4.2实验：探究加速度与力、质量的关系 同步训练（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 4.2实验：探究加速度与力、质量的关系 同步训练（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 512.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-20 17:46:06 | ||
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文档简介
4.2实验：探究加速度与力、质量的关系
一、单选题
1．利用打点计时器探究加速度与力、质量的关系的实验中，以下做法错误的是（ ）
A．平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上
B．每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力
C．平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，打点计时器处于工作状态
D．若纸带上的点分布均匀，说明已平衡了摩擦力
2．图甲是用来探究加速度和合力之间关系的实验装置示意图，图乙是其俯视图。两个相同的小车，并排放在水平光滑板上，前端各系一条细绳，细绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里放有砝码打开夹子，小盘和砝码牵引小车运动，合上夹子，两小车同时停止运动。下列说法正确的是（ ）
A．实验中应使小车质量不同、砝码质量相同
B．实验中必须用到的测量仪器是秒表、刻度尺、天平
C．若将水平光滑板换为水平粗糙板、不会影响实验探究的结果
D．若小盘和砝码的总质量远小于小车质量，则小盘和砝码的重力近似等于绳的拉力
3．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
4．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．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源
B．调节滑轮的高度，使拉木块的细绳与长木板保持平行
C．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
D．通过增减木块上的砝码改变质量时，需要重新调节木板倾斜度来平衡木块受到的滑动摩擦力
5．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
二、多选题
6．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列做法正确的是（ ）
A．在用打点计时器打纸带时，应该先接通打点计时器的电源，再放开小车
B．在探究加速度与质量的关系时，应该改变拉力F的大小
C．在探究加速度与质量的关系时，为了直观判断两者间的关系，应作出图象
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
7．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
8．某同学在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，使用了如图甲所示的实验装置。保持小车质量不变，改变砂桶中砂的质量，小车的加速度a随其所受拉力F变化图线如图乙所示。对图线未经过原点O的原因分析，可能正确的是（ ）
A．平衡小车所受阻力时木板右端垫得过高 B．未将木板右端垫高以平衡小车所受阻力
C．仅用桶中砂的重力来代替小车所受拉力F D．小车质量未远大于砂和砂桶的总质量
三、实验题
9．某实验小组利用小车、一端带有滑轮的导轨、打点计时器和几个已知质量的小钩码探究加速度与力的关系，实验装置如图甲所示。
（1）图乙是实验中得到的一条纸带，图中打相邻两计数点的时间间隔为，由图中的数据可得小车的加速度为___________ 。小车经过点时的速度大小___________ 。
（2）平衡摩擦力，让小车在不受拉力时做___________ 运动。
（3）实验小组得出加速度和力的关系如图所示，直线没有经过坐标原点的原因___________ 。
10．用如图甲所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验。实验时保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车受到的合力，用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度。
（1）实验时先______（选填“挂”或“不挂”）钩码，后反复调整垫块的左右位置，直到小车做______运动，这样就达到补偿阻力的目的。
（2）图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、、、、，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，测出各计数点到A点之间的距离，如图所示。已知打点计时器接在频率为的交流电源两端，则此次实验中小车运动的加速度的测量值______。（结果保留两位有效数字）
（3）实验时改变所挂钩码的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度。根据测得的多组数据画出关系图像，如图丙所示。此图像的段明显偏离直线，造成此现象的主要原因可能是______。（选填下列选项的序号）
A．小车与平面轨道之间存在摩擦 B．平面轨道倾斜角度过大
C．所挂钩码的总质量过大 D．所用小车的质量过大
11．如下图所示为某同学所安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置。
（1）某同学平衡摩擦力时是这样操作的：将小车静止地放在水平木板上，先不挂塑料桶，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止。请问这位同学的操作是否正确？如果不正确，应当如何进行？答：___________
（2）如果这位同学先如（1）中的操作，然后不断改变对小车的拉力F（改变塑料桶中沙子的质量），他得到M（小车质量）保持不变情况下的图线是图中的_________（将选项代号的字母填在横线上）。
A． B． C． D．
（3）如图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出，打点计时器频率50Hz），计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a =________m/s2（保留三位有效数字）。
（4）实验中要进行质量m（塑料桶及桶中沙子的总质量）和M（小车的质量）的选取，以下最合理的一组是（______）
A．M=200 g，m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g
B．M=200 g，m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g
C．M=400 g，m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g
D．M=400 g，m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g
12．某同学用如图甲所示的实验装置来“探究a与F、m之间的定量关系”。
（1）实验时，必须先平衡小车与木板之间的摩擦力，该同学是这样操作的：如图乙，将小车静止地放在水平长木板上，并连着已穿过打点计时器的纸带，调整木板右端的高度，接通电源，用手轻推小车，让打点计时器在纸带上打出一系列__________的点，说明小车已平衡摩擦力。
（2）如果该同学先如（1）中的操作，平衡了摩擦力。以砂和砂桶的重力为F，在小车质量M保持不变情况下，不断往桶里加砂，砂和砂桶的质量最终达到M，测小车加速度a，作a -F的图像。下列图线正确的是________。
A．B．C．D．
（3）下图是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，量出相邻的计数点之间的距离分别为xAB＝4.22cm，xBC＝4.65cm，xCD＝5.08cm，xDE＝5.49cm，xEF＝5.91cm，xFG＝6.34cm，已知打点计时器的工作频率为50Hz，则纸带上D点的速度vD=______m/s，小车的加速度a＝______m/s2（结果保留两位有效数字）。
（4）若实际工作频率是48Hz，而该同学不知情，则该同学算出来的加速度______真实值（填“大于”、“等于”、“小于”）。
13．“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示。
（1）在实验过程中，某小组同学打出了一条纸带如图乙所示。从比较清晰的点起，量出相邻计数点之间的距离分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6，两计数点时间间隔为T。则该小车的加速度的表达式a=______；
（2）在探究a-F关系中，该小组同学在完成相关实验操作步骤后，得到如下五组数据
砝码重力F（N） 0.196 0.392 0.588 0.784 0.980
加速度a（m/s2） 0.69 1.18 1.66 2.18 2.70
根据表格上的实验数据作出的a-F图线如图所示，你认为可能的原因是______（填入相应的字母）。
A．实验中没有对小车平衡摩擦力
B．在对小车平衡摩擦力时，长木板倾角太大
C．计算重力时漏加砝码盘的重力
D．实验没有满足砝码及砝码盘质量远小于小车质量
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”。
（1）下列做法正确的是___________。
A．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行
B．在调节木板倾斜角度平衡小车受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的托盘通过定滑轮拴在小车上
C．实验时，先放开小车再接通打点计时器的电源
D．用托盘和盘内砝码的重力作为小车和车上砝码受到的合外力，为减小误差，实验中一定要保证托盘和砝码的总质量远小于小车和车上砝码的总质量
（2）某同学以小车和车上砝码的总质量M的倒数为横坐标，小车的加速度a为纵坐标，在坐标纸上作出的关系图线如图所示。由图可分析得出：加速度与质量成___________关系（选填“正比”或“反比”）；图线不过原点说明实验有误差。引起这一误差的主要原因是平衡摩擦力时长木板的倾角___________（选"过大”或“过小”）。
参考答案
1．A
2．D
3．C
4．B
5．B
6．AC
7．AD
8．AC
9．0.195 0.101 匀速 平衡摩擦过度
10．不挂 匀速直线 C
11．不正确，应给小车一初速度，使小车能匀速下滑 C 0.496 C
12．点迹均匀 C 0.53 0.42 大于
13． BC
14．AD 反比 过大 第2页，共2页
第1页，共1页
一、单选题
1．利用打点计时器探究加速度与力、质量的关系的实验中，以下做法错误的是（ ）
A．平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上
B．每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力
C．平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，打点计时器处于工作状态
D．若纸带上的点分布均匀，说明已平衡了摩擦力
2．图甲是用来探究加速度和合力之间关系的实验装置示意图，图乙是其俯视图。两个相同的小车，并排放在水平光滑板上，前端各系一条细绳，细绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里放有砝码打开夹子，小盘和砝码牵引小车运动，合上夹子，两小车同时停止运动。下列说法正确的是（ ）
A．实验中应使小车质量不同、砝码质量相同
B．实验中必须用到的测量仪器是秒表、刻度尺、天平
C．若将水平光滑板换为水平粗糙板、不会影响实验探究的结果
D．若小盘和砝码的总质量远小于小车质量，则小盘和砝码的重力近似等于绳的拉力
3．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
4．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．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源
B．调节滑轮的高度，使拉木块的细绳与长木板保持平行
C．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
D．通过增减木块上的砝码改变质量时，需要重新调节木板倾斜度来平衡木块受到的滑动摩擦力
5．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
二、多选题
6．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列做法正确的是（ ）
A．在用打点计时器打纸带时，应该先接通打点计时器的电源，再放开小车
B．在探究加速度与质量的关系时，应该改变拉力F的大小
C．在探究加速度与质量的关系时，为了直观判断两者间的关系，应作出图象
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
7．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
8．某同学在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，使用了如图甲所示的实验装置。保持小车质量不变，改变砂桶中砂的质量，小车的加速度a随其所受拉力F变化图线如图乙所示。对图线未经过原点O的原因分析，可能正确的是（ ）
A．平衡小车所受阻力时木板右端垫得过高 B．未将木板右端垫高以平衡小车所受阻力
C．仅用桶中砂的重力来代替小车所受拉力F D．小车质量未远大于砂和砂桶的总质量
三、实验题
9．某实验小组利用小车、一端带有滑轮的导轨、打点计时器和几个已知质量的小钩码探究加速度与力的关系，实验装置如图甲所示。
（1）图乙是实验中得到的一条纸带，图中打相邻两计数点的时间间隔为，由图中的数据可得小车的加速度为___________ 。小车经过点时的速度大小___________ 。
（2）平衡摩擦力，让小车在不受拉力时做___________ 运动。
（3）实验小组得出加速度和力的关系如图所示，直线没有经过坐标原点的原因___________ 。
10．用如图甲所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验。实验时保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车受到的合力，用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度。
（1）实验时先______（选填“挂”或“不挂”）钩码，后反复调整垫块的左右位置，直到小车做______运动，这样就达到补偿阻力的目的。
（2）图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、、、、，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，测出各计数点到A点之间的距离，如图所示。已知打点计时器接在频率为的交流电源两端，则此次实验中小车运动的加速度的测量值______。（结果保留两位有效数字）
（3）实验时改变所挂钩码的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度。根据测得的多组数据画出关系图像，如图丙所示。此图像的段明显偏离直线，造成此现象的主要原因可能是______。（选填下列选项的序号）
A．小车与平面轨道之间存在摩擦 B．平面轨道倾斜角度过大
C．所挂钩码的总质量过大 D．所用小车的质量过大
11．如下图所示为某同学所安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置。
（1）某同学平衡摩擦力时是这样操作的：将小车静止地放在水平木板上，先不挂塑料桶，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止。请问这位同学的操作是否正确？如果不正确，应当如何进行？答：___________
（2）如果这位同学先如（1）中的操作，然后不断改变对小车的拉力F（改变塑料桶中沙子的质量），他得到M（小车质量）保持不变情况下的图线是图中的_________（将选项代号的字母填在横线上）。
A． B． C． D．
（3）如图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出，打点计时器频率50Hz），计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a =________m/s2（保留三位有效数字）。
（4）实验中要进行质量m（塑料桶及桶中沙子的总质量）和M（小车的质量）的选取，以下最合理的一组是（______）
A．M=200 g，m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g
B．M=200 g，m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g
C．M=400 g，m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g
D．M=400 g，m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g
12．某同学用如图甲所示的实验装置来“探究a与F、m之间的定量关系”。
（1）实验时，必须先平衡小车与木板之间的摩擦力，该同学是这样操作的：如图乙，将小车静止地放在水平长木板上，并连着已穿过打点计时器的纸带，调整木板右端的高度，接通电源，用手轻推小车，让打点计时器在纸带上打出一系列__________的点，说明小车已平衡摩擦力。
（2）如果该同学先如（1）中的操作，平衡了摩擦力。以砂和砂桶的重力为F，在小车质量M保持不变情况下，不断往桶里加砂，砂和砂桶的质量最终达到M，测小车加速度a，作a -F的图像。下列图线正确的是________。
A．B．C．D．
（3）下图是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，量出相邻的计数点之间的距离分别为xAB＝4.22cm，xBC＝4.65cm，xCD＝5.08cm，xDE＝5.49cm，xEF＝5.91cm，xFG＝6.34cm，已知打点计时器的工作频率为50Hz，则纸带上D点的速度vD=______m/s，小车的加速度a＝______m/s2（结果保留两位有效数字）。
（4）若实际工作频率是48Hz，而该同学不知情，则该同学算出来的加速度______真实值（填“大于”、“等于”、“小于”）。
13．“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示。
（1）在实验过程中，某小组同学打出了一条纸带如图乙所示。从比较清晰的点起，量出相邻计数点之间的距离分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6，两计数点时间间隔为T。则该小车的加速度的表达式a=______；
（2）在探究a-F关系中，该小组同学在完成相关实验操作步骤后，得到如下五组数据
砝码重力F（N） 0.196 0.392 0.588 0.784 0.980
加速度a（m/s2） 0.69 1.18 1.66 2.18 2.70
根据表格上的实验数据作出的a-F图线如图所示，你认为可能的原因是______（填入相应的字母）。
A．实验中没有对小车平衡摩擦力
B．在对小车平衡摩擦力时，长木板倾角太大
C．计算重力时漏加砝码盘的重力
D．实验没有满足砝码及砝码盘质量远小于小车质量
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”。
（1）下列做法正确的是___________。
A．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行
B．在调节木板倾斜角度平衡小车受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的托盘通过定滑轮拴在小车上
C．实验时，先放开小车再接通打点计时器的电源
D．用托盘和盘内砝码的重力作为小车和车上砝码受到的合外力，为减小误差，实验中一定要保证托盘和砝码的总质量远小于小车和车上砝码的总质量
（2）某同学以小车和车上砝码的总质量M的倒数为横坐标，小车的加速度a为纵坐标，在坐标纸上作出的关系图线如图所示。由图可分析得出：加速度与质量成___________关系（选填“正比”或“反比”）；图线不过原点说明实验有误差。引起这一误差的主要原因是平衡摩擦力时长木板的倾角___________（选"过大”或“过小”）。
参考答案
1．A
2．D
3．C
4．B
5．B
6．AC
7．AD
8．AC
9．0.195 0.101 匀速 平衡摩擦过度
10．不挂 匀速直线 C
11．不正确，应给小车一初速度，使小车能匀速下滑 C 0.496 C
12．点迹均匀 C 0.53 0.42 大于
13． BC
14．AD 反比 过大 第2页，共2页
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