课时作业(十七)
一、选择题
1．在利用打点计时器和小车做探究加速度与力、质量的关系的实验，下列说法中正确的是( )
A．平衡摩擦力时，应将砝码盘通过定滑轮拴在小车上
B．连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行
C．平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动
D．小车释放前应靠近打点计时器，且应先接电源再释放小车
[解析] 平衡摩擦力时，不能把砝码盘通过定滑轮拴在小车上，应该让小车自己连着纸带，在木板上大致做匀速运动时即满足要求．
[答案] BCD
2．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图所示的装置．下列说法中正确的是( )
A．在探究加速度与质量的关系时，应该改变拉力的大小
B．在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量
C．在探究加速度a与小车质量M的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a－图象
D．当小车的质量远大于盘和砝码的总质量时，不能近似认为细线对小车的拉力大小等于盘和砝码的总重力大小
[解析] 利用控制变量法探究a、F、M的关系时，应保持F一定，改变M，探究a与M的关系或保持M一定，改变F，探究a与F的关系，选项A、B错误；探究a与M的关系时，由于a与M成反比，其图象是双曲线，不易寻找a与M的关系，而a－图象是通过原点的直线，较易观察，选项C正确；实验中应使砝码和盘的总质量远小于小车的质量，选项D正确．
[答案] CD
3．在保持小车质量m不变，探究a与F的关系时，小车质量m和小盘及砝码质量m′分别选取下列四组值．若其他操作都正确，要使所画出的a－F图线较准确，应选用的一组测量值是( )
A．m＝500 g，m′分别为50 g、70 g、100 g、125 g
B．m＝500 g，m′分别为20 g、30 g、40 g、50 g
C．m＝200 g，m′分别为50 g、70 g、100 g、125 g
D．m＝100 g，m′分别为30 g、40 g、50 g、60 g
[解析] 探究a与F的关系时，应满足m?m′，B正确．
[答案] B
4．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，用改变小盘中所放砝码的质量的办法来改变对小车的作用力F，用打点计时器测出小车的加速度a，得出若干组F和a的数据，然后根据测得的数据作出如图所示的a－F图象，发现图线既不过原点，又不是直线，原因是( )
A．没有平衡摩擦力，且小车的质量较大
B．平衡摩擦力时，木板一端垫得太高，且小盘和砝码的质量较大
C．平衡摩擦力时，木板一端垫得太低，且小盘和砝码的质量较大
D．平衡摩擦力时，木板一端垫得太高，且小车的质量较大
[解析] 图线在横轴上有截距，其原因是木板垫得太低；图线上端向下弯曲是由于小盘和砝码的质量较大，实验过程中没有保证小车和砝码的质量远远大于小盘和砝码的质量，故C正确．
[答案] C
5．如图所示，在“探究加速度与力、质量的关系”的演示实验中，若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F1、F2，车中所放砝码的质量分别为m1、m2，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x1、x2，则在实验误差允许的范围内，有( )
A．当m1＝m2，F1＝2F2时，x1＝2x2
B．当m1＝m2，F1＝2F2时，x2＝2x1
C．当m1＝2m2，F1＝F2时，x1＝2x2
D．当m1＝2m2，F1＝F2时，x2＝2x1
[解析] 题中m1和m2是车中砝码的质量，本题中只说明了两小车是相同的，并没有告诉小车的质量是多少．当m1＝m2时，两车加砝码质量仍相等，若F1＝2F2，则a1＝2a2，由x＝at2得x1＝2x2，故A对B错．若m1＝2m2时，无法确定两车加砝码后的质量关系，两小车的加速度关系也就不明确，自然无法判定两车的位移关系，故C、D错．
[答案] A
6．如图所示是根据“探究加速度与力的关系”的实验数据描绘的a－F图象，下列说法正确的是( )
A．3条倾斜直线所对应的小车和砝码的质量相同
B．3条倾斜直线所对应的小车和砝码的质量不同
C．直线1所对应的小车和砝码的质量最大
D．直线3所对应的小车和砝码的质量最大
[解析] 由图象知F相同时，对应的加速度大小a1>a2>a3，根据F相同时，加速度与质量成反比，所以m1[答案] BD
二、非选择题
7．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，备有下列器材：
A．电火花计时器；B.天平；C.秒表；D.交流电源；E.电池；F.纸带；G.细绳、砝码、滑块(可骑在气垫导轨上)；H.气垫导轨(一端带定滑轮)；I.毫米刻度尺；J.小型气泵
(1)实验中应选用的器材有_____________________________；
实验的研究对象是____________________________________．
(2)本实验分两大步骤进行：①_________________________；
②__________________________________________________.
[解析] 本实验的重点是：在m一定时，根据不同力作用下打出的纸带，求出加速度；F一定时，根据不同质量条件下打出的纸带，求出加速度，故只要明确电火花计时器及气垫导轨的工作条件，则不难将器材选出．
[答案] (1)A、B、D、F、G、H、I、J 骑在气垫导轨上的滑块 (2)①研究a与F的关系(m一定) ②研究a与m的关系(F一定)
8．某同学用如下图所示的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验，当小车的质量一定时，测得小车的加速度a与拉力F的数据如下表：
F/N
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
a/(m·s－2)
0.10
0.23
0.27
0.40
0.49
(1)根据表中数据，在如下图所示坐标系中作出a－F图象．
(2)图线存在截距，其原因是_____________________________．
(3)由图象可得出的结论是_______________________________．
[解析] (1)以表中的数据为坐标，描点作图，得到如答案中图所示的图线．(2)由图象可知，当细线的拉力增大到一定数值时才产生加速度，说明有阻力作用．(3)所有点大致分布在一条直线上，结合(2)知若将阻力影响消除，可以认为当物体质量一定时，加速度与合外力成正比．
[答案] (1)如下图所示
(2)桌面与小车之间存在摩擦力作用
(3)在物体质量一定时，加速度与所受到的合外力成正比
9．某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系．
弹簧测力计固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧测力计的挂钩和矿泉水瓶连接．在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距d.开始时将木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧测力计的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小．再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧测力计的示数F1，然后释放木板，并用停表记下木板运动到PQ处的时间t.
(1)木板的加速度可以用d、t表示为a＝________；为了减小测量加速度的偶然误差，可以采用的方法是(写一种即可)___________．
(2)改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧测力计示数F1的关系．下列图象中能表示该同学实验结果的是________．
(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是________．
a．可以改变滑动摩擦力的大小
b．可以更方便地获取多组实验数据
c．可以比较精确地测出摩擦力的大小
d．可以获得更大的加速度以提高实验精度
[解析] (1)木板由静止开始做匀加速运动，有d＝at2
解得a＝.
(2)木板所受的合外力为F1－F0，因此F1－F0与加速度a成正比；此实验要求水的质量必须远小于木板的质量，当矿泉水瓶中水的质量逐渐增大到一定量后，图象将向下弯曲，所以能够表示该同学实验结果的图象是图c.
(3)由于水的质量可以几乎连续变化，所以可以比较精确地测出摩擦力的大小，可以方便地获取多组实验数据，故选项b、c正确．
[答案] (1) 保持F1不变，重复实验，多次测量，求平均值 (2)c (3)bc
10．某实验小组利用图(a)所示的装置探究加速度与力、质量的关系．
图(a)
(1)下列做法正确的是________(填字母代号)．
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
(2)为使砝码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，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________木块和木块上砝码的总质量．(填“远大于”、“远小于”或“近似等于”)
图(b)
(3)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图(a)所示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，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μ甲、μ乙，由图可知，m甲________m乙，μ甲________μ乙．(填“大于”、“小于”或“等于”)
[解析] (1)实验中细绳要保持与长木板平行，A项正确；平衡摩擦力时不能将装有砝码的砝码桶通过细绳绕过滑轮拴在木块上，这样无法平衡摩擦力，B项错误；实验时应先接通电源再放开木块，C项错误；平衡摩擦力后，改变木块上的砝码的质量后不再需要重新平衡摩擦力，D项正确．(2)由整体法和隔离法得到绳的拉力F＝Ma＝M＝mg，可见，当砝码桶和桶内砝码的质量m远小于木块和木块上砝码的总质量M时，可得F≈mg.(3)不平衡摩擦力，则F－μmg＝ma，a＝－μg，图象的斜率大的木块的质量小，纵轴截距绝对值大的动摩擦因数大，因此m甲μ乙．
[答案] (1)AD
(2)远小于
(3)小于 大于
