人教版（2019）必修第一冊(cè)《4.2 實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》2021年同步練習(xí)卷（14）

• 1．用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，將一端帶定滑輪的長(zhǎng)木板放在水平的桌面上，實(shí)驗(yàn)小車通過(guò)輕細(xì)繩跨過(guò)定滑輪與砂桶相連，小車與紙帶相連，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率f=50Hz。在保持實(shí)驗(yàn)小車質(zhì)量不變的情況下，放開(kāi)砂桶，小車加速運(yùn)動(dòng)，處理紙帶得出小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小a；改變砂桶中砂子的質(zhì)量，多次重做實(shí)驗(yàn)。輕細(xì)繩始終與長(zhǎng)木板平行，重力加速度為g。
  
  （1）若未平衡摩擦力，在保證砂桶和砂子的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M的前提下，在圖乙所示的a-mg坐標(biāo)系中大致畫(huà)出所得到的圖象。
  （2）在平衡摩擦力時(shí)，下列做法正確的是

  。
  A．去除砂子，將砂桶通過(guò)輕細(xì)繩跨過(guò)定滑輪與小車相連，墊起木板右端，輕推小車，若小車勻速運(yùn)動(dòng)，則平衡摩擦力完成
  B．將砂桶和輕細(xì)繩從小車上取下，接上紙帶，墊起木板右端，輕推小車，若打出的點(diǎn)跡均勻（相鄰兩點(diǎn)的間距相等），則平衡摩擦力完成
  C．將砂桶和輕細(xì)繩從小車上取下，墊起木板左端，輕推小車，若小車勻速運(yùn)動(dòng)則平衡摩擦力完成
  （3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中打出的一條理想紙帶如圖丙所示，圖中O、A、B、C、D、E、F為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫(huà)出，則小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小a=

  m/s²（結(jié)果保留三個(gè)有效數(shù)字）。
  組卷：45引用：2難度：0.8

  解析

• 2．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究加速度a與物體所受合外力F及質(zhì)量m關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，圖（a）為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖（交流電的頻率為50Hz）。
  
  （1）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中選擇了如圖甲所示的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，他選用的計(jì)時(shí)器電源應(yīng)該是圖乙中的

  。
  （2）如圖（b）為本次實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶，測(cè)紙帶的

  端是與小車相連的。（填“左”或“右”）
  （3）保持小車質(zhì)量不變，改變砂和砂桶質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a隨合力F的變化圖線如圖（c）所示。該圖線不通過(guò)原點(diǎn)，其主要原因是

  。
  組卷：1引用：1難度：0.6

  解析

• 3．（1）某組同學(xué)用如圖1所示裝置，來(lái)研究小車質(zhì)量不變的情況下，小車的加速度與小車受到力的關(guān)系。下列措施中不需要和不正確的是

  。
  A．首先要平衡摩擦力，使小車受到合力就是細(xì)繩對(duì)小車的拉力。
  B．每次改變拉小車?yán)蠖夹枰匦缕胶饽Σ亮?br />C．實(shí)驗(yàn)中通過(guò)在塑料桶中增加砝碼來(lái)改變小車受到的拉力
  D．每次小車的質(zhì)量要遠(yuǎn)大于塑料桶的質(zhì)量
  
  （2）某組同學(xué)根據(jù)數(shù)據(jù)，畫(huà)出a-F圖象如圖2所示，那么該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題可能是

  。
  A．實(shí)驗(yàn)中摩擦力沒(méi)有平衡
  B．實(shí)驗(yàn)中摩擦力平衡過(guò)度
  C．實(shí)驗(yàn)中繩子拉力方向沒(méi)有跟平板平行
  D．實(shí)驗(yàn)中小車質(zhì)量發(fā)生變化
  （3）本實(shí)驗(yàn)的基本思路是

  法。
  組卷：234引用：4難度：0.3

  解析

• 4．在探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置。力傳感器可測(cè)出輕繩中的拉力大小。
  
  （1）實(shí)驗(yàn)中為探究加速度與力的關(guān)系，一定要進(jìn)行的操作是

  。
  A．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
  B．用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量
  C．將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高，以平衡摩擦力
  D．小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時(shí)記錄力傳感器的示數(shù)
  （2）在正確操作的前提下，該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖2所示的一條紙帶（兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出）。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)該紙帶可求出小車的加速度為

  m/s²（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。若打點(diǎn)計(jì)時(shí)器交流電源的實(shí)際頻率偏大，則小車加速度的測(cè)量值比真實(shí)值

  （選填“偏小”“不變”或“偏大”）。
  組卷：45引用：2難度：0.6

  解析

• 11．為了探究質(zhì)量一定時(shí)，加速度與力的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。拉力傳感器與電腦連接并固定在墻上，實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)軟件記錄拉力傳感器的讀數(shù)F，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與小車相連，滑輪光滑且質(zhì)量不計(jì)。
  
  （1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列正確的是

  。
  A．用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量
  B．將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高，以平衡摩擦力
  C．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證兩段細(xì)繩都水平
  D．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
  （2）正確操作后，改變桶內(nèi)砂子質(zhì)量進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，得到小車加速度a與拉力傳感器的讀數(shù)F的關(guān)系圖象應(yīng)是圖丙中的

  。
  （3）某同學(xué)在正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后，得到一條紙帶如圖乙所示。計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s。從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離s₁=3.60cm、s₂=4.39cm、s₃=5.19cm、s₄=5.99cm、s₅=6.79cm、s₆=7.60cm,則小車的加速度a=

  m/s²（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）；已知該紙帶對(duì)應(yīng)的拉力傳感器讀數(shù)為0.160N，該小車的質(zhì)量為

  kg（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。
  組卷：27引用：2難度：0.6

  解析

• 12．圖甲為驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。圖中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔用Δt表示。在小車質(zhì)量未知的情況下，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種方法用來(lái)探究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”。
  
  （1）實(shí)驗(yàn)步驟：
  ①平衡小車所受的阻力：先拿下小吊盤，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列均勻的點(diǎn)。
  ②按住小車，掛上帶有適當(dāng)重物的小吊盤，在小車中放入砝碼。
  ③接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，釋放小車，獲得帶有點(diǎn)列的紙帶，在紙帶上標(biāo)出小車中砝碼質(zhì)量m。
  ④按住小車，改變小車中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟③。
  ⑤在每條紙帶上清晰的部分，每5個(gè)間隔標(biāo)注一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。測(cè)量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距s₁，s₂……求出與不同m相對(duì)應(yīng)的加速度a。
  ⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標(biāo)，

  1

  a

  為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上作出

  1

  a

  -m關(guān)系圖線。
  （2）完成下列填空：
  ①本實(shí)驗(yàn)中，為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時(shí)，小車所受的拉力近似不變，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)滿足的條件是

  。
  ②某紙帶上三個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距為s₁、s₂和s₃，則小車加速度a=

  。（用字母s₁、s₃和Δt表示）
  ③圖丙為所得實(shí)驗(yàn)圖線的示意圖。設(shè)圖中直線的斜率為k,在縱軸上截距為b,若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為

  ，小車的質(zhì)量為

  。
  組卷：164引用：5難度：0.6

  解析