4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系 同步课时训练—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 | 276.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-17 08:51:54 | ||
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文档简介
课时4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系 同步课时训练
一、单选题。本大题共8小题，每小题只有一个选项符合题意。
1．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中所采用的科学方法是（ ）
A．理想实验法 B．等效替代法
C．控制变量法 D．建立模型法
2．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右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不需要要重新平衡摩擦力
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的细线水平
3．在做探究加速度与力、质量的关系的实验时，下列说法中错误的是（ ）
A．应使砂和小桶的总质量远小于小车和砝码的总质量，以减小实验误差
B．可以用天平测出小桶和砂的总质量m1，小车和砝码的总质量m2，根据公式 求出小车的加速度
C．处理实验数据时采用描点法画图象，是为了减小误差
D．处理实验数据时采用a–图象，是为了便于根据图线直观地作出判断
4．某同学在用如图所示的装置做“探究加速度与力的关系”的实验时，忘记平衡小车运动中所受的摩擦力了，其他操作、计算及作图均正确，他最后作出的a－F关系图象可能是（ ）
A．B．C．D．
5．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，当作用力一定时（小盘和砝码的重力不变），探究加速度与质量的关系，以下说法中正确的是（ ）
A．平衡摩擦力时，应将小盘和砝码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，再接通打点计时器的电源
D．小车运动的加速度可用天平测出小车的质量m和小盘与砝码的总质量m0，直接用公式求出
6．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，测量加速度分别以合力F 和加速度a作为横轴和纵轴，建立坐标系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该同学列举产生这种结果的可能原因如下（ ）
（1）在平衡摩擦力时将木板右端垫得过高；
（2）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；
（3）测量小车的质量或者加速度时的偶然误差过大；
（4）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．和 B．和 C．和 D．和
7．用如图所示装置做“探究加速度a与力F、小车质量M的关系”实验，下列说法正确的是（ ）
A．进行平衡摩擦力操作时，需挂上砝码盘及砝码
B．实验时，先释放小车再接通打点计时器的电源
C．探究a与F关系时，不能改变砝码盘中砝码质量
D．图像为过坐标原点的倾斜直线，说明a与M成反比
8．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
二、多选题。本大题共4小题，每小题有两项或以上符合题意。
9．在“验证牛顿运动定律”的实验中，保持小车的质量不变，改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据在坐标纸上画出a-F关系的点迹，如下图所示。经过分析，发现这些点迹存在一些问题，产生这些问题的主要原因可能是（ ）
A．轨道与水平方向夹角太小，或没有平衡摩擦力
B．轨道与水平方向夹角太大
C．所挂钩码的总质量太大，造成上部点迹有向下弯曲趋势
D．所用小车的质量太大，造成上部点迹有向下弯曲趋势
10．许多科学家为物理学的发展做出了巨大贡献，也创造出了许多物理学方法，如理想实验法、等效替代法、控制变量法、微元法、建立物理模型法、放大法等等，以下关于物理学史和所用物理学方法的叙述正确的是（ ）
A．伽利略为了说明力不是维持物体运动的原因用了理想实验法
B．在物理学史上，最早正确指出“力与运动”关系的物理学家是牛顿
C．在探究加速度与力和质量关系的实验中采用了控制变量法
D．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，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，其和代表物体的位移，这里采用了微元法
11．用如图所示的装置探究加速度a与力F、质量M的关系，下列说法中正确的是（ ）
A．牵引小车的轻绳应和长木板保持平行
B．将电火花计时器接在8V的交流电源上，先接通电源，后放开小车，计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量
C．在探究a与质量M的关系时，作出图像能更直观地判断二者间的关系
D．轻绳对小车的拉力一定等于砂和砂桶的总重力
12．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、解答题。本大题共5小题，解答过程必修有必要的文字说明，公式和解题过程。
13．如图所示为“用DIS实验系统研究物体的加速度与力的关系”的实验装置，该实验需要使用______传感器；实验中应保持_______不变。
14．有一种加速度传感器通过测量作用在质量块上的力，根据质量块的质量求得加速度，其依据的物理定律是___________。这类加速度传感器___________（选填“能”或“不能”）用于研究加速度与力、加速度与质量的关系的实验。
15．为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙两同学设计了如图所示的实验装置。其中M为小车的质量，m为砂和砂桶的总质量，滑轮由铁丝固定在车上，质量为m0=0.1 kg。力传感器可测出轻绳上的拉力F的大小，不计滑轮与轻绳之间的摩擦。
（1）实验时，一定要进行的操作是___________。（填写选项前的字母）
A．用天平测出砂和砂桶的总质量
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，同时记录力传感器的示数
D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M
（2）甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电，根据纸带可求出打点计时器打下标号为2的点时小车的速度为___________m/s，小车的加速度为___________m/s2.（结果保留三位有效数字）
（3）乙同学根据测量数据作出如图所示的a F图像，该同学做实验时存在的问题是___________。
16．在研究作用力F一定时，小车的加速度a与小车（含砝码）质量M的关系时，某同学设计的实验步骤如下：
A．用天平称出小车和所挂槽码的质量
B．按图装好实验器材
C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂槽码
D．将电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上，接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量
E．保持所挂槽码的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的M值，重复上述实验
F．分析每条纸带，测量并计算出加速度的值
G．作a M关系图像，并由图像确定a与M的关系
（1）该同学漏掉的重要实验步骤是___________，该步骤应排在步骤___________之后。
（2）在上述步骤中，有错误的是步骤___________，应把___________改为___________。
（3）在上述步骤中，处理不恰当的是步骤___________，应把___________改为___________。
（4）仔细观察该同学安装的实验装置图，请改正以下三个实验器材的位置错误。
①电磁打点计时器的位置___________；②小车位置___________；③滑轮位置___________。
17．如图1所示，一小车放于平直木板上（木板一端固定一个定滑轮），木板被垫高一定角度θ，该角度下，小车恰能做匀速直线运动（假设小车所受摩擦力与小车对木板的正压力成正比，比例系数为μ），小车总质量为M。
(1)请推导θ与μ应满足的定量关系；并分析说明若增大小车质量，仍使小车做匀速直线运动，角度θ是否需要重新调整；
(2)如图2所示，将小车上栓一根质量不计，且不可伸长的细绳，细绳通过滑轮（滑轮与细绳之间摩擦不计）下挂一个砝码盘（内放砝码），在木板上某位置静止释放小车后，小车做匀加速直线运动。已知砝码盘及砝码的总质量为m，求：当m=M，小车所受细绳拉力与砝码盘及砝码总重力的比值。
参考答案
1．C
【解析】在“探究加速度与力、质量的关系”实验中所采用的科学方法是控制变量法。
故选C。
2．C
【解析】A．在“研究匀变速直线运动”时，只要保证小车做匀变速直线运动即可，所以不需要消除摩擦阻力的影响。A错误；
B．在“研究匀变速直线运动”时，不需要测量小车受到的拉力，所以不必满足砂和砂桶总质量远小于小车的质量。B错误；
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不需要要重新平衡摩擦力，因为利用的是小车自身的重力分力平衡摩擦力，质量变化，二力仍然平衡。C正确；
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的细线与长木板平行。因为长木板一端被垫高，所以长木板不是水平的。D错误。
故选C。
3．B
【解析】A．实验中应满足砂和小桶的总质量远小于小车和砝码的总质量，以减小实验误差，故A正确；
B．实验中桶和砂的重力并不等于小车所收到的合力，故不能用这种方法，故B错误；
C．画图像时偏离较远的点已舍弃，误差较小，故C正确；
D．采用a–图像，图像为直线，更直观，故D正确。
本题选错误的，故选B。
4．A
【解析】当未平衡摩擦力时，知有拉力时，加速度仍然为0，故图象在横坐标上有截距，不能是通过原点的直线，故BCD错误，A正确。
故选A。
5．B
【解析】A．在平衡摩擦力时，不应将小盘和砝码用细绳通过定滑轮连在小车上，而是在长木板不带滑轮的一端垫上薄木块并调整到恰当的位置，使小车能在长木板上带着纸带匀速下滑即可，故A错误；
B．小车平衡摩擦力后，有
即
与小车的质量无关，所以每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，故B正确；
C．操作时应先接通打点计时器的电源再放开小车，故C错误；
D．牛顿第二定律是本实验要达到的目标，不能把它作为理论依据来计算加速度，其加速度只能从纸带提供的数据通过计算得出，故D错误。
故选B。
6．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故正确；
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故正确；
故选A。
7．D
【解析】A．在该实验中，我们认为绳子的拉力就等于小车所受的合外力，故在平衡摩擦力时，细绳的另一端不能悬挂挂上砝码盘及砝码，故A错误；
B．实验时应先接通电源然后再放开小车，故B错误；
C．在探究加速度与外力的关系时，应该保持小车的质量不变，改变砝码盘中砝码质量，故C错误；
D．要直观的反映两个量之间的关系，可以通过作图来解决．但是只有作出一条直线，才可以直观的反映两个变量之间的关系．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，应作出图象，图象为过坐标原点的倾斜直线，说明a与M成反比，故D正确；
故选D。
8．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．
9．AC
【解析】AB．拉力不为零时，加速度仍为零，可能没有平衡摩擦力，故A正确，B错误；
CD．造成上部点迹有向下弯曲趋势，原因是没有满足所挂钩码的总质量远远小于小车质量，故C正确，D错误。
故选AC。
10．ACD
【解析】A．伽利略为了说明力不是维持物体运动的原因用了理想实验法，A正确；
B．最早正确指出“力与运动”关系的物理学家是伽利略，并不是牛顿，B错误；
C．在探究加速度与力和质量关系的实验中采用了控制变量法，C正确；
D．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，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，其和代表物体的位移，这里采用了微元法，D正确。
故选ACD。
11．AC
【解析】A．牵引小车的轻绳只有与长木板保持平行，才能使轻绳对小车的拉力等于小车所受的合力，A正确；
B．电火花计时器应接在220V交流电源上，B错误；
C．在探究a和质量M的关系时， 图像为一曲线，不易判断a与M的关系，故可作图像，图像为过原点的直线，能更直观地判断二者间的关系，C正确；
D．只有小车的质量远大于砂和砂桶的总质量，才可认为轻绳对小车的拉力等于砂和砂桶的总重力，D错误。
故选AC。
12．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 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。
13．位移 小车质量
【解析】要测量加速度，需要测量物体的位移，所以该实验需要使用位移传感器。
影响加速度的因素有物体的质量，以及物体受到的外力等因素，所以要研究力与加速度的关系，需要控制质量恒定不变。
14．牛顿第二定律 不能
【解析】根据牛顿第二定律，可知
易知这种加速度传感器的理论依据为牛顿第二定律。
该加速度感应器不能用于研究加速度与力、加速度与质量的关系的实验，因为本感应器就是根据牛顿第二定律制造出来的，不能用结果去验证原因。
15．BC 0.396 0.380 没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够
【解析】（1）AD．本题中轻绳上的拉力可以由力传感器测出，因此不需要用天平测出砂和砂桶的总质量，也不需要使砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，故A、D错误；
B．实验时需将长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确；
C．实验时，小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，并记录力传感器的示数，故C正确。
故选BC。
（2）相邻两计数点间的时间间隔为
根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度可得
根据
运用逐差法可得小车的加速度
（3）由题图可知，一开始时当a = 0时，F不等于0，故乙同学没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够。
16．平衡摩擦力 B D 6 V电压的蓄电池 约8 V的交流电源 G 图像 图像 应靠右端 应靠近打点计时器 使细绳平行于木板
【解析】（1）实验中把所挂槽码的重力之和看成与小车所受拉力大小相等，没有考虑摩擦力，故必须平衡摩擦力且应排在步骤B之后。
（2）步骤D错误；电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上将无法工作，必须接在约8 V交流电源上。
（3）作关系图像，得到的是曲线，很难进行正确的判断，必须“化曲为直”，改作关系图像。
（4）电磁打点计时器应靠右端安装，留出小车的运动空间；
释放小车时，小车应靠近打点计时器；
连接小车的细绳应平行于木板，故应调节滑轮位置使细绳平行于木板。
17．(1)角度θ无须改变；(2)1：2
一、单选题。本大题共8小题，每小题只有一个选项符合题意。
1．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中所采用的科学方法是（ ）
A．理想实验法 B．等效替代法
C．控制变量法 D．建立模型法
2．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右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不需要要重新平衡摩擦力
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的细线水平
3．在做探究加速度与力、质量的关系的实验时，下列说法中错误的是（ ）
A．应使砂和小桶的总质量远小于小车和砝码的总质量，以减小实验误差
B．可以用天平测出小桶和砂的总质量m1，小车和砝码的总质量m2，根据公式 求出小车的加速度
C．处理实验数据时采用描点法画图象，是为了减小误差
D．处理实验数据时采用a–图象，是为了便于根据图线直观地作出判断
4．某同学在用如图所示的装置做“探究加速度与力的关系”的实验时，忘记平衡小车运动中所受的摩擦力了，其他操作、计算及作图均正确，他最后作出的a－F关系图象可能是（ ）
A．B．C．D．
5．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，当作用力一定时（小盘和砝码的重力不变），探究加速度与质量的关系，以下说法中正确的是（ ）
A．平衡摩擦力时，应将小盘和砝码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，再接通打点计时器的电源
D．小车运动的加速度可用天平测出小车的质量m和小盘与砝码的总质量m0，直接用公式求出
6．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，测量加速度分别以合力F 和加速度a作为横轴和纵轴，建立坐标系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该同学列举产生这种结果的可能原因如下（ ）
（1）在平衡摩擦力时将木板右端垫得过高；
（2）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；
（3）测量小车的质量或者加速度时的偶然误差过大；
（4）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．和 B．和 C．和 D．和
7．用如图所示装置做“探究加速度a与力F、小车质量M的关系”实验，下列说法正确的是（ ）
A．进行平衡摩擦力操作时，需挂上砝码盘及砝码
B．实验时，先释放小车再接通打点计时器的电源
C．探究a与F关系时，不能改变砝码盘中砝码质量
D．图像为过坐标原点的倾斜直线，说明a与M成反比
8．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
二、多选题。本大题共4小题，每小题有两项或以上符合题意。
9．在“验证牛顿运动定律”的实验中，保持小车的质量不变，改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据在坐标纸上画出a-F关系的点迹，如下图所示。经过分析，发现这些点迹存在一些问题，产生这些问题的主要原因可能是（ ）
A．轨道与水平方向夹角太小，或没有平衡摩擦力
B．轨道与水平方向夹角太大
C．所挂钩码的总质量太大，造成上部点迹有向下弯曲趋势
D．所用小车的质量太大，造成上部点迹有向下弯曲趋势
10．许多科学家为物理学的发展做出了巨大贡献，也创造出了许多物理学方法，如理想实验法、等效替代法、控制变量法、微元法、建立物理模型法、放大法等等，以下关于物理学史和所用物理学方法的叙述正确的是（ ）
A．伽利略为了说明力不是维持物体运动的原因用了理想实验法
B．在物理学史上，最早正确指出“力与运动”关系的物理学家是牛顿
C．在探究加速度与力和质量关系的实验中采用了控制变量法
D．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，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，其和代表物体的位移，这里采用了微元法
11．用如图所示的装置探究加速度a与力F、质量M的关系，下列说法中正确的是（ ）
A．牵引小车的轻绳应和长木板保持平行
B．将电火花计时器接在8V的交流电源上，先接通电源，后放开小车，计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量
C．在探究a与质量M的关系时，作出图像能更直观地判断二者间的关系
D．轻绳对小车的拉力一定等于砂和砂桶的总重力
12．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、解答题。本大题共5小题，解答过程必修有必要的文字说明，公式和解题过程。
13．如图所示为“用DIS实验系统研究物体的加速度与力的关系”的实验装置，该实验需要使用______传感器；实验中应保持_______不变。
14．有一种加速度传感器通过测量作用在质量块上的力，根据质量块的质量求得加速度，其依据的物理定律是___________。这类加速度传感器___________（选填“能”或“不能”）用于研究加速度与力、加速度与质量的关系的实验。
15．为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙两同学设计了如图所示的实验装置。其中M为小车的质量，m为砂和砂桶的总质量，滑轮由铁丝固定在车上，质量为m0=0.1 kg。力传感器可测出轻绳上的拉力F的大小，不计滑轮与轻绳之间的摩擦。
（1）实验时，一定要进行的操作是___________。（填写选项前的字母）
A．用天平测出砂和砂桶的总质量
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，同时记录力传感器的示数
D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M
（2）甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电，根据纸带可求出打点计时器打下标号为2的点时小车的速度为___________m/s，小车的加速度为___________m/s2.（结果保留三位有效数字）
（3）乙同学根据测量数据作出如图所示的a F图像，该同学做实验时存在的问题是___________。
16．在研究作用力F一定时，小车的加速度a与小车（含砝码）质量M的关系时，某同学设计的实验步骤如下：
A．用天平称出小车和所挂槽码的质量
B．按图装好实验器材
C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂槽码
D．将电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上，接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量
E．保持所挂槽码的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的M值，重复上述实验
F．分析每条纸带，测量并计算出加速度的值
G．作a M关系图像，并由图像确定a与M的关系
（1）该同学漏掉的重要实验步骤是___________，该步骤应排在步骤___________之后。
（2）在上述步骤中，有错误的是步骤___________，应把___________改为___________。
（3）在上述步骤中，处理不恰当的是步骤___________，应把___________改为___________。
（4）仔细观察该同学安装的实验装置图，请改正以下三个实验器材的位置错误。
①电磁打点计时器的位置___________；②小车位置___________；③滑轮位置___________。
17．如图1所示，一小车放于平直木板上（木板一端固定一个定滑轮），木板被垫高一定角度θ，该角度下，小车恰能做匀速直线运动（假设小车所受摩擦力与小车对木板的正压力成正比，比例系数为μ），小车总质量为M。
(1)请推导θ与μ应满足的定量关系；并分析说明若增大小车质量，仍使小车做匀速直线运动，角度θ是否需要重新调整；
(2)如图2所示，将小车上栓一根质量不计，且不可伸长的细绳，细绳通过滑轮（滑轮与细绳之间摩擦不计）下挂一个砝码盘（内放砝码），在木板上某位置静止释放小车后，小车做匀加速直线运动。已知砝码盘及砝码的总质量为m，求：当m=M，小车所受细绳拉力与砝码盘及砝码总重力的比值。
参考答案
1．C
【解析】在“探究加速度与力、质量的关系”实验中所采用的科学方法是控制变量法。
故选C。
2．C
【解析】A．在“研究匀变速直线运动”时，只要保证小车做匀变速直线运动即可，所以不需要消除摩擦阻力的影响。A错误；
B．在“研究匀变速直线运动”时，不需要测量小车受到的拉力，所以不必满足砂和砂桶总质量远小于小车的质量。B错误；
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不需要要重新平衡摩擦力，因为利用的是小车自身的重力分力平衡摩擦力，质量变化，二力仍然平衡。C正确；
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的细线与长木板平行。因为长木板一端被垫高，所以长木板不是水平的。D错误。
故选C。
3．B
【解析】A．实验中应满足砂和小桶的总质量远小于小车和砝码的总质量，以减小实验误差，故A正确；
B．实验中桶和砂的重力并不等于小车所收到的合力，故不能用这种方法，故B错误；
C．画图像时偏离较远的点已舍弃，误差较小，故C正确；
D．采用a–图像，图像为直线，更直观，故D正确。
本题选错误的，故选B。
4．A
【解析】当未平衡摩擦力时，知有拉力时，加速度仍然为0，故图象在横坐标上有截距，不能是通过原点的直线，故BCD错误，A正确。
故选A。
5．B
【解析】A．在平衡摩擦力时，不应将小盘和砝码用细绳通过定滑轮连在小车上，而是在长木板不带滑轮的一端垫上薄木块并调整到恰当的位置，使小车能在长木板上带着纸带匀速下滑即可，故A错误；
B．小车平衡摩擦力后，有
即
与小车的质量无关，所以每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，故B正确；
C．操作时应先接通打点计时器的电源再放开小车，故C错误；
D．牛顿第二定律是本实验要达到的目标，不能把它作为理论依据来计算加速度，其加速度只能从纸带提供的数据通过计算得出，故D错误。
故选B。
6．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故正确；
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故正确；
故选A。
7．D
【解析】A．在该实验中，我们认为绳子的拉力就等于小车所受的合外力，故在平衡摩擦力时，细绳的另一端不能悬挂挂上砝码盘及砝码，故A错误；
B．实验时应先接通电源然后再放开小车，故B错误；
C．在探究加速度与外力的关系时，应该保持小车的质量不变，改变砝码盘中砝码质量，故C错误；
D．要直观的反映两个量之间的关系，可以通过作图来解决．但是只有作出一条直线，才可以直观的反映两个变量之间的关系．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，应作出图象，图象为过坐标原点的倾斜直线，说明a与M成反比，故D正确；
故选D。
8．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．
9．AC
【解析】AB．拉力不为零时，加速度仍为零，可能没有平衡摩擦力，故A正确，B错误；
CD．造成上部点迹有向下弯曲趋势，原因是没有满足所挂钩码的总质量远远小于小车质量，故C正确，D错误。
故选AC。
10．ACD
【解析】A．伽利略为了说明力不是维持物体运动的原因用了理想实验法，A正确；
B．最早正确指出“力与运动”关系的物理学家是伽利略，并不是牛顿，B错误；
C．在探究加速度与力和质量关系的实验中采用了控制变量法，C正确；
D．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，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，其和代表物体的位移，这里采用了微元法，D正确。
故选ACD。
11．AC
【解析】A．牵引小车的轻绳只有与长木板保持平行，才能使轻绳对小车的拉力等于小车所受的合力，A正确；
B．电火花计时器应接在220V交流电源上，B错误；
C．在探究a和质量M的关系时， 图像为一曲线，不易判断a与M的关系，故可作图像，图像为过原点的直线，能更直观地判断二者间的关系，C正确；
D．只有小车的质量远大于砂和砂桶的总质量，才可认为轻绳对小车的拉力等于砂和砂桶的总重力，D错误。
故选AC。
12．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 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。
13．位移 小车质量
【解析】要测量加速度，需要测量物体的位移，所以该实验需要使用位移传感器。
影响加速度的因素有物体的质量，以及物体受到的外力等因素，所以要研究力与加速度的关系，需要控制质量恒定不变。
14．牛顿第二定律 不能
【解析】根据牛顿第二定律，可知
易知这种加速度传感器的理论依据为牛顿第二定律。
该加速度感应器不能用于研究加速度与力、加速度与质量的关系的实验，因为本感应器就是根据牛顿第二定律制造出来的，不能用结果去验证原因。
15．BC 0.396 0.380 没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够
【解析】（1）AD．本题中轻绳上的拉力可以由力传感器测出，因此不需要用天平测出砂和砂桶的总质量，也不需要使砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，故A、D错误；
B．实验时需将长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确；
C．实验时，小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，并记录力传感器的示数，故C正确。
故选BC。
（2）相邻两计数点间的时间间隔为
根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度可得
根据
运用逐差法可得小车的加速度
（3）由题图可知，一开始时当a = 0时，F不等于0，故乙同学没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够。
16．平衡摩擦力 B D 6 V电压的蓄电池 约8 V的交流电源 G 图像 图像 应靠右端 应靠近打点计时器 使细绳平行于木板
【解析】（1）实验中把所挂槽码的重力之和看成与小车所受拉力大小相等，没有考虑摩擦力，故必须平衡摩擦力且应排在步骤B之后。
（2）步骤D错误；电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上将无法工作，必须接在约8 V交流电源上。
（3）作关系图像，得到的是曲线，很难进行正确的判断，必须“化曲为直”，改作关系图像。
（4）电磁打点计时器应靠右端安装，留出小车的运动空间；
释放小车时，小车应靠近打点计时器；
连接小车的细绳应平行于木板，故应调节滑轮位置使细绳平行于木板。
17．(1)角度θ无须改变；(2)1：2