第四章 2 探究加速度与力、质量的关系-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理必修第一册同步全程学习课时作业word（教科版）

2　探究加速度与力、质量的关系 课时作业·巩固提升 1.(多选)在用实验探究加速度和力及质量的关系时,下列关于实验的思路和数据分析,正确的是(　ABC　) A.实验的基本思路是: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.实验的基本思路是: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倾斜直线上,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倾斜直线上,说明a与m成正比 解析:本实验就是利用控制变量法得到a、F、m三者的关系,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,故A正确;保持物体受力不变,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,故B正确;处理数据以a为纵坐标,F为横坐标,得到过原点的倾斜直线,说明a与F成正比,故C正确;以a为纵坐标,以为横坐标,得到过原点的倾斜直线,说明a与m成反比,故D错误。 2.“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”实验中,甲、乙两位同学实验时都先正确平衡摩擦力。实验装置如图甲、乙所示,甲同学在实验时用细线一端连接小车、另一端连接钩码,钩码受到的重力作为细线的拉力;乙同学利用钩码和小车之间连接的力传感器测出细线上的拉力,两位同学通过改变钩码的个数,确定加速度与细线拉力F的关系。已知甲图中小车的质量等于乙图中力传感器与小车的质量 之和。 (1)为减小实验误差,甲同学在实验过程中,小车的质量要　　 　　(选填“远大于”或“远小于”)钩码的质量。乙同学在实验过程中, 　　　 　(选填“需要”或“不需要”)满足这个条件。  (2)用甲、乙两位同学得到的实验数据在同一坐标中作出aF图像,如图丙所示图线①、②,其中图线①是　　　　 同学所作出的图像,图线②是　　　 　同学所作出的图像。图像中随着F的增大,图线　　　　将发生弯曲。  解析:(1)甲同学的实验中,认为细线对小车的拉力大小近似等于钩码受到的重力,需要满足小车的质量远大于钩码的质量。乙同学实验方案中,力传感器测得的拉力就是小车所受的合力,故对小车和钩码质量的大小关系没有要求,即不需要满足前述条件。 (2)由题意可知,当甲、乙两实验中小车的加速度相同时,细线的拉力相等,对乙同学的实验,细线的拉力为合力,传感器测出的就是细线的拉力;对甲同学的实验,钩码的重力大于细线的拉力,即当加速度相同时,甲同学实验的F值大于乙同学实验的F值,故图线②是甲同学所作出的图像,图线①是乙同学所作出的图像。当F较大时,小车的质量远大于钩码的质量这个条件将不满足,图线②将发生弯曲。 答案:(1)远大于　不需要　(2)乙　甲　② 3.利用打点计时器和小车来做“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示。 (1)关于本实验的操作,下列说法中正确的是　　　(填字母代号)。 A.平衡摩擦力时,应将砝码盘及其中的砝码用细绳绕过定滑轮系在小车上 B.砝码和砝码盘的总质量远小于小车的总质量 C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器电源 D.用天平测出砝码和砝码盘的总质量m和小车的总质量M,之后可直接用公式a=求出小车运动的加速度 (2)如图乙为实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带,纸带上A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的计数点,相邻计数点间的时间间隔是0.1 s,相邻点间的距离如图所示,单位是cm,则小车的加速度 是　 m/s2(结果保留2位小数),在探究质量一定时加速度a和合力F的关系时,某学生根据实验数据作出了如图丙所示的aF图像,其原因是　　　　　　 　　　　　。  解析:(1)平衡摩擦力时,先去掉砝码盘及其中砝码和细绳,适当垫高长木板右端,让小车只在重力沿斜面方向的分力作用下向左运动,当小车能匀速运动时,重力沿斜面方向的分力和摩擦力平衡,故A错误;做本实验要求砝码和砝码盘的总质量m要远小于小车的总质量M,这样才可以认为绳子上的拉力近似等于砝码和砝码盘的重力,故B正确;实验时,要先接通打点计时器的电源,使打点计时器正常工作,再释放小车,故C错误;小车的加速度是通过处理纸带确定的,故D错误。 (2)a的计算利用逐差法。a===≈1.59 m/s2。 由图乙知,合力F为0时,小车的加速度却不为0,说明平衡摩擦力 过度。 答案:(1)B　(2)1.59　平衡摩擦力过度 4.图甲是用来探究加速度和力之间关系的实验装置示意图,图乙是其俯视图。两个相同的小车,放在带有定滑轮的木板上(事先通过调节木板与水平面间的夹角来抵消摩擦力的影响),前端各系一条细绳,绳的另一端