【高中物理粤教版必修第一册同步练习】 第二节加速度与力，质量之间的关系

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【高中物理粤教版必修第一册同步练习】
第二节加速度与力，质量之间的关系
一、单选题
1．小明同学为了探究物体的加速度a与质量m、受到的外力F之间的关系，设计了这样的实验思路：先保持m不变，寻找a与F的关系，再保持F不变，寻找a与m的关系，请问他这样做采用了哪种科学方法？
A．理想模型法 B．控制变量法 C．等效法 D．对称法
2．为探究物体质量一定时加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置，其中M包括小车和与小车固定连接的滑轮的质量，钩码的总质量用m表示。弹簧测力计可测出细线中的拉力大小。则实验时，一定要进行正确操作的是（　　）
A．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
B．用天平测出钩码的总质量
C．为减小误差，实验中一定要保证m远小于M
D．小车放在长木板上任意位置，先通电源，后放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数
3．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，为了研究加速度与力的关系，应保持不变的物理量是（　　）
A．速度 B．加速度 C．质量 D．力
4．某同学在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，当保持物体所受的力相同时，测量不同质量的物体在这个力作用下的加速度，设物体的质量为m，加速度为a，得到如图所示的 （　　）
A．a与m成正比 B．a与m成反比 C．a与m2成正比 D．a与m2成反比
5．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．电磁打点计时器应实验低于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
6．小明用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系，实验中不需要的操作是（　　）
A．先接通电源，后释放小车
B．用秒表测出小车运动的时间
C．调节定滑轮的高度，使细绳与长木板平行
D．将长木板右端垫高，平衡小车和纸带受到的摩擦力
二、填空题
7．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中：
①在探究物体的加速度与力的关系时，应保持　 　不变，分别改变施加在物体上的力F，测出相对应的加速度a。
②在探究物体的加速度与物体的质量的关系时，应保持　 　不变，分别改变物体的质量m，测出相应的加速度a。
③本实验采用的探究方法是　 　（填字母序号）
A、转换法 B、类比法 C、控制变量法 D、等效替换法
8．①“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示，在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．计时器所用交流电源的频率为50 Hz，从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离，该小车的加速度为　 　 m/s2(结果保留两位有效数字)。
②甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，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，分别得到如图中甲、乙两条直线．则甲、乙用的小车与木板间的动摩擦因数的关系为μ甲　 　μ乙．(选填“大于”、“小于”或“等于”)
9．用如图所示的装置探究加速度与合外力和质量的关系，现有如下一些操作：
①选择适当的小车和砝码的总质量、砂和砂桶的总质量，让小车由靠近打点计时器位置无初速释放，得到如图所示的一条纸带，A、B、C、D、E为5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。用刻度尺测量计数点间的距离如图所示。已知打点计时器的工作频率为50 Hz，则小车的加速度
a=　 　m/s2 （结果保留2位有效数字）。
②保持砂和砂桶的总质量不变，改变小车和砝码的总质量，重复上述实验操作，得到对应的加速度，这是为了探究“　 　不变，加速度与　 　的关系”。
10．某同学欲用图甲所示装置探究“加速度与质量的关系”．实验中砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M．且实验过程中始终保持M＜20m．
①实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板上滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是　 　
A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动．
B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动．
C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动．
②图乙是实验中得到的一条纸带，O、A、B、C、D、E、F、G为8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，已知打点计时器的工作频率为50Hz．该同学计划利用v﹣t图像计算小车的加速度．首先用刻度尺进行相关长度的测量，其中CE的测量情况如图丙所示，由图可知CE长为　 　 cm，依据此数据计算打点计时器打下D点时小车的速度为　 　 m/s．图丁中已标注出了打点计时器打下A、B、C、E、F五个点时小车的速度．
③请将打下D点时小车的速度标注在v﹣t图上．并描绘出小车的v﹣t图像　 　．
④由图丁中描绘的图线可得出小车的加速度为　 　 m/s2（计算结果保留两位有效数字）
⑤该同学保持砂和砂桶的总质量m不变，通过在小车上增加砝码改变小车的质量M，得到多组实验数据．为了探究加速度与质量的关系，该同学利用所测数据，做出了 与M的图像，下列给出的四组图像中正确的是：　 　
11．在“验证牛顿第二定律”的实验中，实验装置如图甲，有一位同学保持小车质量不变的情况下，通过实验测量作出了图乙、丙两幅图．
①A图线不通过坐标原点的原因是　 　．
②A图上部弯曲的原因是　 　．
③B图线在纵轴上有截距的原因是　 　．
三、解答题
12．某同学利用牛顿第二定律测量小车的质量，其装置如图甲所示；在调节桌面水平后，用力传感器来测细线中的拉力。
（1）该实验　 　（填“需要”或“不需要”）砂桶质量远小于小车质量；
（2）实验中得到一条如图乙所示的纸带，图中每相邻两个点迹间还有四个计时点没画出来，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，由图中的数据可知，小车运动的加速度大小是　 　m/s2；（计算结果保留三位有效数字）
（3）若实验中小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示，若不计小车上滑轮的质量，则小车的质量m=　 　kg。（计算结果保留三位有效数字）
四、综合题
13．为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某同学设计了图(a) 所示的实验装置，其中 M为小车的质量，m 为砂和砂桶的质量，m0为动滑轮的质量，滑轮光滑且大小不计，力传感器可测出细线中的拉力大小.
（1）实验中，不需要进行的操作是　 　，不需要满足的条件是　 　. (填序号字母)
A． 用天平测出砂和砂桶的质量m
B． 将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C． 保证砂和砂桶的质量m 远小于小车的质量M
D． 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
（2）该同学在实验中得到图(b) 所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出). 已知打点计时器的打点周期为0.02s，根据纸带可求出小车的加速度大小为　 　m/s2(结果保留三位有效数字).
（3）该同学以力传感器的示数F 为横坐标，加速度a 为纵坐标，画出图(c)所示的a－F 图线是一条过原点的直线，若图线的斜率为k，则小车的质量为　 　.
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
2．【答案】A
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
3．【答案】C
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
4．【答案】B
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
5．【答案】D
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
6．【答案】B
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
7．【答案】质量；力；C
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
8．【答案】0.15；大于
【知识点】实验验证牛顿第二定律
9．【答案】0.40；合外力；小车和砝码的总质量
【知识点】实验验证牛顿第二定律
10．【答案】B；10.60（10.58～10.62 ）；0.53；；0.42；B
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
11．【答案】没有平衡摩擦力，平衡摩擦力不够；钩码的总质量不满足远小于小车和砝码的总质量；平衡摩擦力倾角过大
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
12．【答案】（1）不需要
（2）2.40
（3）2.89
【知识点】实验验证牛顿第二定律
13．【答案】（1）A；C
（2）1.95
（3）
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
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