4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系 同步课时作业训练— 2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（word含答案）
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| 名称 | 4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系 同步课时作业训练— 2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（word含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 327.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-08-17 06:13:51 | ||
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文档简介
2021-2022年高一物理同步课时作业训练（人教版2019）
4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系
一、单选题。本大题共10小题，每小题只有一个选项符合题意。
1．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
2．如图所示小车打点计时器一电池是某同学利用教材提供的方案进行“探究加速度与力、质量的关系”实验时，正要打开夹子时的情况，某同学指出了实验时的几个错误，其说法不正确的是（ ）
A．实验前没有平衡摩擦力
B．拉小车的细线应平行于水平桌面
C．实验电源应为交流电源
D．小车应靠近打点计时器且打点计时器应距左端较近
3．某同学采用如图1所示的装置探究物体的加速度与所受合力的关系false用砂桶和砂的重力充当小车所受合力F；通过分析打点计时器打出的纸带，测量加速度false分别以合力F?和加速度a作为横轴和纵轴，建立坐标系false根据实验中得到的数据描出如图2所示的点迹，结果跟教材中的结论不完全一致false该同学列举产生这种结果的可能原因如下（ ）
false在平衡摩擦力时将木板右端垫得过高；
false没有平衡摩擦力或者在平衡摩擦力时将木板右端垫得过低；
false测量小车的质量或者加速度时的偶然误差过大；
false砂桶和砂的质量过大，不满足砂桶和砂的质量远小于小车质量的实验条件．
通过进一步分析，你认为比较合理的原因可能是（ ）
A．false和false B．false和false C．false和false D．false和false
4．在探究加速度与物体质量和外力的关系的实验中，下列做法和理由正确的是( )
A．实验中所用电源为低压直流电源
B．可以将装有砂子的小桶用钩码代替，这样会使实验更加方便
C．实验结果不用a－M图象，而是false图象，是为了便于根据图象直观地作出判断
D．小车运动的加速度可用天平测出小桶和砂的质量(M′和m′)以及小车质量M后直接用公式false求出
5．物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科，在物理学的探索和发现过程中，科学家们运用了许多研究方法如：理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、科学假说法和建立物理模型法等。以下关于物理学研究方法的叙述中正确的是
A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是微元法
B．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，这里运用了假设法
C．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，再把各小段位移相加，这里运用了理想模型法
D．根据速度定义式false，当Δt→0时，false就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法
6．利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系，下列说法正确的是（ ）
A．保持小车所受拉力不变，只改变小车的质量，就可以探究加速度与力、质量的关系
B．保持小车质量不变，只改变小车的拉力，就可以探究加速度与力、质量的关系
C．先保持小车所受拉力不变，探究加速度与力的关系；再保持小车质量不变，探究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系
D．先保持小车质量不变，探究加速度与力的关系；再保持小车所受拉力不变，探究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系
7．下列关于“探究加速度与力、质量的关系”实验的说法中，正确的是
A．在探究加速度与质量的关系时，应该改变拉力的大小
B．在探究加速度与质量的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a－false图象
C．在探究加速度与力的关系时，只需测量一次，记录一组数据即可
D．在探究加速度与力的关系时，作a－F图象应该用折线将所描的点依次连接
8．某学生做“验证牛顿第二定律”的实验在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大．他所得到的a-F关系可用下列哪根图线表示？图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力．_______
A．B．C． D．
9．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中：某组同学用如图所示装置，采用控制变量的方法，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到的力的关系，下列措施中正确的是（ ）
①首先要平衡摩擦力，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力
②平衡摩擦力的方法就是，在砂桶中添加砝码，使小车能匀速滑动
③每次改变拉小车的拉力后都需要重新平衡摩擦力
④实验中通过在砂桶中增加砝码来改变小车受到的拉力
⑤实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源
⑥实验中绳子拉力方向跟平板平行
A．①④⑤ B．②③⑥ C．①③⑥ D．①④⑥
10．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
二、多选题。本大题共3小题，每小题有一个选项或多个选项符合题意。
11．在探究加速度与力、质量的关系时，按实验要求组装好器材后，应按一定步骤进行实验，下述操作步骤的合理顺序是（ ）
①保持重物的质量不变，在小车里加砝码，测出加速度，重复几次
②保持小车质量不变，改变重物的质量，测出加速度，重复几次
③用天平测出小车和重物的质量
④平衡摩擦力，使小车近似做匀速直线运动
⑤挂上重物，接通打点计时器的电源，放开小车，在纸带上打下一系列的点
⑥根据测量的数据，分别画出false图线和false图线
A．③④⑤①②⑥ B．③⑤④①②⑥
C．③⑤④②①⑥ D．③④⑤②①⑥
12．经过对加速度与物体的质量和合外力的关系的探究学习，已经知道物体的加速度a与物体受的力F及物体的质量m满足的关系式a∝F，a∝false。如果在光滑的水平面上有一质量为m的物体受到水平力F作用，从静止开始在t时间内移动了x距离，今要使距离变为4x可采用以下哪一种方法( )
A．只将水平恒力增为4F
B．只将物体质量减为原来的一半
C．只将作用时间增为2t
D．只将作用时间增为4t
13．如图是某些同学根据实验数据画出的图像，下列说法中正确的是（ ）
A．形成图甲的原因是补偿阻力时长木板倾角过大
B．形成图乙的原因是补偿阻力时长木板倾角过小
C．形成图丙的原因是所挂槽码质量远小于小车质量
D．形成图丁的原因是所挂槽码质量与小车质量相当
三、实验题。本大题共4小题，解答过程必修有必要的文字说明，公式和解题过程。
14．某实验小组利用图（a）所示实验装置探究加速度与力、质量的关系。
（1）下列做法正确的是__________。
A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B．在调节木板倾斜度来平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的小桶通过定滑轮拴在木块上
C．实验时，先放开木块，再接通打点计时器的电源
（2）为使小桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是:小桶及桶内砝码的总质量___________（选填“远大于”“远小于”或“近似等于”）木块和木块上砝码的总质量。
（3）甲、乙两同学分别用此装置研究加速度a与拉力F的关系。实验中，木块上均未放砝码，没有平衡摩擦力，分别得到图（b）中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为false甲、false乙，由图（b）可知，m甲___________m乙，false甲________false乙（均选填“大于”“小于”或“等于”）
15．在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，小车质量M和重物质量m分别选取下列四组值∶
①M=500g，m分别为70g、100g、125g、150g
②M=500g，m分别为20g、30g、40g、50g
③M=200g，m分别为70g、75g、100g、125g
④M=200g，m分别为30g、40g、50g、60g
在其他操作都相同且正确的情况下，选用___________组值测量后所作出的图像较准确。在选用此组值时，m取__________时实验误差较大。
16．为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图1所示的实验装置，其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。（滑轮质量不计）
（1）实验时，可以不要进行的操作是______。
A．用天平测出砂和砂桶的质量
B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数
D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带
E.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
（2）该同学在实验中得到如图2所示的一条纸带（两计数点间还有两个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为______false2（结果保留两位有效数字）。
（3）以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的如上图丙图象是一条直线，由图线与横坐标的夹角，求得图线的斜率为k，则小车的质量为______。
17．如图为用拉力传感器（能测量拉力的仪器）和速度传感器（能测量瞬时速度的仪器）探究“加速度与物体受力的关系”的实验装置。用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，在长木板上相距L＝48.0 cm的A、B两点各安装一个速度传感器，分别记录小车到达A、B时的速率。
(1)实验主要步骤如下：
①将拉力传感器固定在小车上。
②平衡摩擦力，让小车在不受拉力时做________运动。
③把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；为保证细线的拉力不变，必须调节滑轮的高度使_________。
④接通电源后自C点释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB。
⑤改变所挂钩码的数量，重复④的操作。
(2)下表中记录了实验测得的几组数据，false是两个速度传感器记录速率的平方差，则加速度的表达式a＝________；请将表中第4次的实验数据填写完整（结果保留三位有效数字）。
次数
F/N
false /（m2·s－2）
a/（m·s－2）
1
0.60
0.77
0.80
2
1.04
1.61
1.68
3
1.42
2.34
2.44
4
2.62
4.65
______
5
3.00
5.49
5.72
(3)由表中数据，在坐标纸上作出a－F关系图线。
(4)对比实验结果与理论计算得到的关系图线（图中已画出理论图线）。造成上述偏差的原因除了拉力传感器读数可能偏大外，还可能是____________。
参考答案
1．A
【解析】由于涉及多个变量，探究加速度与力的关系时，控制质量不变而改变力的大小；探究加速度与质量的关系时，控制力不变而改变质量，实验应用了控制变量法，故A正确．
故选：A。
2．D
【解析】A．木板水平放置，实验前没有平衡摩擦力，故A正确；
B．如果细线不保持水平，那么小车的合力就不等于绳子的拉力．小车的合力就不能正确测量，故B正确；
C．电火花和电磁计时器都使用交流电源，故C正确；
D．小车应靠近打点计时器且打点计时器应距左端较远，这样便于小车运动一段过程，从而能准确测量小车的加速度，减小误差，故D错误。
故选D。
3．A
【解析】根据实验中得到的数据描出如图2所示的点迹可知：
1、图线不经过原点，当拉力为零时，加速度不为零，知平衡摩擦力过度，即长木板的末端抬得过高了false故false正确；
2、曲线上部出现弯曲现象，随着F的增大，即砂和砂桶质量的增大，不在满足砂和砂桶远小于小车的质量，因此曲线上部出现弯曲现象false故false正确；
故选A。
4．C
【解析】A．打点计时器需要低压交流电源，A错误；
B．若用钩码代替装有砂子的小桶进行实验，由于钩码的质量太大，不利于进行调节拉力的大小，B错误；
C．在作用力相同的情况下，质量越大，速度的变化越慢，加速度越小，两者可能成反比，则用false图象更容易判断，C正确；
D．本实验是探究a与F、m的关系，直接运用牛顿第二定律false求出a是不对的，这是一种逻辑错误，D错误。
故选C。
5．D
【解析】A中采用了理想模型法；B中采用控制变量法；C中采用了微元法；D中是极限思维法；
故选D.
6．D
【解析】A. 保持小车所受拉力不变，只改变小车的质量，只能探究加速度与质量的关系，故A错误；
B. 保持小车质量不变，只改变小车的拉力，只能探究加速度与力的关系，故B错误；
CD. 先保持小车质量不变，探究加速度与力的关系；再保持小车所受拉力不变，探究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系，这是利用控制变量法研究加速度与力和质量的关系，故C错误，D正确。
故选D。
7．B
【解析】A.探究加速度与质量的关系时，应该控制力不变，故A错误．
B.在研究两个变量之间的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出直线图形．探究加速度与质量的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a-1/m图象，故B正确；
C.在探究加速度与力的关系时，需测量至少5次，记录五组数据，画出图象，根据图象探究关系．故C错误．
D.探究加速度与力的关系时，作a-F图象应该将点拟合成一条倾斜的直线．故D错误．故选B．
8．C
【解析】把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大，那么小车的重力沿斜面分力就会大于摩擦力，在没有绳子拉力时，小车已有了加速度．
故选C．
9．D
【解析】实验时首先要平衡摩擦力，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力，故①正确；平衡摩擦力的方法就是，小车与纸带相连，小车前面不挂小桶，把小车放在斜面上给小车一个初速度，看小车能否做匀速直线运动，故②错误；每次改变拉小车的拉力后都不需要重新平衡摩擦力，故③错误；实验中通过在砂桶中增加砝码来改变小车受到的拉力是正确的，故④正确；实验中应先接通电源，后放开小车，故⑤错误；实验中绳子拉力方向跟平板平行，故⑥正确。
故选D．
10．B
【解析】从图象可知，图象纵轴的截距大于0，即在拉力F=0时物体的加速度大于0，此时物体力受合外力大于0，说明平衡摩擦力时，长木板倾角过大，重力的下滑分力大于摩擦力（平衡摩擦力过度），B正确。
故选B。
11．AD
【解析】对于实验步骤要先安装器材，再进行实验的逻辑顺序进行，不能颠倒逻辑顺序，要有利于减小实验误差；但是探究false与false的关系与探究false与false的关系的顺序可互换．
A． ③④⑤①②⑥，与结论相符，选项A正确；
B．③⑤④①②⑥，与结论不相符，选项B错误；
C．③⑤④②①⑥，与结论不相符，选项C错误；
D．③④⑤②①⑥，与结论相符，选项D正确；
12．AC
【解析】当质量m、作用时间不变时，作用力增为4F，由于false，所以加速度a增为原来的4倍。根据
false
得距离变为4x；
当F、m不变时，a不变，时间变为2t时，根据
false
得距离变为4x，故选AC。
13．AD
【解析】A．图甲a?F图像中，当F=0时，加速度a≠0，说明F=0时，小车受到的合力已不等于零，即补偿阻力时长木板倾角过大，使小车重力沿斜面向下的分力大于阻力，A正确；
B．图乙false 时，m趋于无穷大，在有限的力F下有不为0的加速度，说明重力沿斜面向下的分力大于阻力，即补偿阻力时长木板倾角过大，B错误；
CD．图丙、丁中图线弯曲的原因均是不满足所挂槽码质量远小于小车质量，槽码重力不近似等于小车所受合力， C错误D正确。
故选AD。
14．A 远小于 小于 大于
【解析】(1)[1]A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，A正确；
B．在调节木板倾斜度来平衡木块受到的滑动摩擦力时，不能将装有砝码的小桶通过定滑轮拴在木块上，B错误；
C．实验时，应先接通打点计时器的电源，再放开木块，C错误。
故选A。
(2)[2]设小桶及桶内砝码的总质量为m，木块和木块上砝码的总质量M，对整体及木块分别由牛顿第二定律可得
false
false
联立可得
false
只有当false时，才有false，即应满足小桶及桶内砝码的总质量远小于木块和木块上砝码的总质量。
(3)[3][4]未平衡摩擦力，整体由牛顿第二定律可得
false
化简可得
false
图线斜率的倒数表示木块的质量，甲图线斜率较大，即m甲false乙。
15．B 50g
【解析】[1]在做本实验时，是把砝码的重力当作小车受到的合外力来用了；以整体为对象：
false
则小车的加速度为
false
当false 可以近似认为
false
所以砝码和砝码盘质量应远小于小车的质量，则符合题意的是B；
[2]当m越接近M的数值时误差就越大，所以在选用此组值时，m取50g时实验误差较大．
16．A E 1.3 false
【解析】（1）[1]AE．本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，故AE错误，符合题意；
B．该题是弹簧测力计测出拉力，从而表示小车受到的合外力，故需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确，不符合题意；
C．打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要记录弹簧测力计的示数，故C正确，不符合题意；
D．改变砂和砂桶质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F变化关系，故D正确，不符合题意。
故选AE。
（2）[2]由于两计数点间还有两个点没有画出，计数点间的时间间隔
false
由
false
可知，加速度为
false
（3）[3]由于
false
则有
false
对false图来说，有
false
故小车质量为
false
17．匀速直线 细线与长木板平行 false 4.84（4.83~4.85之间也算对） 没有完全平衡摩擦力
【解析】(1)②[1]平衡摩擦力完成的依据是小车在不受拉力作用时恰好做匀速直线运动。
③[2]为保证细线的拉力不变，细线必须与长木板平行。
(2)[3][4]由匀变速直线运动速度与位移的关系
false
可得
a＝false
将
false，L＝0.48 m代入后，可得
a≈4.84 m/s2.
(3)[5]如图所示。
(4)[6]由作出的a－F图象可知，当拉力F已经大于0时，小车的加速度仍然为0，故可能的原因是没有完全平衡摩擦力。
4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系
一、单选题。本大题共10小题，每小题只有一个选项符合题意。
1．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
2．如图所示小车打点计时器一电池是某同学利用教材提供的方案进行“探究加速度与力、质量的关系”实验时，正要打开夹子时的情况，某同学指出了实验时的几个错误，其说法不正确的是（ ）
A．实验前没有平衡摩擦力
B．拉小车的细线应平行于水平桌面
C．实验电源应为交流电源
D．小车应靠近打点计时器且打点计时器应距左端较近
3．某同学采用如图1所示的装置探究物体的加速度与所受合力的关系false用砂桶和砂的重力充当小车所受合力F；通过分析打点计时器打出的纸带，测量加速度false分别以合力F?和加速度a作为横轴和纵轴，建立坐标系false根据实验中得到的数据描出如图2所示的点迹，结果跟教材中的结论不完全一致false该同学列举产生这种结果的可能原因如下（ ）
false在平衡摩擦力时将木板右端垫得过高；
false没有平衡摩擦力或者在平衡摩擦力时将木板右端垫得过低；
false测量小车的质量或者加速度时的偶然误差过大；
false砂桶和砂的质量过大，不满足砂桶和砂的质量远小于小车质量的实验条件．
通过进一步分析，你认为比较合理的原因可能是（ ）
A．false和false B．false和false C．false和false D．false和false
4．在探究加速度与物体质量和外力的关系的实验中，下列做法和理由正确的是( )
A．实验中所用电源为低压直流电源
B．可以将装有砂子的小桶用钩码代替，这样会使实验更加方便
C．实验结果不用a－M图象，而是false图象，是为了便于根据图象直观地作出判断
D．小车运动的加速度可用天平测出小桶和砂的质量(M′和m′)以及小车质量M后直接用公式false求出
5．物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科，在物理学的探索和发现过程中，科学家们运用了许多研究方法如：理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、科学假说法和建立物理模型法等。以下关于物理学研究方法的叙述中正确的是
A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是微元法
B．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，这里运用了假设法
C．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，再把各小段位移相加，这里运用了理想模型法
D．根据速度定义式false，当Δt→0时，false就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法
6．利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系，下列说法正确的是（ ）
A．保持小车所受拉力不变，只改变小车的质量，就可以探究加速度与力、质量的关系
B．保持小车质量不变，只改变小车的拉力，就可以探究加速度与力、质量的关系
C．先保持小车所受拉力不变，探究加速度与力的关系；再保持小车质量不变，探究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系
D．先保持小车质量不变，探究加速度与力的关系；再保持小车所受拉力不变，探究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系
7．下列关于“探究加速度与力、质量的关系”实验的说法中，正确的是
A．在探究加速度与质量的关系时，应该改变拉力的大小
B．在探究加速度与质量的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a－false图象
C．在探究加速度与力的关系时，只需测量一次，记录一组数据即可
D．在探究加速度与力的关系时，作a－F图象应该用折线将所描的点依次连接
8．某学生做“验证牛顿第二定律”的实验在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大．他所得到的a-F关系可用下列哪根图线表示？图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力．_______
A．B．C． D．
9．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中：某组同学用如图所示装置，采用控制变量的方法，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到的力的关系，下列措施中正确的是（ ）
①首先要平衡摩擦力，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力
②平衡摩擦力的方法就是，在砂桶中添加砝码，使小车能匀速滑动
③每次改变拉小车的拉力后都需要重新平衡摩擦力
④实验中通过在砂桶中增加砝码来改变小车受到的拉力
⑤实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源
⑥实验中绳子拉力方向跟平板平行
A．①④⑤ B．②③⑥ C．①③⑥ D．①④⑥
10．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
二、多选题。本大题共3小题，每小题有一个选项或多个选项符合题意。
11．在探究加速度与力、质量的关系时，按实验要求组装好器材后，应按一定步骤进行实验，下述操作步骤的合理顺序是（ ）
①保持重物的质量不变，在小车里加砝码，测出加速度，重复几次
②保持小车质量不变，改变重物的质量，测出加速度，重复几次
③用天平测出小车和重物的质量
④平衡摩擦力，使小车近似做匀速直线运动
⑤挂上重物，接通打点计时器的电源，放开小车，在纸带上打下一系列的点
⑥根据测量的数据，分别画出false图线和false图线
A．③④⑤①②⑥ B．③⑤④①②⑥
C．③⑤④②①⑥ D．③④⑤②①⑥
12．经过对加速度与物体的质量和合外力的关系的探究学习，已经知道物体的加速度a与物体受的力F及物体的质量m满足的关系式a∝F，a∝false。如果在光滑的水平面上有一质量为m的物体受到水平力F作用，从静止开始在t时间内移动了x距离，今要使距离变为4x可采用以下哪一种方法( )
A．只将水平恒力增为4F
B．只将物体质量减为原来的一半
C．只将作用时间增为2t
D．只将作用时间增为4t
13．如图是某些同学根据实验数据画出的图像，下列说法中正确的是（ ）
A．形成图甲的原因是补偿阻力时长木板倾角过大
B．形成图乙的原因是补偿阻力时长木板倾角过小
C．形成图丙的原因是所挂槽码质量远小于小车质量
D．形成图丁的原因是所挂槽码质量与小车质量相当
三、实验题。本大题共4小题，解答过程必修有必要的文字说明，公式和解题过程。
14．某实验小组利用图（a）所示实验装置探究加速度与力、质量的关系。
（1）下列做法正确的是__________。
A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B．在调节木板倾斜度来平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的小桶通过定滑轮拴在木块上
C．实验时，先放开木块，再接通打点计时器的电源
（2）为使小桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是:小桶及桶内砝码的总质量___________（选填“远大于”“远小于”或“近似等于”）木块和木块上砝码的总质量。
（3）甲、乙两同学分别用此装置研究加速度a与拉力F的关系。实验中，木块上均未放砝码，没有平衡摩擦力，分别得到图（b）中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为false甲、false乙，由图（b）可知，m甲___________m乙，false甲________false乙（均选填“大于”“小于”或“等于”）
15．在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，小车质量M和重物质量m分别选取下列四组值∶
①M=500g，m分别为70g、100g、125g、150g
②M=500g，m分别为20g、30g、40g、50g
③M=200g，m分别为70g、75g、100g、125g
④M=200g，m分别为30g、40g、50g、60g
在其他操作都相同且正确的情况下，选用___________组值测量后所作出的图像较准确。在选用此组值时，m取__________时实验误差较大。
16．为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图1所示的实验装置，其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。（滑轮质量不计）
（1）实验时，可以不要进行的操作是______。
A．用天平测出砂和砂桶的质量
B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数
D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带
E.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
（2）该同学在实验中得到如图2所示的一条纸带（两计数点间还有两个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为______false2（结果保留两位有效数字）。
（3）以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的如上图丙图象是一条直线，由图线与横坐标的夹角，求得图线的斜率为k，则小车的质量为______。
17．如图为用拉力传感器（能测量拉力的仪器）和速度传感器（能测量瞬时速度的仪器）探究“加速度与物体受力的关系”的实验装置。用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，在长木板上相距L＝48.0 cm的A、B两点各安装一个速度传感器，分别记录小车到达A、B时的速率。
(1)实验主要步骤如下：
①将拉力传感器固定在小车上。
②平衡摩擦力，让小车在不受拉力时做________运动。
③把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；为保证细线的拉力不变，必须调节滑轮的高度使_________。
④接通电源后自C点释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB。
⑤改变所挂钩码的数量，重复④的操作。
(2)下表中记录了实验测得的几组数据，false是两个速度传感器记录速率的平方差，则加速度的表达式a＝________；请将表中第4次的实验数据填写完整（结果保留三位有效数字）。
次数
F/N
false /（m2·s－2）
a/（m·s－2）
1
0.60
0.77
0.80
2
1.04
1.61
1.68
3
1.42
2.34
2.44
4
2.62
4.65
______
5
3.00
5.49
5.72
(3)由表中数据，在坐标纸上作出a－F关系图线。
(4)对比实验结果与理论计算得到的关系图线（图中已画出理论图线）。造成上述偏差的原因除了拉力传感器读数可能偏大外，还可能是____________。
参考答案
1．A
【解析】由于涉及多个变量，探究加速度与力的关系时，控制质量不变而改变力的大小；探究加速度与质量的关系时，控制力不变而改变质量，实验应用了控制变量法，故A正确．
故选：A。
2．D
【解析】A．木板水平放置，实验前没有平衡摩擦力，故A正确；
B．如果细线不保持水平，那么小车的合力就不等于绳子的拉力．小车的合力就不能正确测量，故B正确；
C．电火花和电磁计时器都使用交流电源，故C正确；
D．小车应靠近打点计时器且打点计时器应距左端较远，这样便于小车运动一段过程，从而能准确测量小车的加速度，减小误差，故D错误。
故选D。
3．A
【解析】根据实验中得到的数据描出如图2所示的点迹可知：
1、图线不经过原点，当拉力为零时，加速度不为零，知平衡摩擦力过度，即长木板的末端抬得过高了false故false正确；
2、曲线上部出现弯曲现象，随着F的增大，即砂和砂桶质量的增大，不在满足砂和砂桶远小于小车的质量，因此曲线上部出现弯曲现象false故false正确；
故选A。
4．C
【解析】A．打点计时器需要低压交流电源，A错误；
B．若用钩码代替装有砂子的小桶进行实验，由于钩码的质量太大，不利于进行调节拉力的大小，B错误；
C．在作用力相同的情况下，质量越大，速度的变化越慢，加速度越小，两者可能成反比，则用false图象更容易判断，C正确；
D．本实验是探究a与F、m的关系，直接运用牛顿第二定律false求出a是不对的，这是一种逻辑错误，D错误。
故选C。
5．D
【解析】A中采用了理想模型法；B中采用控制变量法；C中采用了微元法；D中是极限思维法；
故选D.
6．D
【解析】A. 保持小车所受拉力不变，只改变小车的质量，只能探究加速度与质量的关系，故A错误；
B. 保持小车质量不变，只改变小车的拉力，只能探究加速度与力的关系，故B错误；
CD. 先保持小车质量不变，探究加速度与力的关系；再保持小车所受拉力不变，探究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系，这是利用控制变量法研究加速度与力和质量的关系，故C错误，D正确。
故选D。
7．B
【解析】A.探究加速度与质量的关系时，应该控制力不变，故A错误．
B.在研究两个变量之间的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出直线图形．探究加速度与质量的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a-1/m图象，故B正确；
C.在探究加速度与力的关系时，需测量至少5次，记录五组数据，画出图象，根据图象探究关系．故C错误．
D.探究加速度与力的关系时，作a-F图象应该将点拟合成一条倾斜的直线．故D错误．故选B．
8．C
【解析】把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大，那么小车的重力沿斜面分力就会大于摩擦力，在没有绳子拉力时，小车已有了加速度．
故选C．
9．D
【解析】实验时首先要平衡摩擦力，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力，故①正确；平衡摩擦力的方法就是，小车与纸带相连，小车前面不挂小桶，把小车放在斜面上给小车一个初速度，看小车能否做匀速直线运动，故②错误；每次改变拉小车的拉力后都不需要重新平衡摩擦力，故③错误；实验中通过在砂桶中增加砝码来改变小车受到的拉力是正确的，故④正确；实验中应先接通电源，后放开小车，故⑤错误；实验中绳子拉力方向跟平板平行，故⑥正确。
故选D．
10．B
【解析】从图象可知，图象纵轴的截距大于0，即在拉力F=0时物体的加速度大于0，此时物体力受合外力大于0，说明平衡摩擦力时，长木板倾角过大，重力的下滑分力大于摩擦力（平衡摩擦力过度），B正确。
故选B。
11．AD
【解析】对于实验步骤要先安装器材，再进行实验的逻辑顺序进行，不能颠倒逻辑顺序，要有利于减小实验误差；但是探究false与false的关系与探究false与false的关系的顺序可互换．
A． ③④⑤①②⑥，与结论相符，选项A正确；
B．③⑤④①②⑥，与结论不相符，选项B错误；
C．③⑤④②①⑥，与结论不相符，选项C错误；
D．③④⑤②①⑥，与结论相符，选项D正确；
12．AC
【解析】当质量m、作用时间不变时，作用力增为4F，由于false，所以加速度a增为原来的4倍。根据
false
得距离变为4x；
当F、m不变时，a不变，时间变为2t时，根据
false
得距离变为4x，故选AC。
13．AD
【解析】A．图甲a?F图像中，当F=0时，加速度a≠0，说明F=0时，小车受到的合力已不等于零，即补偿阻力时长木板倾角过大，使小车重力沿斜面向下的分力大于阻力，A正确；
B．图乙false 时，m趋于无穷大，在有限的力F下有不为0的加速度，说明重力沿斜面向下的分力大于阻力，即补偿阻力时长木板倾角过大，B错误；
CD．图丙、丁中图线弯曲的原因均是不满足所挂槽码质量远小于小车质量，槽码重力不近似等于小车所受合力， C错误D正确。
故选AD。
14．A 远小于 小于 大于
【解析】(1)[1]A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，A正确；
B．在调节木板倾斜度来平衡木块受到的滑动摩擦力时，不能将装有砝码的小桶通过定滑轮拴在木块上，B错误；
C．实验时，应先接通打点计时器的电源，再放开木块，C错误。
故选A。
(2)[2]设小桶及桶内砝码的总质量为m，木块和木块上砝码的总质量M，对整体及木块分别由牛顿第二定律可得
false
false
联立可得
false
只有当false时，才有false，即应满足小桶及桶内砝码的总质量远小于木块和木块上砝码的总质量。
(3)[3][4]未平衡摩擦力，整体由牛顿第二定律可得
false
化简可得
false
图线斜率的倒数表示木块的质量，甲图线斜率较大，即m甲
15．B 50g
【解析】[1]在做本实验时，是把砝码的重力当作小车受到的合外力来用了；以整体为对象：
false
则小车的加速度为
false
当false 可以近似认为
false
所以砝码和砝码盘质量应远小于小车的质量，则符合题意的是B；
[2]当m越接近M的数值时误差就越大，所以在选用此组值时，m取50g时实验误差较大．
16．A E 1.3 false
【解析】（1）[1]AE．本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，故AE错误，符合题意；
B．该题是弹簧测力计测出拉力，从而表示小车受到的合外力，故需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确，不符合题意；
C．打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要记录弹簧测力计的示数，故C正确，不符合题意；
D．改变砂和砂桶质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F变化关系，故D正确，不符合题意。
故选AE。
（2）[2]由于两计数点间还有两个点没有画出，计数点间的时间间隔
false
由
false
可知，加速度为
false
（3）[3]由于
false
则有
false
对false图来说，有
false
故小车质量为
false
17．匀速直线 细线与长木板平行 false 4.84（4.83~4.85之间也算对） 没有完全平衡摩擦力
【解析】(1)②[1]平衡摩擦力完成的依据是小车在不受拉力作用时恰好做匀速直线运动。
③[2]为保证细线的拉力不变，细线必须与长木板平行。
(2)[3][4]由匀变速直线运动速度与位移的关系
false
可得
a＝false
将
false，L＝0.48 m代入后，可得
a≈4.84 m/s2.
(3)[5]如图所示。
(4)[6]由作出的a－F图象可知，当拉力F已经大于0时，小车的加速度仍然为0，故可能的原因是没有完全平衡摩擦力。