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2018-2019学年(粤教版)必修一:第四章第三节探究加速度与力、质量的定量关系

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                    第四章         力与运动
       第三节          探究加速度与力、质量的定
                        量关系


                         A 级 抓基础
    1.关于“验证牛顿运动定律”的实验,下列说法中符合实际的
是(  )
    A.通过同时改变小车的质量            m 及受到的拉力      F 的研究,能归
纳出加速度、力、质量三者之间的关系

    B.通过保持小车质量不变,只改变小车的拉力的研究,就可
以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系

    C.通过保持小车受力不变,只改变小车质量的研究,就可以
得出加速度、力、质量三者之间的关系

    D.先不改变小车质量,研究加速度与力的关系;再不改变受
力,研究加速度与质量的关系,最后归纳出加速度、力、质量三者
之间的关系

    解析:验证牛顿运动定律的实验,是利用控制变量法,探究加

速度  a 与合外力    F、物体质量      m 的关系,故     D 项正确.

    答案:D
    2.如图所示是某同学“探究加速度与力、质量的定量关系”实
验时安装完毕后,准备释放小车时的装置示意图.另一同学指出了

图中的几处错误,其中不正确的是(  )
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    A.实验前没有平衡摩擦力
    B.拉小车的细线应与长木板平行

    C.实验中所用电源应为交流电源

    D.小车应靠近打点计时器且打点计时器应距右端较远些

    答案:D
    3.某同学做“探究加速度与力、质量的关系”实验中,在平衡
摩擦力时,把长木板的一端垫得偏低,使得倾角偏小,他所得的

aF 关系图象可以用下图所示的哪一个来表示(  )


    解析:在平衡摩擦力时,若把长木板的一端垫得过低,小车重

力沿木板方向的分力小于摩擦力.

    答案:D
    4.在“探究加速度与物体质量的定性关系”实验中,在增大物
体质量的同时,要保证物体所受的合外力不变,下列措施可行的是(  )
    A.增大斜面的倾角             B.减小斜面的倾角
    C.保持斜面倾角不变            D.以上措施都不能实现

    解析:小车下滑过程中受到有重力、支持力和摩擦力的作用,

假设动摩擦因数为        μ,斜面倾角为      θ,物体质量为       m,则所受的合外


力为  F 合=mgsin  θ-μmgcos  θ,则在增大      m 的同时必须要减小        θ,


才能保持    F 合不变.
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    答案:B
    5.在探究加速度与力和物体质量的关系实验中,下列操作正确

的是(  )
    A.平衡摩擦力时,小盘应用细线通过定滑轮系在小车上,但
小盘内不能装砝码
    B.实验中无须始终保持小车和砝码的质量远远大于小盘和砝
码的质量
    C.实验中如用纵坐标表示加速度,用横坐标表示小车和车内
砝码的总质量,描出相应的点在一条直线上时,即可证明加速度与

质量成反比
    D.平衡摩擦力时,小车后面的纸带必须连好,因为运动过程
中纸带也要受到阻力
    解析:平衡摩擦力时,小车后面连接好纸带,小车匀速运动时,

小车重力的分力等于小车的滑动摩擦力和纸带受到的阻力的合力,

这样纸带阻力也平衡了,但不能挂小盘,所以                   A 错误,D    正确;只
有满足小车和砝码的质量远远大于小盘和砝码的质量,细绳的拉力

才近似等于小盘和砝码的总重力,B               错误;C    项中当横坐标表示小
车和车内砝码的总质量的倒数时,描出相应的点才在一条直线上,

故 C 错误.
    答案:D
    6.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,关于平衡摩
擦力的说法中不正确的是(  )
    A.“平衡摩擦力”的本质就是想办法让小车受到的摩擦力为
零

    B.“平衡摩擦力”的本质就是使小车所受的重力的下滑分力
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与所受到的摩擦阻力相平衡

    C.“平衡摩擦力”的目的就是要使小车所受的合外力等于所
挂钩码通过细绳和滑轮对小车施加的拉力

    D.“平衡摩擦力”是否成功,可轻轻推动小车,由打点计时
器打出的纸带上的点迹间距是否相等而确定

    答案:A
    7.(多选)在用实验探究加速度和力的关系时,下列关于实验的
思路和数据分析,正确的是(  )
    A.实验的基本思想是保持物体的质量不变,测量物体在不同
力作用下的加速度,分析加速度与力的关系

    B.实验的基本思想是保持物体所受力相同,测量质量不同的
物体在该力作用下的加速度,分析加速度与质量的关系

    C.在处理实验数据时,以           a 为纵坐标,F     为横坐标,根据数据
在坐标系中描点,若这些点在一条过原点的直线上,说明                        a 与 F 成
正比

    D.在处理实验数据时,以           a 为纵坐标,m     为横坐标,根据数
据在坐标系中描点,若这些点在一条过原点的直线上,说明                         a 与
m 成正比

    解析:本实验是利用控制变量法得到               a、F  二者的关系,A、

C 所述符合实验的思路和数据分析,故应选                 A、C.

    答案:AC
                         B 级 提能力
    8.用如图所示的装置探究在作用力               F 一定时,小车的加速度

a 与小车质量     M 的关系.某位同学设计的实验步骤如下:
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    A.用天平称出小车和小桶及内部所装沙子的质量
    B.按图安装好实验器材

    C.把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂沙桶

    D.将电磁打点计时器接在           6   V 电压的蓄电池上,接通电源,
放开小车,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.保持小桶及其中沙子的质量不变,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   aM 关系图象,并由图象确定           aM 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________,应把

___________________改为_________________________________.
    (3)在上述步骤中,处理不恰当的是________________,应把

________改为________.
    解析:本题主要考查对实验原理和实验步骤的理解和分析.实
验中把小桶及其中沙子的重力看作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.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              6   V 电压的交流学生电源上.作

aM 关系图象得到的是曲线,无法判断是否为双曲线的一支,即

                                         1
a 与 M 是否成反比,必须“化曲为直”,改作                 aM关系图象.
    答案:(1)平衡摩擦力 B (2)D 6 V          电压的蓄电池 
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                                      1
    6 V 电压的交流学生电源 (3)G aM aM
    9.“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.


    (1)下列做法正确的是________(填字母代号).
    A.调节滑轮的高度,使牵引小车的细绳与长木板保持平行
    B.在调节木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力时,将装有
砝码的砝码盘通过定滑轮拴在小车上

    C.实验时,先放开小车再接通打点计时器的电源
    D.通过增减小车上的砝码改变质量时,不需要重新调节木板
倾斜度

    (2)为使砝码盘及盘内砝码的总重力在数值上近似等于小车运动
时受到的拉力,应满足的条件是砝码盘及盘内砝码的总质量

________(填“远大于”“远小于”或“近似等于”)小车和小车上
砝码的总质量.

    (3)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.打点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).


    解析:(3)两计数点之间的时间间隔:
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    T=0.02 s×5=0.10 s,由   Δs=aT2 得

       (3.68-3.52) × 10-2
            0.102      2         2
    a1=              m/s =0.16 m/s ,

       (3.83-3.68) × 10-2
            0.102      2         2
    a2=              m/s =0.15 m/s ,

       a1+a2
    a=  2  =0.155 m/s2,取两位有效数字为:

    a=0.16 m/s2.

    答案:(1)AD (2)远小于 (3)0.16
    10.某实验小组利用如图所示的装置进行“探究加速度与合外
力的关系”的实验.


    (1)在实验中必须将长木板右端垫高,目的是________;当不挂
钩码时小车能匀速运动,表明长木板右端高度已调好.

    (2)为了减小误差,每次实验必须通过改变钩码的个数来改变小
车所受合外力,获取多组数据.若小车质量为                   400 g,实验中每次所
用的钩码总质量范围应选________组比较合理(填选项前的字母即可)
.

    A.10 g~40 g
    B.200 g~400 g
    C.1 000 g~2 000 g
    (3)实验中打点计时器所使用的是________(选填“交流”或“直
流”)电源.
    答案:(1)平衡摩擦力 (2)A (3)交流
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