课时分层作业(十六)
1．解析：由≈，由此可知物体受到的合外力越大，加速度越大．
答案：(1) (2)当物体的质量保持不变时，物体受到的合外力越大，产生的加速度越大
2．解析：由数据猜测a与成正比关系，建立a－坐标进行描点连线．
由图线可知a－图线为过原点的直线，故F一定时，a与成正比，即a与m成反比关系．
答案： (1)见解析图 (2)反比
3．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)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4~6 V交流电源上．
(3)作a－M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a－关系图像．
(4)①电磁打点计时器应靠右端安装，留出小车的运动空间；②释放小车时，小车应靠近打点计时器；③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．
答案：(1)平衡摩擦力 B (2)D 6 V电压的蓄电池 4~6 V的交流电源 (3)G a－M图像 a－图像 (4)①应靠右端 ②应靠近打点计时器 ③使细绳平行于木板时滑轮所处位置
4．解析：(1)E点瞬时速度
vE＝＝0.85 m/s；
A、F两点的过程中小车的平均速度
AF＝＝0.7 m/s；
由Δx＝aT2可得a＝＝5 m/s2．
(2)在拉力一定时，a与M成反比，故得到多组数据后他应描绘的图像是a－．
(3)①由题图丙可知，当拉力为0时小车的加速度大于0，故直线不过原点的原因是平衡摩擦力过度；
②要使绳子所挂砂和砂桶的重力的大小作为细绳对小车拉力的大小，必须使m M，否则将会出现较大误差．
答案：(1)0.85 0.7 5 (2)a－
(3)①平衡摩擦力过度 ②不满足小车的质量远远大于砂和砂桶的质量
5．解析：(1)本实验木板表面不可能光滑，摩擦力会影响实验结果，所以要平衡摩擦力．
(2)根据牛顿第二定律得，mg＝(M＋m)a，解得a＝，则绳子的拉力F＝Ma＝，可知当砝码(包括砝码盘)的总质量m远小于小车质量M时，小车所受的拉力等于砝码(包括砝码盘)的总重力，所以应满足的条件是砝码(包括砝码盘)的总质量远小于小车的质量．
(3)本实验的目的是探究加速度和力、质量的关系，所以不能把牛顿第二定律当成已知的公式来使用，故A错误；使用打点计时器时，应该先接通电源，后释放纸带，故B正确；平衡摩擦力后μ＝tan θ，与重物的质量无关，所以不用再次平衡摩擦力，故C错误；本实验采用控制变量法，故D正确．
答案：(1)平衡摩擦力 (2)m M (3)BD
6．解析：这是探究小车加速度与钩码质量的关系，所以该实验必须平衡摩擦力，并且要保证钩码的质量远小于小车的质量．
(1)由题图图像可知小车的加速度与钩码的质量成非线性关系．
(2)a－m图线不经过原点，在m轴上有截距，即挂上小钩码后小车加速度仍为零，可能的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
(3)本实验直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则应采取的措施是调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力，钩码的质量应满足的条件是远小于小车的质量．
答案：(1)非线性 (2)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
(3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力 远小于小车的质量
7．解析：(1)为充分利用纸带，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，同时记录传感器的示数，故A正确；为得出普遍规律，改变砂和砂桶质量，打出几条纸带，故B正确；小车受到的拉力可由拉力传感器测出来，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，故C错误；小车受到的拉力可以由拉力传感器测出，实验中不需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故D错误．
由于每两个计数点间还有四个计时点未画出，纸带上面每两个计数点间的时间间隔是0.1 s，根据匀变速直线运动的推论，一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则C点的速度为vC＝×10－2 m/s＝0.8 m/s
根据匀变速直线运动的推论公式
a＝ m/s2＝4 m/s2．
(2)作用力一定的情况下，物体的加速度a与其质量m成反比，即m1a1＝m2a2．结合图像可知，F一定时，aA>aB，则mA由题图可知aA＝aB＝0时，FA＝FB，又FA＝FB＝μAmAg＝μBmBg，又mAμB．
答案：(1)AB 0.8 4 (2)小于 大于
1 / 3课时分层作业(十六) 加速度与力、质量之间的关系
说明：本试卷总分54分
1．利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系，得到质量相等的两辆小车的实验数据如下表所示：
小车编号 F/N s/cm
1 0.1 50
2 0.2 99.5
(1)从以上两组数据中可以得出加速度a1与a2之比为_______________．
(2)从实验的结果得出什么结论________________________________________
__________________________________________________________________．
2．一同学在“探究加速度与质量的关系”实验中保持拉力不变，得到了小车加速度随质量变化的一组数据，如下表所示．
实验 序号 加速度 a/(m·s-2) 小车与砝码 总质量m/kg 小车与砝码总质量的倒数m-1/kg-1
1 0.29 0.20 5.0
2 0.25 0.25 4.0
3 0.22 0.30 3.3
4 0.18 0.35 2.9
5 0.16 0.40 2.5
(1)请你在如图所示的方格纸中建立合适的坐标，并画出能直观反映出加速度与质量关系的图线．
(2)由图线可知F一定时，a与m成________关系．
3．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________________________________________________________．
4．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图甲所示的装置，打点计时器的打点频率为50 Hz．
(1)该同学得到一条纸带，在纸带上取连续的六个计时点，如图乙所示，相邻两点间的距离分别为10.0 mm、12.0 mm、14.0 mm、16.0 mm、18.0 mm，则打E点时小车的速度为________m/s，打A、F两点的过程中小车的平均速度为________m/s，小车的加速度为________m/s2．
(2)该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系，应该保持拉力不变，得到多组数据后他应描绘的图像是________(选填“a-M”或“a-”)图像．
(3)该同学通过对数据的处理作出了a-F图像如图丙所示，则：
①图中的直线不过原点的原因是_______________________________________．
②此图中直线发生弯曲的原因是_________________________________________．
5．在“探究加速度和力、质量的关系”实验中，采用如图所示的装置图进行实验：
(1)实验中，需要在木板的右端垫上一个小木块，其目的是_______________ _____________________________________________________________________．
(2)实验中，已经测出小车的质量为M，砝码(包括砝码盘)的总质量为m，若要将砝码(包括砝码盘)的总重力大小作为小车所受拉力F的大小，这样做的前提条件是___________________________________________________________________．
(3)在实验操作中，下列说法正确的是________．
A．求小车运动的加速度时，可用天平测出砝码盘和砝码的总质量m，以及小车质量M，直接利用公式a＝g求出
B．实验时，应先接通打点计时器的电源，再放开小车
C．每改变一次小车的质量，都需要改变垫入的小木块的厚度
D．先保持小车质量不变，研究加速度与力的关系；再保持小车受力不变，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系
6．某同学利用图甲所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图乙所示．实验中小车(含发射器)的质量为200 g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到．回答下列问题：
甲
乙
(1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成________(选填“线性”或“非线性”)关系．
(2)由图乙可知，a-m图线不经过原点，可能的原因是_________________ ________________________________________________________________．
(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与所受合外力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是_______________________________________，
钩码的质量应满足的条件是________________________________________．
7．(1)①某实验小组做“探究小车的加速度与力的关系”实验，实验小组中的小华用如图甲所示装置做实验．
图中带滑轮的长木板水平放置于桌面，拉力传感器可直接显示所受到的拉力大小．
小华做实验时，下列操作必要且正确的是________．
A．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，同时记录传感器的示数
B．改变砂和砂桶质量，打出几条纸带
C．用天平测出砂和砂桶的质量
D．为了减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
②图乙为上述实验中打下的一条纸带，A点为小车刚释放时打下的起始点，每两点间还有四个计时点未画出，打点计时器的频率为50 Hz，则C点的速度为________m/s，小车的加速度为________m/s2．(以上两空均保留1位有效数字)
(2)某同学用物体A、B分别探究了加速度随着外力的变化的关系，物体A、B由静止开始加速运动(纸带与打点计时器之间阻力及空气阻力可忽略)，实验后进行数据处理，得到了物体A、B的加速度a与轻质弹簧测力计弹力F的关系图像分别如图丙中的A、B所示．
该同学仔细分析了图中两条线不重合的原因，得出结论：两个物体的质量不等，且mA________mB；两物体与木板之间动摩擦因数μA________μB．(均选填“大于”“等于”或“小于”)
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