4.2 探究加速度和力、质量的关系 衔接讲义（基础知识+题组训练） -【新教材】2021-2022学年人教版（2019）高一物理必修第一册

第二节：探究加速度和力、质量的关系 基础集训（时间：5分钟；难度：易） 温故知新 提升集训（时间：30分钟；难度：易） 题组一：实验原理及步骤 1.如图所示是某同学探究加速度与力、质量的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(　　) 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 1.D 小车应靠近打点计时器且打点计时器应距左端较远些，选项D错误 2.实验探究加速度与力、质量的定量关系，下列认识正确的是(　　) A．F、M和a三个物理量都有直接测量的工具 B．实验时为消除摩擦力对小车运动的影响，要将木板无滑轮的一端垫高，直到小车不挂重物时也能自己沿长木板运动起来 C．实验时重物通过细绳拉小车的力要比重物的重力小 D．根据实验数据，得到的F不变时的a－M图象是过原点的倾斜直线 2.C 力F和质量M可直接用测力计和天平测量，但a不能直接测量，故选项A错误；若将小车一端垫高到小车不挂重物时也能自己沿长木板运动起来，说明平衡摩擦力过度了，故选项B错误；F不变时，a与M成反比，故其图象不是直线，a－ 图象是直线，故选项D错误；若重物对小车的拉力等于重物的重力，则重物所受合力为零，它就不会拉着小车加速运动了，故选项C正确 3.(多选)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正确的是(　　) A．“平衡摩擦力”的本质就是使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沿斜面方向的分力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力等于所挂砝码通过细绳对小车施加的拉力 D．“平衡摩擦力”是否成功，可由小车拖动后由打点计时器打出的纸带上的点迹间距是否均匀而确定 3.BCD 小车所受的摩擦力不可避免，平衡摩擦力的本质就是使小车的重力沿斜面方向的分力与小车所受的阻力相平衡，A错误，B正确；其目的是使小车所受的合力等于细绳对小车的拉力，C正确；恰好平衡摩擦力时，小车拖动纸带，不给小车提供拉力，给小车一个初速度，小车做匀速直线运动，由打点计时器打出的纸带点迹间距应该是均匀的，D正确． 4.(多选)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图乙所示的装置．则下列说法中正确的是 (　　) A．在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量 B．在探究加速度与质量的关系时作出a－图象更容易直观判断出二者间的关系 C．无论在什么条件下，细线对小车的拉力大小总等于砝码盘和砝码的总重力大小 D．平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动 4.BD 该实验采用控制变量法，先控制小车的质量不变，研究加速度与力的关系，再控制砝码盘和砝码的总重力不变，研究加速度与质量的关系，A错误；在探究加速度与质量的关系时作出a－m图象是一条曲线，不能判断出a与m的确切关系，作出a－图象更容易直观判断出二者间的关系，B正确；小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，细线的拉力才等于砝码盘和砝码的总重力大小，C错误；平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动，D正确． 5.两个相同的小车并排放在光滑水平桌面上，小车前端系上细线，线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里分别放有不同质量的砝码(如图甲所示)．小车所受的水平拉力F的大小可以认为等于砝码(包括砝码盘)所受的重力大小．小车后端也系有细线，用一只夹子夹住两根细线(图乙)，控制两辆小车同时开始运动和结束运动． 由于两个小车初速度都是零，运动时间又相同，因为x＝，即x∝a，所以只要测出两小车位移x之比就等于测出它们的加速度a之比． 实验结果是：当两小车质量相同时，________________________；当拉力F相等时，________________________.实验中用砝码(包括砝码盘)所受的重力G＝mg的大小作为小车所受拉力F的大小，这样做会引起实验误差，为了减小这个误差，G与小车所受重力Mg之间需要满足的关系是：______. 【答案】加速度与拉力成正比　加速度与质量成反比G≪Mg 【解析】实验过程中，当两小车质量相同时，砝码(包括砝码盘)重力越大，相同时间内位移越大，则加速度越大，进行实验时会发现，加速度与所受拉力成正比；若砝码重力不变，即拉力不变时，质量越大的小车，相同时间内位移越小，即加速度越小，进行测量分析知，加速度与质量成反比．如果砝码(包括砝码盘)的重力G远小于小车的重力Mg时，G近似等于拉力F. 6.在探究物体的加速度与力、质量的关系实验中： (1)在探究物体的加速度与质量的关系时，应保持_________不变(选填“小车及车中砝码的质量”或“托盘及盘中砝码的质量”)，电磁打