4-2-加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系(作業(yè))(解析版)

4.2加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系（解析版）1．(多選)下面哪些因素會(huì)影響物體的加速度()A．物體的質(zhì)量B．運(yùn)動(dòng)物體的速度C．運(yùn)動(dòng)物體受到的推力D．物體受到的合外力【答案】AD【解析】物體的質(zhì)量和所受到的合外力是影響物體加速度的因素。2．(多選)關(guān)于運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是()A．物體在運(yùn)動(dòng)，并不表明有外力作用在物體上B．物體所受合力不為零時(shí)，其速度必將發(fā)生變化C．物體所受合力不為零時(shí)，其加速度必將發(fā)生變化D．物體所受合力為零時(shí)，其加速度可能發(fā)生變化【答案】AB【解析】物體所受合力為零可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，A對(duì)；物體所受合力不為零時(shí)，必然產(chǎn)生加速度，合力一定，加速度一定，有加速度，速度必然變化，B對(duì)，C、D錯(cuò)。3．水平路面上加速行駛的貨車(chē)，突然從車(chē)上掉下一包貨物，而司機(jī)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)，則汽車(chē)的加速度如何變化()A．不變 B．變大C．變小 D．不確定【答案】B【解析】貨車(chē)的牽引力不變，阻力變小，所以合外力變大，而質(zhì)量變小，這兩個(gè)因素都使加速度變大，故加速度變大，選B。4．實(shí)驗(yàn)探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系，下列認(rèn)識(shí)正確的是()A．F、m和a三個(gè)物理量都有直接測(cè)量的工具B．實(shí)驗(yàn)時(shí)為消除摩擦力對(duì)小車(chē)運(yùn)動(dòng)的影響，要將木板無(wú)滑輪的一端墊高，直到小車(chē)不掛重物時(shí)也能自己沿長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)起來(lái)C．實(shí)驗(yàn)時(shí)重物通過(guò)細(xì)繩拉小車(chē)的力要比重物的重力小D．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到的F不變時(shí)的a－m圖像是過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線【答案】C【解析】力F和質(zhì)量m可直接用測(cè)力計(jì)和天平測(cè)量，但a不能直接測(cè)量，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤。若將小車(chē)一端墊高到小車(chē)不掛重物時(shí)也能自己沿長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)起來(lái)時(shí)，就已平衡摩擦力過(guò)度了，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤。F不變時(shí)，a與m成反比，故其圖像不是直線，其實(shí)a－eq\f(1,m)圖像是直線，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。若重物對(duì)小車(chē)的拉力等于重物的重力，則重物所受合力為零，它就不會(huì)拉著小車(chē)加速運(yùn)動(dòng)了，故選項(xiàng)C正確。5．(多選)如圖所示是某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出的圖像，下列說(shuō)法中正確的是()A．形成圖甲的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大B．形成圖乙的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)小C．形成圖丙的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大D．形成圖丁的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)小【答案】AD【解析】甲圖中F＝0時(shí)，小車(chē)就有了加速度，可見(jiàn)是長(zhǎng)木板傾角過(guò)大。乙圖中eq\f(1,m)→0時(shí)，小車(chē)質(zhì)量很大，這時(shí)一開(kāi)始小車(chē)的加速度不為零。說(shuō)明使小車(chē)下滑的力已大于最大靜摩擦力，也是長(zhǎng)木板傾角過(guò)大。同理，丙、丁圖都是因?yàn)殚L(zhǎng)木板傾角過(guò)小而不過(guò)原點(diǎn)，故A、D正確。6.在上例實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)為研究加速度和力的關(guān)系，根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)畫(huà)出了a－F關(guān)系圖線，如圖所示。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(chē)與木板之間存在摩擦B．木板保持了水平狀態(tài)C．所掛砂桶及砂的總質(zhì)量太大 D．所用小車(chē)的質(zhì)量太大【答案】C【解析】由題圖可知OA段a－F關(guān)系為一傾斜直線，所以在質(zhì)量不變的條件下，加速度與外力成正比；由實(shí)驗(yàn)原理知：mg＝Ma，a＝eq\f(mg,M)＝eq\f(F,M)，而實(shí)際上a′＝eq\f(mg,M＋m)，可見(jiàn)AB段明顯偏離直線是由于沒(méi)有滿足m?M，即砂桶及砂的總質(zhì)量太大，C項(xiàng)正確。7．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法中正確的是()A．平衡摩擦力時(shí)，小桶應(yīng)用細(xì)線通過(guò)定滑輪系在小車(chē)上，但小桶內(nèi)不能裝砂B．實(shí)驗(yàn)中無(wú)需始終保持小車(chē)和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于砂和小桶的質(zhì)量C．實(shí)驗(yàn)中如用縱坐標(biāo)表示加速度，用橫坐標(biāo)表示小車(chē)和車(chē)內(nèi)砝碼的總質(zhì)量，描出相應(yīng)的點(diǎn)在一條直線上時(shí)，即可證明加速度與質(zhì)量成反比D．平衡摩擦力時(shí)，小車(chē)后面的紙帶必須連好，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)過(guò)程中紙帶也要受阻力【答案】D【解析】平衡摩擦力時(shí)，不應(yīng)掛小桶，但應(yīng)帶紙帶運(yùn)動(dòng)，所以A錯(cuò)、D對(duì)；實(shí)驗(yàn)中要求始終保持小車(chē)和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于砂和小桶的質(zhì)量，所以B不正確；實(shí)驗(yàn)中如用縱坐標(biāo)表示加速度，用橫坐標(biāo)表示小車(chē)和車(chē)內(nèi)砝碼的總質(zhì)量的倒數(shù)，描出相應(yīng)的點(diǎn)在過(guò)原點(diǎn)的同一條直線上時(shí)，證明加速度與質(zhì)量成反比，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。8．關(guān)于“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是()A．通過(guò)同時(shí)改變小車(chē)的質(zhì)量m及受到的拉力F的研究，能歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系B．通過(guò)保持小車(chē)質(zhì)量不變，只改變小車(chē)的拉力的研究，就可以歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系C．通過(guò)保持小車(chē)受力不變，只改變小車(chē)質(zhì)量的研究，就可以得出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系D．先保持小車(chē)質(zhì)量不變，研究加速度與力的關(guān)系；再保持小車(chē)受力不變，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，最后歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系【答案】D【解析】探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，先保持質(zhì)量不變，研究加速度與力的關(guān)系；再保持受力不變，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系。再總結(jié)出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。所以，只有選項(xiàng)D正確。9．利用如圖所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是()A．保持小車(chē)所受拉力不變，只改變小車(chē)的質(zhì)量，就可以探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系B．保持小車(chē)質(zhì)量不變，只改變小車(chē)的拉力，就可以探究加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系C．先保持小車(chē)所受拉力不變，研究加速度與力的關(guān)系；再保持小車(chē)質(zhì)量不變，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，最后歸納出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系D．先保持小車(chē)質(zhì)量不變，研究加速度與力的關(guān)系；再保持小車(chē)受力不變，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，最后歸納出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系【答案】D【解析】該實(shí)驗(yàn)采用的研究方法是控制變量法，即保持一個(gè)量不變，研究其他兩個(gè)量之間的關(guān)系．保持拉力的大小不變，只可以探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，故A錯(cuò)誤；保持小車(chē)質(zhì)量不變，只改變小車(chē)的拉力，可以探究加速度與力的關(guān)系，不能得出加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系，故B錯(cuò)誤；在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)可以先保持小車(chē)質(zhì)量不變，研究加速度與力的關(guān)系；再保持小車(chē)受力不變，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，最后歸納出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，故C錯(cuò)誤，D正確．故選D.10．甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小車(chē)，在同樣的合外力作用下，甲車(chē)產(chǎn)生的加速度是1.5m/s2，乙車(chē)產(chǎn)生的加速度是4.5m/s2，甲車(chē)的質(zhì)量m甲和乙車(chē)的質(zhì)量m乙之比為()A．1∶3 B．3∶1C．1∶1 D．無(wú)法確定【答案】B【解析】在同樣的合外力作用下物體的加速度與它的質(zhì)量成反比。eq\f(m甲,m乙)＝eq\f(a乙,a甲)＝eq\f(4.5,1.5)＝3，故B選項(xiàng)正確。11．用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證加速度與力的關(guān)系時(shí)，為消除摩擦力的影響，實(shí)驗(yàn)前必須平衡摩擦力。某同學(xué)平衡摩擦力時(shí)是這樣操作的：將小車(chē)靜止地放在水平長(zhǎng)木板上，把木板不帶滑輪的一端慢慢墊高，直到小車(chē)由靜止開(kāi)始沿木板向下滑動(dòng)為止。然后不斷改變對(duì)小車(chē)的拉力F，他得到M(小車(chē)質(zhì)量)保持不變情況下的a－F圖線是圖2中的()圖1圖2【答案】C【解析】該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)實(shí)際上是平衡摩擦力過(guò)度，故沒(méi)有拉力F之前已經(jīng)有加速度，故C正確。12.(多選)如圖所示為探究加速度與力的關(guān)系時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出的a－F圖像，圖中的直線Ⅰ為甲同學(xué)畫(huà)出的，圖中的直線Ⅱ?yàn)橐彝瑢W(xué)畫(huà)出的。直線Ⅰ、Ⅱ在縱軸或橫軸上的截距較大，明顯超出了誤差范圍，下面給出了關(guān)于形成這種情況原因的四種解釋，其中可能正確的是() A．實(shí)驗(yàn)前甲同學(xué)沒(méi)有平衡摩擦力B．甲同學(xué)在平衡摩擦力時(shí)，把長(zhǎng)木板的末端抬得過(guò)高了C．實(shí)驗(yàn)前乙同學(xué)沒(méi)有平衡摩擦力D．乙同學(xué)在平衡摩擦力時(shí)，把長(zhǎng)木板的末端抬得過(guò)高了【答案】BC【解析】圖線Ⅰ在縱軸上有較大的截距，說(shuō)明在繩對(duì)小車(chē)的拉力F＝0(還沒(méi)有掛鉤碼)時(shí)，小車(chē)就有了沿長(zhǎng)木板向下的加速度a0，說(shuō)明平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大。圖線Ⅱ在橫軸上有較大的截距，說(shuō)明乙同學(xué)在實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有平衡摩擦力，因此在繩對(duì)小車(chē)有了較大的拉力F以后，小車(chē)的加速度仍然為零。故選項(xiàng)B、C正確。13．(多選)在利用氣墊導(dǎo)軌做探究加速度a與質(zhì)量m、合外力F的定量關(guān)系時(shí)，若滑塊擋光板寬為Δs、經(jīng)過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為Δt、經(jīng)過(guò)光電門(mén)的瞬時(shí)速度為v、兩光電門(mén)的距離為s，則下列說(shuō)法正確的是()A．滑塊過(guò)光電門(mén)的瞬時(shí)速度v＝eq\f(Δs,Δt)B．計(jì)算加速度的公式是vt2－v02＝2asC．計(jì)算加速度的公式是s＝eq\f(1,2)at2D．計(jì)算加速度的公式是s＝v0t＋eq\f(1,2)at2【答案】AB【解析】因?yàn)閾豕馄苷?，所以可以用平均速度eq\f(Δs,Δt)表示瞬時(shí)速度，A正確；測(cè)出瞬時(shí)速度v0、vt之后，再測(cè)量?jī)蓚€(gè)光電門(mén)間的距離s，根據(jù)vt2－v02＝2as就能計(jì)算滑塊的加速度，因此B正確；因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中不是測(cè)量滑塊經(jīng)過(guò)兩光電門(mén)的時(shí)間t，因此C、D錯(cuò)誤。14．圖甲是用來(lái)探究加速度和力之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，圖乙是其俯視圖．兩個(gè)相同的小車(chē)，放在比較光滑的水平板上（摩擦力很小，可以略去），前端各系一條細(xì)繩，繩的另一端跨過(guò)定滑輪各掛一個(gè)小盤(pán)，盤(pán)里可放砝碼．兩個(gè)小車(chē)后端各系一條細(xì)線，細(xì)線后端用夾子固定，打開(kāi)夾子，小盤(pán)和砝碼牽引小車(chē)運(yùn)動(dòng)，合上夾子，兩小車(chē)同時(shí)停止．用刻度尺測(cè)出兩小車(chē)通過(guò)的位移，則位移之比就等于它們的加速度之比．為了探究加速度大小和力大小之間的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是（

）A.

使小盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量盡可能等于小車(chē)質(zhì)量B.

若將小車(chē)放在粗糙水平板上，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有影響C.

位移之比等于加速度之比是因?yàn)樾≤?chē)的位移與加速度成正比D.

可在兩小盤(pán)內(nèi)放置相同質(zhì)量的砝碼，在兩小車(chē)內(nèi)放置不同質(zhì)量的砝碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)【答案】C【解析】A、盤(pán)和盤(pán)中砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量，繩對(duì)小車(chē)?yán)Υ笮〉扔诒P(pán)和盤(pán)中砝碼的重力．故A錯(cuò)誤；B、粗糙水平板有摩擦力，小車(chē)受到的合力不等于繩子的拉力，故B錯(cuò)誤；C、根據(jù)初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式x=12at2D、實(shí)驗(yàn)的目的是探究加速度和力之間關(guān)系，即探究小車(chē)的加速度和小車(chē)受的合力之間關(guān)系，所以在兩小車(chē)內(nèi)放置相同質(zhì)量的砝碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在兩小盤(pán)內(nèi)放置不同質(zhì)量的砝碼改變合力，故D錯(cuò)誤．15.在“探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得如下數(shù)據(jù)：當(dāng)m一定時(shí)，a與F的關(guān)系如表一所示；當(dāng)F一定時(shí)，a與eq\f(1,m)的關(guān)系如表二所示。表一F/N1.002.003.004.00a/(m·s－2)1.903.955.857.62表二eq\f(1,m)/(kg－1)0.520.670.801.00a/(m·s－2)1.512.102.493.10(1)在圖所示的相應(yīng)坐標(biāo)系中根據(jù)表一、表二所給數(shù)據(jù)作出確定物理量的圖像。(2)在研究a與m的關(guān)系時(shí)，作了a－eq\f(1,m)圖像，而沒(méi)作a－m圖像，那么a－eq\f(1,m)圖像有何優(yōu)點(diǎn)？【答案】(1)如圖所示【解析】應(yīng)清楚a－F圖像及a－eq\f(1,m)圖像的性質(zhì)，便于正確作圖。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中誤差一定存在，要減小偶然誤差，多次測(cè)量求平均值是一種較好的方法，而描點(diǎn)作圖法更是一種較好的減小偶然誤差的數(shù)據(jù)處理方法。(2)a－m圖像是曲線，難以找出規(guī)律，a－eq\f(1,m)圖像是直線，容易找出規(guī)律。16．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究小車(chē)的加速度a與小車(chē)所受拉力F及質(zhì)量m關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，圖(a)為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖。(所用交流電的頻率為50Hz)(1)為了研究加速度和質(zhì)量的關(guān)系，在實(shí)驗(yàn)中必須采用控制變量法，應(yīng)保持________不變，用砂桶及砂所受的重力作為_(kāi)_______，圖(b)為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖，圖中相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，根據(jù)紙帶可求出小車(chē)的加速度大小為_(kāi)_______m/s2。(保留三位有效數(shù)字)(2)在本次實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)小組通過(guò)改變小車(chē)質(zhì)量共做了8組實(shí)驗(yàn)，得到下表所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)分析表中數(shù)據(jù)，你得出的結(jié)論是：________________________。實(shí)驗(yàn)序號(hào)12345678小車(chē)加速度a/m·s－20.6330.5720.4970.4180.3320.2500.1670.101小車(chē)質(zhì)量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67現(xiàn)需通過(guò)圖像進(jìn)一步驗(yàn)證你的結(jié)論，可利用表格數(shù)據(jù)作圖，應(yīng)在坐標(biāo)紙中畫(huà)出________圖線?！敬鸢浮?1)拉力F小車(chē)所受拉力0.64(2)在小車(chē)在所受外力不變的條件下，加速度與質(zhì)量成反比列關(guān)系a－eq\f(1,m)【解析】(1)采用控制變量法研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，需將外力F保持不變，平衡摩擦后，可將砂桶及砂的重力等效為F；紙帶上有六組數(shù)據(jù)，充分利用數(shù)據(jù)，采用“逐差法”計(jì)算，即有a＝eq\f(s6＋s5＋s4－s3＋s2＋s1,9T2)＝0.64m/s2。(2)通過(guò)1、5、7組數(shù)據(jù)，可看到質(zhì)量加倍，加速度在誤差范圍內(nèi)減半，故加速度與質(zhì)量成反比例關(guān)系；a－m圖線為曲線，并不能說(shuō)明是成反比例關(guān)系，故應(yīng)作a－eq\f(1,m)圖線。17．現(xiàn)要驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與它所受的合外力成正比”這一物理規(guī)律。給定的器材如下：一傾角可以調(diào)節(jié)的長(zhǎng)斜面(如圖)、小車(chē)、計(jì)時(shí)器一個(gè)、米尺。填入適當(dāng)?shù)墓交蛭淖?，完善以下?shí)驗(yàn)步驟(不考慮摩擦力的影響)：(1)讓小車(chē)自斜面上方一固定點(diǎn)A1從靜止開(kāi)始下滑到斜面底端A2，記下所用的時(shí)間t。(2)用米尺測(cè)量A1與A2之間的距離s，則小車(chē)的加速度a＝________