人教版（2019）必修第一冊《4.2 實驗：探究加速度與力、質量的關系》2021年同步練習卷（3）

• 1．某同學用圖甲所示裝置做“探究物體的加速度與力的關系”的實驗。實驗時保持小車質量不變，用鉤碼所受的重力作為小車受到的合力，用打點計時器和小車后端拖動的紙帶測小車運動的加速度。
  
  （1）實驗時先不掛鉤碼，反復調整墊塊的位置，直到小車做勻速直線運動，這樣做的目的是

  。
  （2）圖乙為實驗中打出的一條紙帶的一部分，從比較清晰的點跡起，在紙帶上標出了連續(xù)的5個計數(shù)點A、B、C、D、E，相鄰兩個計數(shù)點之間還有4個點跡沒有標出。由圖乙可知：A、B兩點間的距離是

  cm。
  （3）實驗時改變所掛鉤碼的質量，分別測量小車在不同外力作用下的加速度。根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)作出圖丙所示的a-F關系圖線，圖線不通過坐標原點O的原因是

  ，曲線上部彎曲的原因是

  。
  組卷：9引用：2難度：0.5

  解析

• 2．用圖（a）所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律：
  （1）某同學通過實驗得到如圖（b）所示的a-F圖象，造成這一結果的原因是：在平衡摩擦力時木板與水平桌面間的傾角

  （填“偏大”或“偏小”）。
  
  （2）該同學在平衡摩擦力后進行實驗，實際小車在運動過程中所受的拉力

  砝碼和盤的總重力（填“大于”、“小于”或“等于”），為了便于探究、減小誤差，應使小車質量M與砝碼和盤的總質量m滿足

  的條件。
  （3）某同學得到如圖（c）所示的紙帶，已知打點計時器電源頻率為50Hz.A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個連續(xù)的點。Δs=s_DG-s_AD=

  cm.由此可算出小車的加速度a=

  m/s²（加速度a計算結果保留兩位有效數(shù)字）。
  
  組卷：736引用：27難度：0.5

  解析

• 3．如圖甲所示為“探究加速度與力、質量的關系”實驗裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)。實驗中保持鉤碼質量不變，通過在小車中增減重物來改變小車質量。鉤碼的質量為m,小車的質量為M，重力加速度為g。
  
  （1）下列說法正確的是

  （填字母序號）。
  A．每次在小車上增減重物時，應重新平衡摩擦力
  B．實驗時若使用打點計時器，應先釋放小車后接通電源
  C．本實驗M應遠小于m
  D．在用圖像探究加速度與質量關系時，應作a與

  1

  M

  關系圖像
  （2）實驗時，平衡摩擦后某同學改變了實驗設計，他認為可以使用多個鉤碼且保持鉤碼和小車的總質量不變，將懸掛的鉤碼依次移入小車，也可以完成實驗。將鉤碼移入小車后，剩余懸掛鉤碼質量為m₁，測量得到的a-m₁圖像如圖乙所示，設圖中直線部分的斜率為k,則鉤碼和小車的總質量為

  。
  （3）實驗中換用打點計時器得到的紙帶如圖丙所示，相鄰計數(shù)點間的時間間隔是0.1s,圖中長度單位是cm,由此可以算出N點的速度是

  m/s,小車運動的加速度是

  m/s²（結果均保留兩位有效數(shù)字）。
  組卷：2引用：2難度：0.5

  解析

• 9．為了探究物體質量一定時加速度與力的關系，甲、乙兩同學設計了如圖1所示的實驗裝置。其中M為帶滑輪的小車的質量，m為砂和砂桶的質量，m₀為滑輪的質量。力傳感器可測出輕繩中的拉力大小。
  
  （1）實驗時，一定要進行的操作是

  。
  A．用天平測出砂和砂桶的質量
  B．將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力
  C．小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄力傳感器的示數(shù)
  D．為減小誤差，實驗中一定要保證砂和砂桶的質量m遠小于小車的質量M
  （2）甲同學在實驗中得到如圖2所示的一條紙帶（相鄰兩計數(shù)點間還有四個點沒有畫出），已知打點計時器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為

  m/s²（結果保留三位有效數(shù)字）。
  （3）甲同學以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標，加速度a為縱坐標，畫出的a-F圖象（如圖3）是一條直線，圖線與橫坐標的夾角為θ，求得圖線的斜率為k,則小車的質量為

  （填寫字母）。
  A．

  1

  tanθ

  
  B．

  2

  tanθ

  -m₀
  C．

  2

  k

  -m₀
  D．

  2

  k

  
  （4）乙同學根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出如圖4所示的a-F圖線，該同學做實驗時存在的問題是

  （填寫字母）。
  A．沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠
  B．砂和砂桶的質量m沒有遠小于小車的質量M
  C．平衡摩擦力時木板沒有滑輪的一端墊的過高
  D．先釋放小車，后接通電源
  組卷：150引用：3難度：0.6

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• 10．某同學利用如圖甲所示裝置測物塊與木板間的動摩擦因數(shù)。打點計時器所用交流電的頻率為f。實驗中所用鉤碼相同，每個鉤碼的質量為m,共有k個。重力加速度為g
  
  （1）長木板放在水平桌面上。帶有定滑輪的一端伸到桌面外。打點計時器固定在長木板沒有定滑輪的一端。物塊靠近打點計時器，物塊連接紙帶、紙帶穿過打點計時器，細線一端與木塊相連。另一端跨過定滑輪掛上鉤碼，其余鉤碼都疊放在物塊上。調節(jié)定滑輪的高度，使

  ，接通電源，釋放紙帶，打出的一條紙帶如圖乙所示。在該紙帶上每隔4個點取一個計數(shù)點，在測量計數(shù)點間的距離時，該同學不小心將計數(shù)點“3“弄模糊，于是他測出了其它計數(shù)點間的距離并標在紙帶上，則由測出的數(shù)據(jù)求出物塊運動的加速度大小為a=

  （用x_l，x₂，x₅，x₆表示）
  （2）保持懸掛的鉤碼和放在木塊上的鉤碼總數(shù)不變。將物塊上的鉤碼逐個移到懸掛鉤碼端。更換紙帶，重復上述步驟記錄每次懸掛鉤碼的個數(shù)n并求出對應測得的加速度a,并作出a-n圖象，如圖丙所示。a₀、n₀為已知量。由圖線得到μ=

  。由此圖象還可以求出物塊的質量M=

  -
  組卷：32引用：3難度：0.4

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