专题4.2 实验 探究加速度与力、质量的关系-试题情景分组训练网丨2019-2020学年高中新教材物理（人教必修第一册）

第四章　力和运动的关系 第２节　实验　探究加速度与力、质量的关系 【知识清单】 １.研究某个量与另外两个量或多个量之间的关系时，我们通常采用　　　　　法进行研究。本实验中是从　　　　　和　　　　　　两方面进行研究。 ２．在研究加速度与力的关系时需保持　　　　　不变，通过改变　　　　　　来改变小车所受的拉力，小车所受的拉力可认为与　　　　　　　相等。 ３．小车所受的拉力近似等于槽码重力的条件是　　　　　　　　　　　　。 ４.在研究加速度与质量的关系时需保持　　　　　不变，通过　　　　　　改变小车的质量。 ５.测量加速度的方法一是利用公式 ，最直接的方法是利用　　　　　测量小车从静止加速度运动的位移，再利用　　　　　测量小车所经历的时间。方法二是将纸带连接在小车上，由纸带上打下的点来计算加速度；方法三是让两个小车均从静止开始运动相同的时间，从而将测量加速度转化为　　　　　的测量。 ６.在用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系时，需　　　　　　　　　　　，使小车在　　　　　　　　　　　　　　　沿木板匀速运动，表明摩擦力恰好被补偿。 ７.数据分析时，为了直观判定加速度a与拉力F的定量关系时，我们以　　　为纵坐标、以　　　为横坐标建立坐标系，根据各组实验数据进行描点，如果　　　　　　　　，说明加速度与外力成正比。为了直观看出加速度a与质量m的关系，可作出　　　　　图线，若是一条过原点的直线，说明加速度与质量成反比。 【考点题组】 【题组一】参考案例二的实验方法 １.在探究“牛顿第二定律”时，某小组设计“双车位移比较法”来探究加速度与力的关系。实验装置如图所示，将轨道分上下双层排列，两小车后的刹车线穿过尾端固定板，由安装在后面的刹车系统同时进行控制（刹车系统未画出）。通过改变砝码盘中的砝码来改变拉力大小。通过比较两小车的位移来比较两小车的加速度大小。 已知两车质量均为200 g，实验数据如表中所示： 试根据该实验的情境，回答下列问题： （1）两小车的位移S甲、S乙与加速度a甲、a乙的关系满足__________________。 （2）分析表中数据可得到结论：________________________________________。 （3）该装置中的刹车系统的作用是______________________________________。 ２.为验证物体所受合外力一定时，加速度与质量成反比，同学们设计了如图ａ所示的装置来进行实验。在自制的双层架子上固定带有刻度标记的水平木板，架子放在水平桌面上。实验操作步骤如下： ①适当调整装置，使装置不带滑轮的一端稍稍垫高一些。 ②在两个托盘中放入砝码，并使两托盘质量（含砝码）相同，且远小于小车的质量。连接小车的细线跨过定滑轮与托盘相连。 ③让两小车紧靠右边的挡板，小车前端在刻度尺上的读数如图ａ所示，在甲车上放上砝码，同时释放两小车，当小车运动一段时间后，用手机对整个装置进行拍照。结合照片和小车的初始刻度标记，得到甲、乙两车运动的距离分别为s1、s2。 ④在甲小车上逐渐增加砝码个数，重复步骤③ （1）本实验的原理是通过验证小车发生的位移与小车（含砝码）的质量成 关系，来验证合外力一定时加速度与质量成反比。 （2）实验前将装置右端稍稍垫高一些的目的是 。 （3）某次拍到的照片如图ｂ所示，则小车通过的位移是 cm （4）如果以 为横坐标，以甲车（含砝码）的质量为纵坐标，作出的图线如图c所示，则该直线斜率代表的物理量是 ，其大小为 。 ３.教材中在探究加速度与力和质量的关系的实验中，采用的是两辆小车同时运动进行比较的方法，这样做的好处是可使数据的分析与处理变得简单易行，如图所示。 （1）实验中要研究在小车质量一定的情况下加速度与合外力的关系，其做法是使两小车的质量相同，两托盘中所放砝码的数量 （选填“相同”或“不同”）。让两辆小车同时开始运动，然后同时制动，便可通过测量两小车拽过的绳子的长短来比较两小车的加速度。这样做依据的物理公式是 。 （2）在探究速度与质量的关系时，实验中采用的是在两托盘中放相同数量的砝码，这样做的目的是保证两小车 相同。为了检验小车的加速度a是否与其质量m成反比，在处理实验数据时可采用做出一次函数图象的方法。如果纵坐标表现加速度a，其横坐标应该选用 。 （3）处理数据时，总是把托盘和砝码的重力当作小车所受合力。两实际上小车所受合力比托盘和砝码的重力要 一些（选填“