4.2实验：探究加速度与力、质量的关系课时练习—湖南省邵阳武冈市展辉学校2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（word含答案）
文档属性
| 名称 | 4.2实验：探究加速度与力、质量的关系课时练习—湖南省邵阳武冈市展辉学校2020-2021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 | 361.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-02 00:01:22 | ||
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文档简介
湖南武冈市展辉学校2020-2021学年高一物理第四章运动与力的关系第2节实验：探究加速度与力、质量的关系课时练习（人教版Word版，含答案）
一、单选题
1．实验“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示，用该装置研究小车的加速度a与质量M的关系时，下列说法中错误的是
A．实验时，应先接通电源，再释放小车
B．打点计时器应接在学生电源的直流输出端
C．在探究加速度a与质量M的关系时，应保证小车的合力大小不变
D．在探究加速度a与质量M的关系时，为了直观判断二者间的关系，作出a－图象
2．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，在研究小车的加速度和小车的质量的关系时，由于没有始终满足（为砝码盘及砝码的质量）的条件，结果得到的图像应是下列图中的（ ）
A．B．C．D．
3．某小组利用如图所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，下列说法正确的是
A．调整定滑轮的高度，使细线与长木板平行
B．不需要平衡摩擦力
C．先释放小车，再启动打点计时器
D．小车的质量应远小于小盘和砝码的总质量
4．如图甲所示为某同学研究物体加速度与力和质量关系的实验装置示意图，图乙是该装置的俯视图。两个相同的小车，放在水平桌面上，前端各系一条轻细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里可放砝码。两个小车通过细绳用夹子固定，打开夹子，小盘和砝码牵引小车同时开始做匀加速直线运动，闭合夹子，两小车同时停止运动。实验中平衡摩擦力后，可以通过在小盘中增减砝码来改变小车所受的合力，也可以通过增减小车中的砝码来改变小车的总质量。该同学记录的实验数据如下表所示，则下列说法中正确的是（ ）
实验次数 小车1总质量 m1/g 小车2总质量 m2/g 小车1受合力F1/N 小车2受合力F2/N 小车1位移x1/cm 小车2位移x2/cm
1 250 250 0.10 0.20 20.1 39.8
2 250 250 0.10 0.30 15.2 44.5
3 250 250 0.20 0.30 19.8 30.8
4 250 500 0.10 0.10 20.0 39.7
5 300 400 0.10 0.10 20.3 15.1
6 300 500 0.10 0.10 30.0 18.0
A．研究小车的加速度与合外力的关系可以利用1、2、3 三次实验数据
B．研究小车的加速度与小车总质量的关系可以利用2、3、6三次实验数据
C．对于“合外力相同的情况下，小车质量越大，小车的加速度越小”的结论，可以由第1次实验中小车1的位移数据和第6次实验中小车2的位移数据进行比较得出
D．通过对表中数据的分析，可以判断出第4次实验数据的记录不存在错误
5．如图（a）为“用DIS研究加速度和力的关系”的实验装置。某实验小组改变所挂钩码的数量，多次重复测量，绘出如图（b）所示的图像。引起误差的主要原因是（ ）
A．小车与轨道之间存在摩擦 B．先点击“记录数据”，后释放小车
C．所挂钩码的总质量太大 D．所用小车的质量太大
6．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学组装了如图所示的装置．下列说法中正确的是( )
A．小车释放时应靠近定滑轮
B．平衡摩擦力时应将砝码盘与小车相连
C．电磁打点计时器应使用低于6V的直流电源供电
D．砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量
7．在物理学的发展过程中，科学家们创造出了许多物理学研究方法，以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是（ ）
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叫微元法
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，该实验采用了假设法
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，然后把各小段的位移相加，这里采用了理想模型法
D．伽利略认为自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上的运动，再根据铜球在斜面上的运动规律得出自由落体的运动规律，这里采用了实验和逻辑推理相结合的方法
8．如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系，使用的科学方法是
A．理想模型法 B．控制变量法 C．微元法 D．对称法
9．物理概念的提出或物理规补的研究中，常用一些方法来研究物理问题和物理过程，下列说法中错误的是（ ）
A．研究合力与分力的关系时，采用类比方法来研究
B．在不需要考虑物体本身的大小和形状，用质点来代替物体的方法叫理想模型法
C．伽利略对自由落体运动的研究，采用了实验和逻辑推理相结合的研究方法
D．在探究加速度、力、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，该实验运用了控制变量法
10．在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用控制变量法，当物体质量m不变时，测量物体加速度a与合外力F的关系，下图是两组实验得到的结果，下列说法正确的是（ ）
A．直线的斜率表示物体的质量m
B．加速度a与质量m成正比
C．加速度a与合外力F成反比
D．直线的斜率表示物体质量的倒数
11．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列做法中正确的是（ ）
A．实验时，先接通打点计时器电源，再放开小车
B．平衡摩擦力时，应将装砝码的砝码盘用细绳通过定滑轮系在小车上
C．改变小车的质量再次进行实验时，需要重新平衡摩擦力
D．砝码及砝码盘所受重力就是小车做加速运动的拉力
12．实验室用滑轮、小车、打点计时器、砂桶、细线、纸带等实验器材组成如图所示实验装置可以完成多个力学实验，利用该装置进行如下实验时，以下说法正确的是（ ）
A．在“研究匀变速直线运动”时必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力影响
B．在“研究匀变速直线运动”时必须使砂和砂桶总质量远小于小车的质量
C．在“探究加速度a与小车质量M关系”时每次改变小车质量之后要重新平衡摩擦力
D．在“探究加速度a与力F关系”时要调整滑轮高度使连接小车细线与木板平行
二、多选题
13．在“验证牛顿运动定律”的实验中，以下做法错误的是（ ）
A．平衡摩擦力时，应将小盘用细绳通过定滑轮系在小车上
B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源
D．求小车运动的加速度时，可用天平测出小盘的质量m′以及小车质量M，直接用公式a=g求出
14．某实验小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。
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．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码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
D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度
15．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列说法中正确的是（ ）
A．为了减小实验误差，悬挂物的质量应远小于车和砝码的质量
B．为减小小车、纸带受到摩擦力对实验的影响，需要把小车运动平面起始端抬高
C．实验结果采用描点法画图象，是为了减小误差
D．实验结果采用坐标作图，是为了便于根据图象直观地作出判断
16．为了探究加速度与力、质量的关系，甲、乙、丙三位同学分别设计了如图所示的实验装置，小车总质量用M表示（乙图中M包括小车与传感器，丙图中M包括小车和与小车固连的滑轮），钩码总质量用m表示．为便于测量合外力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与所受合外力成正比的结论，下列说法正确的是（）
A．三组实验中只有甲需要平衡摩擦力
B．三组实验都需要平衡摩擦力
C．三组实验中只有甲需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件
D．三组实验都需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件
三、填空题
17．探究加速度与力、质量的关系实验中结论加速度正比于______，加速度反比于______。
18．在研究物体的“加速度、力和质量”三个物理量的关系时，这种研究物质问题的科学方法是_____．
四、解答题
19．某同学在做“探究加速度与力的关系”和“探究加速度与质量的关系”实验时，把两个实验的数据都记录在表1中。数据是按加速度的大小排列的，两个实验的数据混在一起，而且有两个加速度数据模糊不清（表1中空格）。请你把这些数据分拆填入表2和表3中，如果模糊的加速度数据是正确的，其数值应该是多少？请填在表1中。
表1 实验记录
F/N m/kg a/（m·s ）
0.29 0.86 0.34
0.14 0.36 0.39
0.29 0.61 0.48
0.19 0.36 0.53
0.24 0.36
0.29 0.41 0.71
0.29 0.36 0.81
0.29 0.31
0.34 0.36 0.94
表2探究加速度与力的关系（条件： ）
表3探究加速度与质量的关系（条件： ）
20．实验中用抬高平板一端的方法来平衡摩擦力。当小车质量改变时，是否需要重新调整平板的倾斜程度？为什么？
参考答案
1．B
【详解】
A．实验时应先接通电源，然后再释放小车，故A正确；
B．电磁打点计时器应接电源的低压交流输出端，故B错误；
CD．在探究加速度a与质量M的关系时，应控制小车的合力不变，改变小车的质量M，要直观的反映这两个量之间的关系时，可以通过作图来解决，为了直观判断二者间的关系，应作出a－图象，故CD正确。
本题选错误的，故选B。
2．D
【详解】
本实验中小车的加速度
，
在研究加速度与质量的关系时，保持不变，由上式可知加速度与系统的质量成反比．如果横轴表示，则图像应是过坐标原点的直线，现将变形得
由此式可知，前面的系数和有关，在改变时会发生变化，它并不是常数，因此和不是正比关系，随着的增大，式中前面的系数会减小，因此图线偏离直线向下弯曲。但在时，，正比，所以在较大时（较小）图线近似为直线，故选D。
3．A
【详解】
A.调节细线与木板平行，使绳中拉力等于小车受到的合力，A正确；
B.为使拉力为小车受到的合力，需要平衡摩擦力，B错误；
C.应该先打开电源，再释放小车，C错误；
D.盘和砝码的总质量应远小于小车质量，D错误；
故选A。
4．A
【详解】
A．研究小车的加速度与合外力的关系需使小车的总质量相同，可以利用1、2、3 三次实验数据，故A正确；
B．研究小车的加速度与小车总质量的关系需使小车受到的合外力相同，可以利用4、5、6三次实验数据，故B错误；
C．由可知位移的大小反映加速度的大小。对于“合外力相同的情况下，小车质量越大，小车的加速度越小”的结论，可以由第5次或第6次实验中小车1和小车2的位移数据进行比较得出，故C错误；
D．第4次实验小车2的质量大，则其加速度小，其位移小，而数据记录中其位移大。故数据的记录存在错误，故D错误。
故选A。
5．A
【详解】
由图像可知，直线不过原点，即当外力F到达一定值时小车才会产生加速度，可知其原因是小车与轨道之间存在摩擦。
故选A。
6．D
【详解】
A、为了提高纸带的使用率，释放小车前小车要靠近打点计时器即远离滑轮一端，故A错误；
B、实验前应先平衡摩擦力，平衡摩擦力时不应挂砝码盘，故B错误；
C、打点计时器须使用交流电源，不能使用直流电源，故C错误；
D、根据牛顿第二定律得：设砝码的质量为m，小车的质量为M，则对砝码分析：对小车M分析：， 解得：，当时，即当重物重力要远小于小车的重力，绳子的拉力才近似等于重物的总重力，故应保证砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量，故D正确．
点睛：本题考查验证加速度与力和质是的关系，解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．
7．D
【详解】
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叫理想模型，A错误；
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，该实验采用了控制变量法，B错误；
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，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法，C错误；
D．伽利略认为自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上的运动，再根据铜球在斜面上的运动规律得出自由落体的运动规律，这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法，D正确；
故选D。
8．B
【详解】
在“探究加速度与力、质量的关系”，实验中采用的方法是控制变量法。
A.理想模型法不正确，故A错误；
B.控制变量法正确，故B正确；
C.微元法不正确，故C错误；
D.对称法不正确，故D错误；
9．A
【详解】
A．“合力和分力”的概念，采用等效替代方法，故A错误，符合题意；
B．质点是理想化的物理模型，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叫理想模型法，故B正确，不符合题意；
C．伽利略在研究自由落体运动时采用了逻辑推理、实验和数学结合的方法，故C正确，不符合题意；
D．在探究加速度、力、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，该实验运用了控制变量法，故D正确，不符合题意。
故选A。
10．D
【详解】
AD．根据
F=ma
可得，可知a-F图象是一条过原点的直线，直线的斜率为，即斜率的倒数等于物体的质量，故A错误，D正确；
BC．物体的加速度与作用力成正比，与质量成反比，故BC错误。
故选D。
11．A
【详解】
A．实验时，应先接通电源，再放开小车．由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于采集和处理数据，同时要求开始小车要靠近打点计时器，故A正确；
B．平衡摩擦力时，不要悬挂砝码盘，但小车应连着纸带且接通电源．用手轻轻推动小车，使小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动，故B错误；
C．每次改变小车的质量时，小车的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力，故C错误；
D．当砝码及砝码盘的总质量远小于小车的质量时，我们才可以认为小车的合力大小等于砝码及砝码盘的重力大小，故D错误．
故选：A。
12．D
【详解】
AB．在“研究匀变速直线运动”时，只需小车做匀变速直线运动，无需考虑摩擦力，也不需考虑小车受到的合力是否等于绳子的拉力，故也不需要使砂和砂桶总质量远小于小车的质量，故AB错误；
C．在“探究加速度a与小车质量M关系”实验过程中，在平衡摩擦力时，利用重力沿斜面向下的分力来平衡摩擦力，即
质量抵消，所以每次改变小车质量之后不要平衡摩擦力，故C错误；
D．在“探究加速度a与力F关系”时为了使得细线对小车的拉力等于小车受到的合力，要调整滑轮高度使连接小车细线与木板平行，故D正确。
故选D。
13．ACD
【详解】
A．平衡摩擦力时，应让小车自由下滑，使其匀速运动，此时小盘不能与小车连上，故A错误，符合题意；
B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，故B正确，不符合题意；
C．实验时，先接通打点计时器电源，再释放小车，故C错误，符合题意；
D．求小车运动的加速度时，可用天平测出小盘的质量m′以及小车质量M，根据牛顿第二定律，求出，故D错误，符合题意。
故选ACD。
14．AD
【详解】
A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，选项A正确；
B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，应该不挂砝码桶，只让小车拖着纸带在木板上做匀速运动即可，选项B错误；
C．实验时，先接通打点计时器的电源再放开木块，选项C错误；
D．平衡摩擦力时小车满足的关系是
两边可消掉m，则通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度，选项D正确。
故选AD。
15．ABCD
【分析】
“探究加速度与力、质量的关系”的实验采用控制变量法，实验了减小实验误差，悬挂物的质量应远小于车和砝码的总质量，实验需要平衡摩擦力，但不能过度，实验中使用图象法处理，可以减小误差，采用坐标作图，是为了根据图象直观地作出判断二者是否成正比关系．
【详解】
实验为了减小实验误差，悬挂物的质量应远小于车和砝码的总质量，此条件满足才可认为，拉力近似等于重物重力，故A正确；为减小小车、纸带受到摩擦力对实验的影响，需要把小车运动平面起始端抬高，以平衡摩擦力，故B正确；实验中使用图象法处理，可以减小误差，采用坐标作图，是为了根据图象直观地作出判断二者是否成正比关系，故CD正确．故选ABCD．
【点睛】
只有掌握了实验原理才能顺利解决此类题目，才能以不变应万变．研究变量间的关系时是要做直线图，直线形象、直观，便于说明规律，
16．BC
【详解】
为便于测量合外力的大小，甲图通过钩码的总质量对应的重力即为合外力，而乙图是力传感器的示数，丙图则是测力计的2倍，因此它们都必须平衡摩擦力，故A错误，B正确；由于甲图通过钩码的总质量对应的重力即为合外力，因此三组实验中只有甲需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件，故C正确，D错误．
17．合外力 物体质量
【详解】
[1]在物体质量一定的情况下，加速度正比于合外力；
[2]在合外力一定的情况下，加速度反比于物体质量。
18．控制变量法
【详解】
试题分析：研究一个物理量与另外两个物理量之间的关系，需控制一个物理量不变，研究另外两个量的关系，该方法为控制变量法．
解：在研究物体的“加速度、作用力和质量”三个物理量的关系时，由于变量较多，因此采用了“控制变量法”进行研究，分别控制一个物理量不变，看另外两个物理量之间的关系．
故答案为控制变量法．
【点评】
在学习物理过程中掌握各种研究问题的方法是很重要的，要了解各种方法在物理中的应用．
19．见解析
【详解】
由牛顿第二定律可知加速度
故表格1中第一个空格应填
表格1中第二个空格应填
在探究加速度与力的关系时，应保证质量不变，由表格1可知，m=0.36kg，故表2中所填数据如下
表2探究加速度与力的关系（条件：0.36kg）
0.14 0.19 0.24 0.29 0.34
0.39 0.53 0.67 0.81 0.94
在探究加速度与质量的关系时，应保证力不变，由表1可知，F=0.29N，故表3中所填数据如下
表3探究加速度与质量的关系（条件：0.29N）
0.86 0.61 0.41 0.36 0.31
0.34 0.48 0.71 0.81 0.94
20．不需要，分析见解析
【详解】
抬高一端后，设平板的倾斜角为，若此时小车处于平衡状态，则
即使小车质量发生改变，方程两边小车质量消去，仍处于平衡状态，因此不需要重新调整平板的倾斜程度。
一、单选题
1．实验“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示，用该装置研究小车的加速度a与质量M的关系时，下列说法中错误的是
A．实验时，应先接通电源，再释放小车
B．打点计时器应接在学生电源的直流输出端
C．在探究加速度a与质量M的关系时，应保证小车的合力大小不变
D．在探究加速度a与质量M的关系时，为了直观判断二者间的关系，作出a－图象
2．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，在研究小车的加速度和小车的质量的关系时，由于没有始终满足（为砝码盘及砝码的质量）的条件，结果得到的图像应是下列图中的（ ）
A．B．C．D．
3．某小组利用如图所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，下列说法正确的是
A．调整定滑轮的高度，使细线与长木板平行
B．不需要平衡摩擦力
C．先释放小车，再启动打点计时器
D．小车的质量应远小于小盘和砝码的总质量
4．如图甲所示为某同学研究物体加速度与力和质量关系的实验装置示意图，图乙是该装置的俯视图。两个相同的小车，放在水平桌面上，前端各系一条轻细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里可放砝码。两个小车通过细绳用夹子固定，打开夹子，小盘和砝码牵引小车同时开始做匀加速直线运动，闭合夹子，两小车同时停止运动。实验中平衡摩擦力后，可以通过在小盘中增减砝码来改变小车所受的合力，也可以通过增减小车中的砝码来改变小车的总质量。该同学记录的实验数据如下表所示，则下列说法中正确的是（ ）
实验次数 小车1总质量 m1/g 小车2总质量 m2/g 小车1受合力F1/N 小车2受合力F2/N 小车1位移x1/cm 小车2位移x2/cm
1 250 250 0.10 0.20 20.1 39.8
2 250 250 0.10 0.30 15.2 44.5
3 250 250 0.20 0.30 19.8 30.8
4 250 500 0.10 0.10 20.0 39.7
5 300 400 0.10 0.10 20.3 15.1
6 300 500 0.10 0.10 30.0 18.0
A．研究小车的加速度与合外力的关系可以利用1、2、3 三次实验数据
B．研究小车的加速度与小车总质量的关系可以利用2、3、6三次实验数据
C．对于“合外力相同的情况下，小车质量越大，小车的加速度越小”的结论，可以由第1次实验中小车1的位移数据和第6次实验中小车2的位移数据进行比较得出
D．通过对表中数据的分析，可以判断出第4次实验数据的记录不存在错误
5．如图（a）为“用DIS研究加速度和力的关系”的实验装置。某实验小组改变所挂钩码的数量，多次重复测量，绘出如图（b）所示的图像。引起误差的主要原因是（ ）
A．小车与轨道之间存在摩擦 B．先点击“记录数据”，后释放小车
C．所挂钩码的总质量太大 D．所用小车的质量太大
6．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学组装了如图所示的装置．下列说法中正确的是( )
A．小车释放时应靠近定滑轮
B．平衡摩擦力时应将砝码盘与小车相连
C．电磁打点计时器应使用低于6V的直流电源供电
D．砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量
7．在物理学的发展过程中，科学家们创造出了许多物理学研究方法，以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是（ ）
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叫微元法
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，该实验采用了假设法
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，然后把各小段的位移相加，这里采用了理想模型法
D．伽利略认为自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上的运动，再根据铜球在斜面上的运动规律得出自由落体的运动规律，这里采用了实验和逻辑推理相结合的方法
8．如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系，使用的科学方法是
A．理想模型法 B．控制变量法 C．微元法 D．对称法
9．物理概念的提出或物理规补的研究中，常用一些方法来研究物理问题和物理过程，下列说法中错误的是（ ）
A．研究合力与分力的关系时，采用类比方法来研究
B．在不需要考虑物体本身的大小和形状，用质点来代替物体的方法叫理想模型法
C．伽利略对自由落体运动的研究，采用了实验和逻辑推理相结合的研究方法
D．在探究加速度、力、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，该实验运用了控制变量法
10．在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用控制变量法，当物体质量m不变时，测量物体加速度a与合外力F的关系，下图是两组实验得到的结果，下列说法正确的是（ ）
A．直线的斜率表示物体的质量m
B．加速度a与质量m成正比
C．加速度a与合外力F成反比
D．直线的斜率表示物体质量的倒数
11．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列做法中正确的是（ ）
A．实验时，先接通打点计时器电源，再放开小车
B．平衡摩擦力时，应将装砝码的砝码盘用细绳通过定滑轮系在小车上
C．改变小车的质量再次进行实验时，需要重新平衡摩擦力
D．砝码及砝码盘所受重力就是小车做加速运动的拉力
12．实验室用滑轮、小车、打点计时器、砂桶、细线、纸带等实验器材组成如图所示实验装置可以完成多个力学实验，利用该装置进行如下实验时，以下说法正确的是（ ）
A．在“研究匀变速直线运动”时必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力影响
B．在“研究匀变速直线运动”时必须使砂和砂桶总质量远小于小车的质量
C．在“探究加速度a与小车质量M关系”时每次改变小车质量之后要重新平衡摩擦力
D．在“探究加速度a与力F关系”时要调整滑轮高度使连接小车细线与木板平行
二、多选题
13．在“验证牛顿运动定律”的实验中，以下做法错误的是（ ）
A．平衡摩擦力时，应将小盘用细绳通过定滑轮系在小车上
B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源
D．求小车运动的加速度时，可用天平测出小盘的质量m′以及小车质量M，直接用公式a=g求出
14．某实验小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。
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．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码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
D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度
15．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列说法中正确的是（ ）
A．为了减小实验误差，悬挂物的质量应远小于车和砝码的质量
B．为减小小车、纸带受到摩擦力对实验的影响，需要把小车运动平面起始端抬高
C．实验结果采用描点法画图象，是为了减小误差
D．实验结果采用坐标作图，是为了便于根据图象直观地作出判断
16．为了探究加速度与力、质量的关系，甲、乙、丙三位同学分别设计了如图所示的实验装置，小车总质量用M表示（乙图中M包括小车与传感器，丙图中M包括小车和与小车固连的滑轮），钩码总质量用m表示．为便于测量合外力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与所受合外力成正比的结论，下列说法正确的是（）
A．三组实验中只有甲需要平衡摩擦力
B．三组实验都需要平衡摩擦力
C．三组实验中只有甲需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件
D．三组实验都需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件
三、填空题
17．探究加速度与力、质量的关系实验中结论加速度正比于______，加速度反比于______。
18．在研究物体的“加速度、力和质量”三个物理量的关系时，这种研究物质问题的科学方法是_____．
四、解答题
19．某同学在做“探究加速度与力的关系”和“探究加速度与质量的关系”实验时，把两个实验的数据都记录在表1中。数据是按加速度的大小排列的，两个实验的数据混在一起，而且有两个加速度数据模糊不清（表1中空格）。请你把这些数据分拆填入表2和表3中，如果模糊的加速度数据是正确的，其数值应该是多少？请填在表1中。
表1 实验记录
F/N m/kg a/（m·s ）
0.29 0.86 0.34
0.14 0.36 0.39
0.29 0.61 0.48
0.19 0.36 0.53
0.24 0.36
0.29 0.41 0.71
0.29 0.36 0.81
0.29 0.31
0.34 0.36 0.94
表2探究加速度与力的关系（条件： ）
表3探究加速度与质量的关系（条件： ）
20．实验中用抬高平板一端的方法来平衡摩擦力。当小车质量改变时，是否需要重新调整平板的倾斜程度？为什么？
参考答案
1．B
【详解】
A．实验时应先接通电源，然后再释放小车，故A正确；
B．电磁打点计时器应接电源的低压交流输出端，故B错误；
CD．在探究加速度a与质量M的关系时，应控制小车的合力不变，改变小车的质量M，要直观的反映这两个量之间的关系时，可以通过作图来解决，为了直观判断二者间的关系，应作出a－图象，故CD正确。
本题选错误的，故选B。
2．D
【详解】
本实验中小车的加速度
，
在研究加速度与质量的关系时，保持不变，由上式可知加速度与系统的质量成反比．如果横轴表示，则图像应是过坐标原点的直线，现将变形得
由此式可知，前面的系数和有关，在改变时会发生变化，它并不是常数，因此和不是正比关系，随着的增大，式中前面的系数会减小，因此图线偏离直线向下弯曲。但在时，，正比，所以在较大时（较小）图线近似为直线，故选D。
3．A
【详解】
A.调节细线与木板平行，使绳中拉力等于小车受到的合力，A正确；
B.为使拉力为小车受到的合力，需要平衡摩擦力，B错误；
C.应该先打开电源，再释放小车，C错误；
D.盘和砝码的总质量应远小于小车质量，D错误；
故选A。
4．A
【详解】
A．研究小车的加速度与合外力的关系需使小车的总质量相同，可以利用1、2、3 三次实验数据，故A正确；
B．研究小车的加速度与小车总质量的关系需使小车受到的合外力相同，可以利用4、5、6三次实验数据，故B错误；
C．由可知位移的大小反映加速度的大小。对于“合外力相同的情况下，小车质量越大，小车的加速度越小”的结论，可以由第5次或第6次实验中小车1和小车2的位移数据进行比较得出，故C错误；
D．第4次实验小车2的质量大，则其加速度小，其位移小，而数据记录中其位移大。故数据的记录存在错误，故D错误。
故选A。
5．A
【详解】
由图像可知，直线不过原点，即当外力F到达一定值时小车才会产生加速度，可知其原因是小车与轨道之间存在摩擦。
故选A。
6．D
【详解】
A、为了提高纸带的使用率，释放小车前小车要靠近打点计时器即远离滑轮一端，故A错误；
B、实验前应先平衡摩擦力，平衡摩擦力时不应挂砝码盘，故B错误；
C、打点计时器须使用交流电源，不能使用直流电源，故C错误；
D、根据牛顿第二定律得：设砝码的质量为m，小车的质量为M，则对砝码分析：对小车M分析：， 解得：，当时，即当重物重力要远小于小车的重力，绳子的拉力才近似等于重物的总重力，故应保证砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量，故D正确．
点睛：本题考查验证加速度与力和质是的关系，解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．
7．D
【详解】
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叫理想模型，A错误；
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，该实验采用了控制变量法，B错误；
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，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法，C错误；
D．伽利略认为自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上的运动，再根据铜球在斜面上的运动规律得出自由落体的运动规律，这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法，D正确；
故选D。
8．B
【详解】
在“探究加速度与力、质量的关系”，实验中采用的方法是控制变量法。
A.理想模型法不正确，故A错误；
B.控制变量法正确，故B正确；
C.微元法不正确，故C错误；
D.对称法不正确，故D错误；
9．A
【详解】
A．“合力和分力”的概念，采用等效替代方法，故A错误，符合题意；
B．质点是理想化的物理模型，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叫理想模型法，故B正确，不符合题意；
C．伽利略在研究自由落体运动时采用了逻辑推理、实验和数学结合的方法，故C正确，不符合题意；
D．在探究加速度、力、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，该实验运用了控制变量法，故D正确，不符合题意。
故选A。
10．D
【详解】
AD．根据
F=ma
可得，可知a-F图象是一条过原点的直线，直线的斜率为，即斜率的倒数等于物体的质量，故A错误，D正确；
BC．物体的加速度与作用力成正比，与质量成反比，故BC错误。
故选D。
11．A
【详解】
A．实验时，应先接通电源，再放开小车．由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于采集和处理数据，同时要求开始小车要靠近打点计时器，故A正确；
B．平衡摩擦力时，不要悬挂砝码盘，但小车应连着纸带且接通电源．用手轻轻推动小车，使小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动，故B错误；
C．每次改变小车的质量时，小车的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力，故C错误；
D．当砝码及砝码盘的总质量远小于小车的质量时，我们才可以认为小车的合力大小等于砝码及砝码盘的重力大小，故D错误．
故选：A。
12．D
【详解】
AB．在“研究匀变速直线运动”时，只需小车做匀变速直线运动，无需考虑摩擦力，也不需考虑小车受到的合力是否等于绳子的拉力，故也不需要使砂和砂桶总质量远小于小车的质量，故AB错误；
C．在“探究加速度a与小车质量M关系”实验过程中，在平衡摩擦力时，利用重力沿斜面向下的分力来平衡摩擦力，即
质量抵消，所以每次改变小车质量之后不要平衡摩擦力，故C错误；
D．在“探究加速度a与力F关系”时为了使得细线对小车的拉力等于小车受到的合力，要调整滑轮高度使连接小车细线与木板平行，故D正确。
故选D。
13．ACD
【详解】
A．平衡摩擦力时，应让小车自由下滑，使其匀速运动，此时小盘不能与小车连上，故A错误，符合题意；
B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，故B正确，不符合题意；
C．实验时，先接通打点计时器电源，再释放小车，故C错误，符合题意；
D．求小车运动的加速度时，可用天平测出小盘的质量m′以及小车质量M，根据牛顿第二定律，求出，故D错误，符合题意。
故选ACD。
14．AD
【详解】
A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，选项A正确；
B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，应该不挂砝码桶，只让小车拖着纸带在木板上做匀速运动即可，选项B错误；
C．实验时，先接通打点计时器的电源再放开木块，选项C错误；
D．平衡摩擦力时小车满足的关系是
两边可消掉m，则通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度，选项D正确。
故选AD。
15．ABCD
【分析】
“探究加速度与力、质量的关系”的实验采用控制变量法，实验了减小实验误差，悬挂物的质量应远小于车和砝码的总质量，实验需要平衡摩擦力，但不能过度，实验中使用图象法处理，可以减小误差，采用坐标作图，是为了根据图象直观地作出判断二者是否成正比关系．
【详解】
实验为了减小实验误差，悬挂物的质量应远小于车和砝码的总质量，此条件满足才可认为，拉力近似等于重物重力，故A正确；为减小小车、纸带受到摩擦力对实验的影响，需要把小车运动平面起始端抬高，以平衡摩擦力，故B正确；实验中使用图象法处理，可以减小误差，采用坐标作图，是为了根据图象直观地作出判断二者是否成正比关系，故CD正确．故选ABCD．
【点睛】
只有掌握了实验原理才能顺利解决此类题目，才能以不变应万变．研究变量间的关系时是要做直线图，直线形象、直观，便于说明规律，
16．BC
【详解】
为便于测量合外力的大小，甲图通过钩码的总质量对应的重力即为合外力，而乙图是力传感器的示数，丙图则是测力计的2倍，因此它们都必须平衡摩擦力，故A错误，B正确；由于甲图通过钩码的总质量对应的重力即为合外力，因此三组实验中只有甲需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件，故C正确，D错误．
17．合外力 物体质量
【详解】
[1]在物体质量一定的情况下，加速度正比于合外力；
[2]在合外力一定的情况下，加速度反比于物体质量。
18．控制变量法
【详解】
试题分析：研究一个物理量与另外两个物理量之间的关系，需控制一个物理量不变，研究另外两个量的关系，该方法为控制变量法．
解：在研究物体的“加速度、作用力和质量”三个物理量的关系时，由于变量较多，因此采用了“控制变量法”进行研究，分别控制一个物理量不变，看另外两个物理量之间的关系．
故答案为控制变量法．
【点评】
在学习物理过程中掌握各种研究问题的方法是很重要的，要了解各种方法在物理中的应用．
19．见解析
【详解】
由牛顿第二定律可知加速度
故表格1中第一个空格应填
表格1中第二个空格应填
在探究加速度与力的关系时，应保证质量不变，由表格1可知，m=0.36kg，故表2中所填数据如下
表2探究加速度与力的关系（条件：0.36kg）
0.14 0.19 0.24 0.29 0.34
0.39 0.53 0.67 0.81 0.94
在探究加速度与质量的关系时，应保证力不变，由表1可知，F=0.29N，故表3中所填数据如下
表3探究加速度与质量的关系（条件：0.29N）
0.86 0.61 0.41 0.36 0.31
0.34 0.48 0.71 0.81 0.94
20．不需要，分析见解析
【详解】
抬高一端后，设平板的倾斜角为，若此时小车处于平衡状态，则
即使小车质量发生改变，方程两边小车质量消去，仍处于平衡状态，因此不需要重新调整平板的倾斜程度。