第四章 第二节 实验：探究加速度与力、质量的关系 同步练习 （含答案）
文档属性
| 名称 | 第四章 第二节 实验：探究加速度与力、质量的关系 同步练习 （含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.8MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-10-16 08:51:18 | ||
图片预览
文档简介
中小学教育资源及组卷应用平台
第四章 第二节 实验：探究加速度与力、质量的关系
知识点 1 实验原理
探究方法：①____法。
(1)探究加速度与力的关系：保持小车的②____不变，改变小盘中槽码的质量(即改变拉力)，测出小车运动所对应的加速度，分析加速度与力的关系。
(2)探究加速度与质量的关系：保持小盘中槽码的③____不变(即保持拉力不变)，改变小车上砝码的质量(即改变小车的质量)，测出不同质量的小车对应的加速度，分析加速度与质量的关系。
知识点 2 实验步骤
1．测量质量：用天平测出④____和重物(小盘和小盘中的槽码)的质量分别为M、m，并把数据记录下来。
2．安装器材：按上图将实验器材安装好(小车上不系细线)。
3．平衡摩擦力：在长木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，调节薄木板的位置，直到小车⑤____下滑。
4．具体操作
(1)将挂有小盘的细线跨过定滑轮系于小车上，接通电源后放开小车打出纸带，取下纸带并在纸带上标上号码以及此时重物的重力mg(重物的质量要远⑥____小车的总质量，此时可认为小车所受拉力F等于重物的重力mg)。
(2)保持小车质量M不变，往小盘上加槽码，即改变重物的总质量m，重复步骤(1)。多做几次实验，每次小车从同一位置释放，并记录好重物的重力m?g、m?g、m?g…。
(3)保持重物的质量m不变，往小车上加砝码，改变小车的质量M，重复步骤(1)。多做几次实验，每次小车从同一位置释放，并记录好加在小车上的砝码和小车的总重力M?g、M?g、M?g…。
(4)计算出每次实验小车的⑦____的大小。
知识点 3 数据处理
1．计算法
测得加速度或加速度之比(等于位移之比)后，通过计算，看结果是否满足：(1)M一定时，；(2)F一定时，。
2.图像法
(1)保持小车质量不变，探究加速度与力的关系。
以加速度a为纵坐标，以力F为横坐标，根据测量数据描点，然后作出图像，如图甲所示，若a-F图像是一条通过原点的倾斜直线，则可得出结论：在误差允许的范围内，质量M不变时，加速度a与力F成⑧____。
(2)保持力不变，探究加速度与质量的关系。
以加速度a，为纵坐标，以质量M为横坐标，作出图像，如图乙所示，由于a-M的图像为曲线,判断a与M是否成反比关系较难，若a与M成反比，则a与必成正比，我们采用“化曲为直”的方法，以加速度a为纵坐标，以质量为横坐标，作出图像，如图丙所示，若a-图像是一条通过原点的倾斜直线，则可得出结论：在误差允许的范围内，力F不变时，加速度a与质量M成⑨____。
判断正误，正确的画“√”，错误的画”×”
1.实验时，应先将小车放开，然后再接通电源。 ( )
2．平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上。 ( )
3．每次在小车上加减砝码时，需要重新平衡摩擦力。 ( )
4．“重物的质量远小于小车的总质量”这一条件如不满足，对探究过程不会产生影响。 ( )
5．在探究加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a-图像。( )
破疑典例
某同学利用如图1装置“探究加速度与力、质量的关系”
(1)本实验采用的物理思想方法是( )
A．等效替代法 B．控制变量法
C．直接比较法 D．理想实验法
(2)实验中小车质量应____沙和沙桶的总质量(选填“远大于”、“远小于”或“等于”)。
(3)在实验中保持小车质量不变，改变沙和沙桶的总质量，测得沙和沙桶的总重力F和加速度a的数据如下表
F/N 0.15 0.30 0.48 0.62 0.74
a/() 0.05 0.16 0.30 0.40 0.49
①根据测得的数据，在图2中作出a-F图像；
②根据图2可知a-F图像未过坐标原点，原因可能是____。
破疑典例
为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置。其中M为小车的质量，m为砂和砂桶的质量，为小车上滑轮的质量，力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
(1)实验时，一定要进行的操作是( )
A．用天平测出砂和砂桶的质量
B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C．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
D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为____(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，以加速度为纵坐标，画出的a-F图像是一条直线，但不过原点，如图所示，则 ( )
A．加速度与合外力不成正比
B．没有平衡摩擦力
C．平衡摩擦力过度
答案
①控制变量②质量③质量④小车⑤匀速⑥小于⑦加速度⑧正比⑨反比
1．× 2．× 3．×
4．× 本实验是用重物的重力代替细线拉车的拉力，实验时必须满足“重物的质量远小于小车的总质量”，否则小车受到的拉力明显小于重物的重力，会造成较大的实验误差。
5．√
破疑典例
(1)B(2)远大于(3)①见解析②实验中未平衡摩擦力(或平衡摩擦力不足)
解析(1)探究加速度与力、质量的关系，应采用控制变量的方法，故选B；
(2)为了用沙和沙桶的重力表示绳上的拉力，实验中小车质量应远大于沙和沙桶的总质量：
(3)①采用描点法，作出a-F图像如图所示：
②由a-F图像可知，当F≠0时物体的加速度a=0，即只有当F增大到一定值时物体才开始具有加速度，出现此现象的原因是没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够。
破疑典例
(1)BC (2)2.00 (3)C
解析(1)拉力可以由力传感器测出，因此不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故A、D均错误；为了使力传感器示数的2倍等于小车受到的合外力，需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确；使用打点计时器时，必须先接通电源，稳定后再释放小车，该实验探究加速度与力的关系，需要记录力传感器的示数，故C正确。
(2)由于两计数点间还有四个点没有画出，故相邻计数点的时间间隔为T=5×0.02s=0.1 s，由逐差法可得：a==2.00 。
(3)由图像可知F=0时加速度不为零，原因是平衡摩擦力过度，故选C。
_21?????????è?????(www.21cnjy.com)_
第四章 第二节 实验：探究加速度与力、质量的关系
知识点 1 实验原理
探究方法：①____法。
(1)探究加速度与力的关系：保持小车的②____不变，改变小盘中槽码的质量(即改变拉力)，测出小车运动所对应的加速度，分析加速度与力的关系。
(2)探究加速度与质量的关系：保持小盘中槽码的③____不变(即保持拉力不变)，改变小车上砝码的质量(即改变小车的质量)，测出不同质量的小车对应的加速度，分析加速度与质量的关系。
知识点 2 实验步骤
1．测量质量：用天平测出④____和重物(小盘和小盘中的槽码)的质量分别为M、m，并把数据记录下来。
2．安装器材：按上图将实验器材安装好(小车上不系细线)。
3．平衡摩擦力：在长木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，调节薄木板的位置，直到小车⑤____下滑。
4．具体操作
(1)将挂有小盘的细线跨过定滑轮系于小车上，接通电源后放开小车打出纸带，取下纸带并在纸带上标上号码以及此时重物的重力mg(重物的质量要远⑥____小车的总质量，此时可认为小车所受拉力F等于重物的重力mg)。
(2)保持小车质量M不变，往小盘上加槽码，即改变重物的总质量m，重复步骤(1)。多做几次实验，每次小车从同一位置释放，并记录好重物的重力m?g、m?g、m?g…。
(3)保持重物的质量m不变，往小车上加砝码，改变小车的质量M，重复步骤(1)。多做几次实验，每次小车从同一位置释放，并记录好加在小车上的砝码和小车的总重力M?g、M?g、M?g…。
(4)计算出每次实验小车的⑦____的大小。
知识点 3 数据处理
1．计算法
测得加速度或加速度之比(等于位移之比)后，通过计算，看结果是否满足：(1)M一定时，；(2)F一定时，。
2.图像法
(1)保持小车质量不变，探究加速度与力的关系。
以加速度a为纵坐标，以力F为横坐标，根据测量数据描点，然后作出图像，如图甲所示，若a-F图像是一条通过原点的倾斜直线，则可得出结论：在误差允许的范围内，质量M不变时，加速度a与力F成⑧____。
(2)保持力不变，探究加速度与质量的关系。
以加速度a，为纵坐标，以质量M为横坐标，作出图像，如图乙所示，由于a-M的图像为曲线,判断a与M是否成反比关系较难，若a与M成反比，则a与必成正比，我们采用“化曲为直”的方法，以加速度a为纵坐标，以质量为横坐标，作出图像，如图丙所示，若a-图像是一条通过原点的倾斜直线，则可得出结论：在误差允许的范围内，力F不变时，加速度a与质量M成⑨____。
判断正误，正确的画“√”，错误的画”×”
1.实验时，应先将小车放开，然后再接通电源。 ( )
2．平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上。 ( )
3．每次在小车上加减砝码时，需要重新平衡摩擦力。 ( )
4．“重物的质量远小于小车的总质量”这一条件如不满足，对探究过程不会产生影响。 ( )
5．在探究加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a-图像。( )
破疑典例
某同学利用如图1装置“探究加速度与力、质量的关系”
(1)本实验采用的物理思想方法是( )
A．等效替代法 B．控制变量法
C．直接比较法 D．理想实验法
(2)实验中小车质量应____沙和沙桶的总质量(选填“远大于”、“远小于”或“等于”)。
(3)在实验中保持小车质量不变，改变沙和沙桶的总质量，测得沙和沙桶的总重力F和加速度a的数据如下表
F/N 0.15 0.30 0.48 0.62 0.74
a/() 0.05 0.16 0.30 0.40 0.49
①根据测得的数据，在图2中作出a-F图像；
②根据图2可知a-F图像未过坐标原点，原因可能是____。
破疑典例
为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置。其中M为小车的质量，m为砂和砂桶的质量，为小车上滑轮的质量，力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
(1)实验时，一定要进行的操作是( )
A．用天平测出砂和砂桶的质量
B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C．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
D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为____(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，以加速度为纵坐标，画出的a-F图像是一条直线，但不过原点，如图所示，则 ( )
A．加速度与合外力不成正比
B．没有平衡摩擦力
C．平衡摩擦力过度
答案
①控制变量②质量③质量④小车⑤匀速⑥小于⑦加速度⑧正比⑨反比
1．× 2．× 3．×
4．× 本实验是用重物的重力代替细线拉车的拉力，实验时必须满足“重物的质量远小于小车的总质量”，否则小车受到的拉力明显小于重物的重力，会造成较大的实验误差。
5．√
破疑典例
(1)B(2)远大于(3)①见解析②实验中未平衡摩擦力(或平衡摩擦力不足)
解析(1)探究加速度与力、质量的关系，应采用控制变量的方法，故选B；
(2)为了用沙和沙桶的重力表示绳上的拉力，实验中小车质量应远大于沙和沙桶的总质量：
(3)①采用描点法，作出a-F图像如图所示：
②由a-F图像可知，当F≠0时物体的加速度a=0，即只有当F增大到一定值时物体才开始具有加速度，出现此现象的原因是没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够。
破疑典例
(1)BC (2)2.00 (3)C
解析(1)拉力可以由力传感器测出，因此不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故A、D均错误；为了使力传感器示数的2倍等于小车受到的合外力，需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确；使用打点计时器时，必须先接通电源，稳定后再释放小车，该实验探究加速度与力的关系，需要记录力传感器的示数，故C正确。
(2)由于两计数点间还有四个点没有画出，故相邻计数点的时间间隔为T=5×0.02s=0.1 s，由逐差法可得：a==2.00 。
(3)由图像可知F=0时加速度不为零，原因是平衡摩擦力过度，故选C。
_21?????????è?????(www.21cnjy.com)_