4.2 实验 探究加速度与力、质量的关系-2021-2022学年高一物理课后分层训练（人教版2019必修第一册）

4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系 夯实基础 1． (多选)用如图所示的装置探究加速度a与力F、质量M的关系，下列说法中正确的是(　　) A．连接砂桶和小车的细绳应和长木板保持平行 B．将电火花计时器接在6 V的交流电源上，先接通电源，后放开小车，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…… C．在探究a与质量M的关系时，作出a­图象能更直观地判断二者间的关系 D．轻绳对小车的拉力一定等于砂桶的总重力 【答案】　AC 【解析】　 细绳只有与长木板保持平行，才能使轻绳上的拉力等于小车所受的合力，A正确；电火花计时器应接在220 V交流电源上，B错误；作a­M图象，图象为一曲线，不易判断a与M的关系，故可作a­图象，可得到一条过原点的直线，能更直观地判断二者间的关系，C正确；只有小车的质量远大于砂桶的总质量，才可认为细绳对小车的拉力近似等于砂桶的总重力，D错误。 故选AC 2．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图所示的装置。下列说法中正确的是(　　) A．垫高长木板一端，调节倾角，直到小车在托盘和砝码的拉动下做匀速直线运动，以平衡小车运动中受到的摩擦力 B．在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量 C．在探究加速度a与拉力F的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a­图象 D．当小车的质量远大于托盘和砝码的总质量时，可以近似认为细线对小车的拉力大小等于托盘和砝码的总重力大小 【答案】　D 【解析】　 做该实验需要平衡摩擦力，所以在长木板不带定滑轮的一端下面垫一木块，反复移动木块的位置，让小车做匀速直线运动，托盘和砝码不能挂在小车上，故A错误；在探究加速度与外力的关系时，应该保持小车的质量不变，故B错误；在探究加速度a与外力的关系时，为了直观地判断两者间的关系，应作出a­F图象，故C错误；当托盘和砝码的总质量远小于小车的质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于托盘和砝码的总重力的大小，故D正确。 故选D 3．如果a­图象是通过原点的一条直线，则说明(　　) A．物体的加速度a与质量m成正比 B．物体的加速度a与质量m成反比 C．物体的质量m与加速度a成正比 D．物体的质量m与加速度a成反比 【答案】　B 【解析】　 a­图象是过原点的一条直线，则a与成正比，即加速度a与质量m成反比，A错误，B正确；在该实验中采取的是控制变量法，质量为自变量，C、D错误。 故选D 4．如图所示是某同学探究加速度与力、质量的关系时，已接通电源正要释放纸带时的情况，请你指出该同学的五个差错： (1)电源________________。 (2)电磁打点计时器位置________。 (3)定滑轮位置________________。 (4)小车位置________________。 (5)长木板________________________。 【答案】　(1)应用6 V交流电源 (2)应靠右端 (3)应使拉线水平 (4)应靠近电磁打点计时器 (5)应垫高右端平衡摩擦力 【解析】　 探究加速度与力、质量的关系时，(1)电磁打点计时器应使用低压(6 V)交流电源；(2)打点计时器要固定在长木板无定滑轮的一端，即应靠右端；(4)释放纸带时小车应靠近打点计时器；(3)定滑轮位置处连接小车的细线应保持水平，故应调节定滑轮位置使拉线水平；(5)实验时应平衡摩擦力，使小车所受重力沿斜面方向的分力与小车所受摩擦力平衡，故应垫高长木板右端平衡摩擦力。 5.用如图所示的装置研究在作用力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： A．用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量； B．按图装好实验器材； C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小桶； D．将电磁打点计时器接在12 V电压的蓄电池上； E．先放开小车，再接通电源，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； F．保持小桶及其中砂子的质量不变，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； G．分析每条纸带，测量并计算出加速度的值； H．作a­M关系图象，并由图象确定a、M之间的关系。 (1)该同学漏掉的重要实验步骤是________，该步骤应排在________步实验之后。 (2)在上述步骤中，有错误的是________、________，应修改为________________________________________________________。 (3)在上述步骤中，处理不恰当的是________，应把________改为________。 【答案】　(1)平衡摩擦力　B (2)D　E　D中将“12 V电压的蓄电池”改为“6 V交流电压的学生电源”；E中将“先放开小车，再接通电源”改为“先接通电源，再