻率為50Hz的交流電，兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出，根據(jù)紙帶可求出物塊的加速度為_______m/s2。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。(2)以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)，畫出的a－F圖象是一條直線如圖丙所示，求得圖線的斜率為k，橫軸截距為F0，若傳感器的質(zhì)量為m0，則物塊的質(zhì)量為____。若已知重力加速度為g，物塊與長(zhǎng)木板動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝________。(3)該實(shí)驗(yàn)需不需要滿足鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于物塊和傳感器的總質(zhì)量？_____。(填“需要”或“不需要”)9．如圖1所示，為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量及小車和砝碼的質(zhì)量對(duì)應(yīng)關(guān)系圖．鉤碼的質(zhì)量為m1，小車和砝碼的質(zhì)量為m2，重力加速度為g．（1）下列說法正確的是______．A．每次在小車上加減砝碼時(shí)，應(yīng)重新平衡摩擦力B．實(shí)驗(yàn)時(shí)若用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)先釋放小車后接通電源C．本實(shí)驗(yàn)m2應(yīng)遠(yuǎn)小于m1D．在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，應(yīng)作a﹣圖象（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，測(cè)得F=m1g，作出a﹣F圖象，他可能作出圖2中______（選填“甲”、“乙”、“丙”）圖線．此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是______．A．小車與軌道之間存在摩擦B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)C．鉤碼的總質(zhì)量太大D．所用小車的質(zhì)量太大（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)遺漏了平衡摩擦力這一步驟，若軌道水平，他測(cè)量得到的﹣a圖象，如圖3．設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，則小車與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=_____．10．如圖所示為探究“拉力恒定時(shí)，加速度與質(zhì)量之間關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)時(shí)忽略小車所受導(dǎo)軌對(duì)它的摩擦力，在傾斜導(dǎo)軌的B處有一時(shí)間傳感器，能記錄小車從傾斜導(dǎo)軌A處下滑到B處的時(shí)間。實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)安裝好實(shí)驗(yàn)器材，用刻度尺測(cè)出A、B之間的距離s；(2)將小車置于A處，用彈簧秤沿導(dǎo)軌向上拉著小車并保持靜止，讀出此時(shí)的拉力F；(3)去掉彈簧秤，讓小車自A處靜止釋放，傳感器開始計(jì)時(shí)，小車通過B后，記下時(shí)間傳感器測(cè)得小車從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間t；(4)再將小車置于A處，往小車中增加鉤碼，設(shè)所加鉤碼的總質(zhì)量為m。為保持小車與鉤碼的合外力F不變，可采用如下方法：用彈簧秤沿導(dǎo)軌向上拉著小車靜止，調(diào)節(jié)導(dǎo)軌傾角的旋鈕使導(dǎo)軌與水平面之間的夾角適當(dāng)變小，直到彈簧秤的讀數(shù)顯示F為止。然后重復(fù)步驟(3)；(5)多次往小車中增加鉤碼，然后重復(fù)步驟(4)；(6)利用實(shí)驗(yàn)中所測(cè)得的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上建立坐標(biāo)系，以m為橫坐標(biāo)，以__________為縱坐標(biāo)，描點(diǎn)之后作出一條直線便于研究。測(cè)得直線的斜率為k，縱截距為b，則小車所受的合外力為__________，小車的質(zhì)量為__________參考答案1．BC【解析】【詳解】A.質(zhì)點(diǎn)是采用的是理想模型法，故A錯(cuò)誤；B.速度一時(shí)間圖象推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式時(shí)，取時(shí)間很短，則當(dāng)作勻速直線運(yùn)動(dòng)，從而從通過“微元”分析整體，使用了微元法，故B正確；C.在探究加速度與力、質(zhì)量三者關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)用了控制變量法，控制其中一個(gè)量不變，確定另兩量的關(guān)系，故C正確；D.牛頓第一定律是利用邏輯思維對(duì)事實(shí)進(jìn)行分析的產(chǎn)物，不能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，故D錯(cuò)誤。2．BCE【解析】【詳解】(1)[1]本實(shí)驗(yàn)下面是氣墊導(dǎo)軌，所以只需要調(diào)節(jié)導(dǎo)軌水平，保持拉線方向與木板平行，就能使拉力等于合力；又因?yàn)槔κ峭ㄟ^拉力傳感器測(cè)的，就不需要滿足M遠(yuǎn)大于m；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用規(guī)范就是要先接通電源再釋放小車，故選BCE.(2)[2]根據(jù)推論：運(yùn)用逐差法得：3．(1)BC；(2)；(3)①，【解析】【詳解】（1）[1]A.平衡摩擦力就是讓小車在無拉力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，讓重力沿斜面的分力等于小車受到的摩擦力。所以平衡時(shí)應(yīng)為：將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運(yùn)動(dòng).故A錯(cuò)誤.

B.為了使繩子拉力代替小車受到的合力，需要調(diào)節(jié)滑輪的高度，使細(xì)線與木板平行.故B正確.

C.使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，為了有效利用紙帶，應(yīng)先接通電源后釋放小車.故C正確.

D.試驗(yàn)中小車的加速度不是越大越好，加速度太大，紙帶打的點(diǎn)太少，不利于測(cè)量.故D錯(cuò)誤.（2）[2]由勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得：s4-s1=3a1T2

s5-s2=3a2T2

s6-s3=3a3T2聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得：（3）[3]由圖象可知，當(dāng)F=0時(shí)，a≠0．也就是說當(dāng)繩子上沒有拉力時(shí)小車就有加速度，該同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中平衡摩擦力過大，即傾角過大，平衡摩擦力時(shí)木板的右端墊得過高。所以圖線①是在軌道右側(cè)抬高成為斜面情況下得到的。[4]根據(jù)F=ma得a-F圖象的斜率由a-F圖象得圖象斜率k=，所以m=4．C項(xiàng)中“放開小車后，再接通電源”應(yīng)改為“接通電源后，再放開小車”，D項(xiàng)中“依次重復(fù)步驟B和C進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)”應(yīng)改為“依次重復(fù)步驟C進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)”D【解析】【詳解】(1)[1]C項(xiàng)中“放開小車后，再接通電源”應(yīng)改為“接通電源后，再放開小車”；D項(xiàng)中“依次重復(fù)步驟B和C進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)”應(yīng)改為“依次重復(fù)步驟C進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)”.(2)[2][3]勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的速度等于這段的平均速度，所以：根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)推論有：運(yùn)用逐差法對(duì)OD段分析得：然后根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間關(guān)系可得：(3)[4]同一根繩子，拉力相等，則小車所受合外力的大小等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，故D正確.5．BCD【解析】【詳解】（1）[1].AD．本題拉力可以由彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出,不需要用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量,也就不需要使小桶(包括砂)的質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的總質(zhì)量，故AD錯(cuò)誤B．該題是彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出拉力,從而表示小車受到的合外力,將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高,以平衡摩擦力,故B正確C．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器運(yùn)用時(shí),都是先接通電源,待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶,該實(shí)驗(yàn)探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系,要記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),故C正確（2）[2].利用逐差法可知（3）[3]彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),即在圖線的斜率為k,則,故小車質(zhì)量為,又因圖線的傾角為θ,則k=tanθ故小車質(zhì)量亦可為,6．電火花計(jì)時(shí)器反【解析】【詳解】（1）［1］電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作時(shí)是振針打在復(fù)寫紙上把點(diǎn)跡印在紙帶上，電火花計(jì)時(shí)器工作時(shí)是火花把墨粉紙上的墨粉融化在紙帶上，物體帶動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)，用電火花計(jì)時(shí)器打點(diǎn)阻力較小，所以為減小實(shí)驗(yàn)誤差，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)選用電火花計(jì)時(shí)器。（2）［2］在小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和遠(yuǎn)小于滑塊（含滑塊上的砝碼）的質(zhì)量條件下，對(duì)滑塊F-Mg=Ma滑塊的加速度a=-g向右平移縱坐標(biāo)軸，等于去除摩擦力的影響，在外力一定的條件下，可以得到物體的加速度與其質(zhì)量M的倒數(shù)成正比，即物體的加速度與其質(zhì)量M成反比。［3］由乙圖知，圖線的縱軸截距大小為g=2，則滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=7．C需要A等于不需要【解析】【詳解】（1）[1].打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電源，故A錯(cuò)誤．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，再釋放小車，故B錯(cuò)誤．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)保持細(xì)繩與平板平行，故C正確．要讓小車從靠近定滑輪處開始運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤．（2）[2].因在操作①中滿足：，則在操作④中，每次改變小車質(zhì)量M后，需要重新調(diào)節(jié)平板的傾角θ．（3）[3].在合力不變的條件下，加速度與質(zhì)量成反比，所以圖象是過原點(diǎn)的傾斜的直線，故A正確，BCD錯(cuò)誤；（4）[4].因在操作①中滿足，則在操作②中，小車所受的合力大小；即小車所受的合力大小等于mg；[5].由于小車所受的合力等于懸掛的沙和沙桶的重力，則不需要滿足沙和沙桶的質(zhì)