教科版物理必修1同步测试：第3章 第2节 探究加速度与力、质量的关系

1．(多选)在利用打点计时器探究加速度与力、质量关系的实验中，以下做法正确的是(　　)
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
解析：选BCD.因为小车在运动时要受到阻力，纸带与打点计时器间也有阻力，将长木板一端垫高一些，利用小车重力沿斜面向下的分力来平衡摩擦力，此时不能将重物用细绳通过定滑轮系在小车上．
2．(多选)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．形成图甲的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大
B．形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小
C．形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大
D．形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小
解析：选AD.图甲和图丙是小车的质量确定不变，图甲中F＝0时，即不施加拉力就有加速度，说明长木板的倾角过大，A正确；图丙中，当拉力达到某一值前没有加速度，说明平衡摩擦力不足，即长木板倾角过小，故C错误；图乙和图丁是小车的拉力F确定不变，图乙中，＝0时，即小车的质量无穷大时还有加速度，说明平衡摩擦力过度，木板倾角过大，B错误；图丁是小车的质量小到一定程度才有加速度，说明平衡摩擦力不足，木板倾角过小，故D正确．
3．表中记录的是在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中的部分数据．
组别
质量m/kg
受力F/N
加速度a/(m·s－2)
1
0.5
0.
25
2
0.50
3
1.00
4
1.0
5
1.5
若利用1、2、3三组数据探究加速度与受力的关系，则2、3组数据中物体的质量分别为________、________；若利用3、4、5三组数据探究加速度与物体质量的关系，则4、5组数据中物体所受的力分别为________、________．
解析：为了探究加速度与小车受力的关系，采用控制变量法，需要首先把1、2、3组实验中小车的质量固定下来，保持小车的质量不变，则1、2、3组数据中物体的质量均为0.5
kg；同理，为了探究加速度与质量之间的关系，需要把3、4、5组中小车受到的外力固定下来保持不变，则3、4、5组数据中物体所受的力均为1.00
N.
答案：0.5
kg　0.5
kg　1.00
N　1.00
N
4．如图所示是某同学探究加速度与力、质量的关系时，已接通电源正要释放纸带时的情况，请你指出该同学的五个差错．
(1)电源__________；(2)电磁打点计时器位置________；(3)滑轮位置____________；(4)小车位置____________；
(5)长木板____________________．
解析：探究加速度与力、质量的关系时，打点计时器应使用交流电源，且要固定在长木板无滑轮的一端，即应靠右端；释放纸带时小车应靠近打点计时器；连接小车的细线应保持水平，故应调节滑轮位置使拉线水平；实验时应平衡摩擦力，使小车所受重力沿斜面方向的分力与小车所受摩擦力平衡，故应垫高长木板右端平衡摩擦力．
答案：(1)应用交流电源　(2)应靠右端
(3)应使拉线水平　(4)应靠近打点计时器
(5)应垫高右端平衡摩擦力
5．某同学利用如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：
(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，小车的加速度与作用力成正比”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________________________________________________________________________．
解析：(1)由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，可能的原因是存在摩擦力．
(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)存在摩擦力　(3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力　远小于小车的质量
6．“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示．
(1)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．计时器打点的时间间隔为0.02
s．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a＝________m/s2.(结果保留两位有效数字)
(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：
砝码盘中砝码总重力F(N)
0.196
0.392
0.588
0.784
0.980
加速度a
(m·s－2)
0.69
1.18
1.66
2.18
2.70
请根据实验数据作出a－F的关系图像．
(3)根据提供的实验数据作出的a－F图线不通过原点，请说明主要原因．
解析：(1)a＝＝
m/s2＝0.16
m/s2或a＝＝
m/s2＝0.15
m/s2.
(2)如图所示
(3)小车、砝码盘和砝码组成的系统所受合外力为砝码盘和砝码的总重力，而表中数据漏计了砝码盘的重力，导致合力F的测量值小于真实值，a－F的图线不过原点．
答案：(1)0.16(0.15也算对)
(2)见解析　(3)未计入砝码盘的重力