课后提升训练(19) 科学探究：加速度与力、质量的关系（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中物理必修第一册（鲁科版2019）

课后提升训练(十九)　科学探究：加速度与力、质量的关系 1．(2021·镇江市实验高级中学高一月考)某实验小组用图甲所示装置探究加速度与力的关系． 丙 丁 (1)关于该实验，下列说法正确的是A A．拉小车的细线要与木板平行 B．沙桶和沙的质量要远小于小车传感器的质量 C．平衡摩擦力时，需要用沙桶通过细线拉小车 D．平衡摩擦力时，纸带不要穿过打点计时器后连在小车上 (2)图乙中的两种穿纸带方法，你认为右(填“左”或“右”)边的打点效果好； (3)实验中得到一条如图丙所示的纸带，图中相邻两计数点间还有4个点未面出，打点计时器所用电源的频率为50 Hz.由图中实验数据可知，小车的加速度a＝0.50m/s2；(结果均保留两位有效数字) (4)某同学根据测量数据作出的a­F图像如图丁所示．该直线不过坐标原点的原因可能是平衡摩擦力时斜面倾角过大． 解析：(1)A．为了保证拉力沿水平方向，拉小车的细线要与木板平行，A正确； B．本实验采用力传感器测量小车受到的力，故不需要要求沙桶和沙的质量远小于小车和传感器的质量，B错误； C、D．平衡摩擦力时，不需砝码和小桶，但小车后面必须与纸带相连，因为运动过程中纸带受到阻力．C、D错误．故选A． (2)在实验中纸带应放在复写纸的下方，这样才能打出清楚的点，故右边打点效果要好； (3)由逐差法可知加速度大小为a＝＝ m/s2＝0.50 m/s2 (4)由图像可知，a­F图像在a轴上有截距，这是由于平衡摩擦力过度造成的．即在实际操作中，平衡摩擦力时斜面倾角过大． 2．(2021·云南省大姚县第一中学高一期中)为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图甲所示的实验装置： 甲 (1)以下实验操作正确的是(BC) A．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在槽码的牵引下恰好做匀速直线运动 B．调节滑轮的高度，使细线与木板平行 C．先接通电源，后释放小车 D．实验中小车的加速度越大越好 (2)在实验中得到一条如图乙所示的纸带，已知相邻计数点间的时间间隔为T＝0.1 s，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出分别为3.09 cm、3.43 cm、3.77 cm、4.10 cm、4.44 cm、4.77 cm，则小车的加速度a＝0.34m/s2.(结果保留2位有效数字) 乙 (3)有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他们在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条a­F图线，如图丙所示．图线①(填“①”或“②”)是在轨道倾斜情况下得到的． 丙 解析：(1)A．将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂槽码的情况下使小车恰好做匀速直线运动，以使小车的重力沿斜面的分力和阻力抵消，那么小车的合力就是细线的拉力，A错误； B．细线的拉力为小车的合力，所以应调节定滑轮的高度使细线与木板平行， B正确； C．实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放，先接通电源，后释放小车， C正确； D．实验时，为了减小实验的误差，小车的加速度应适当大一些，但不是越大越好， D错误．故选B、C． (2)根据逐差法得 a＝＝0.34 m/s2 (3)由图线①可知，当F＝0时，a≠0，也就是说当细线上没有拉力时小车就有加速度，所以图线①是在轨道倾斜情况下得到的． 3．(2021·鄂尔多斯市第一中学高一月考)为了探究物体质量一定时，加速度与力的关系，某同学设计了如图甲所示的实验装置．其中小车质量为M，钩码质量为m，弹簧测力计可测出轻绳中的拉力大小，重力加速度为g，实验时先平衡摩擦力． 甲 乙 (1)如图乙为某次实验得到的纸带，已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度大小为3.2m/s2(结果保留两位有效数字)； (2)在探究加速度与力的关系时，弹簧测力计的示数记为F，改变钩码的质量m，依次记录弹簧测力计的示数F并求出所对应的小车加速度大小a，则下图的四个a­F图像中能正确反映小车加速度a与弹簧测力计的示数F之间规律的是B； A．　　　　 B． C． D． (3)已知第(2)问中正确图像中的直线(或直线部分)的斜率大小为k，则该小车的质量为； (4)若不断增大钩码的质量，则小车的加速度随之增大，但最大值将不会超过2_gm/s2(g取10 m/s2) 解析：(1)两计数点间的时间间隔为T＝0.04 s 利用逐差法求得加速度为a＝ ＝ m/s2 ＝3.2 m/s2 (2)已经平衡摩擦力，所以弹簧测力计的示数记为F等于小车的合外力，故在小车的质量不变时，小车的加速度与合外力的关系应该是成正比的，所以a­F图像中能正确反映小车加速度 a与弹簧测力计的示数F之间规律的是B图，所以B正确，A、C、D错误； (3)由牛顿第二定律有a＝F 所以图像中的直线的斜率大小为k时，小车的质量M＝ (4)对车受力分析有F＝Ma 对钩码受力分析有mg－2F＝ma 联立解得a＝ 可得不断增加钩码的质量，小车的加速度随之增大，但最大值不超过2g. 学科网（北京）股份有限公司 $$