第四章 2. 实验：探究加速度与力、质量的关系-【志鸿优化训练】2024-2025学年新教材高中物理必修第一册（人教版2019）

第四章 运动和力的关系 2.实验;探究加速度与力、质量的关系 --课时训练18-.- 核心素养达标 夯实基础 一、选择题 C.每次小车都必须从同一位置开始运动 1.在利用打点计时器探究加速度与力、质量关 D.实验中应先接通打点计时器的电源,然后 系的实验中,以下做法正确的是( 再释放小车 A.补偿阻力时,应将重物用细绳通过定滑 3. 某学习小组用如图所示的装置“探究加速度与 轮系在小车上 力、质量的关系”,下列操作正确的是( ) B.每次改变小车的质量时,不需要重新补偿 阻力 C.实验时,先放开小车,后接通电源 D.“重物的质量远小于小车的质量”这一条 A.固定打点计时器时应调节图中P 件如不满足,对探究过程也不会产生 B.打点计时器通过Q与电源相连 影响 C. 当细绳与木板不平行时应调节图中R使 2.(多选)在“用阻力补偿法探究加速度与力。 细绳与木板平行 质量的关系”实验中,某组同学用如图所示 D.阻力补偿时应调节图中S使小车能匀速 装置,将木板一端垫高,以补偿打点计时器 下滑 对小车的阻力及其他阳力调节未板的倾斜 4.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中 度,使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板 在研究小车的加速度a和小车的质量M的 匀速运动。他们采用控制变量的方法,来研 关系时,由于没有始终满足M》m(n为 究小车受的拉力不变的情况下,小车的加速 码的质量)的条件,结果得到的图像应是下 度与小车质量的关系。下列措施中不需要 列图中的( ) 和不正确的是( ) 小车 打点计时器 滑轮 纸带 2垫块 r M A 塑料桶 B T777 A.每次改变小车的质量后,都需要重新调 节木板的倾斜度 C 。 B.实验中通过增减小车中的重物来改变小 5. 如图所示是小刚同学利用教材提供的方案 车的质量 进行“探究加速度与力、质量的关系”实验 ·物理. 课时夯基过关练 7 时,正要打开夹子时的情况,小强同学指出 作出a-F图像。 实验存在下列儿处错误,其中不正确 的是( 小车打点计时器 电池 (2)图像斜率的物理意义是 A.该实验前没有平衡摩擦力 (3)小车和法码的总质量为 kg。 B.拉小车的细线应平行桌面 C.实验电源应为交流电源 (4)图线(或延长线)在F轴上的截距的物理 D.小车应靠近打点计时器且打点计时器应 意义是 。 距左端较近 8.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中, 6.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验 某同学使用了如图甲所示的装置,打点计时 中,某研究小组利用如图1所示实验装置, 器的打点频率为50Hz。 在满足所挂钩码质量远小于小车质量的前 纸带 提下,进行实验数据测量、计算和分析。 打点计时器 潜轮 小车 善 甲 (1)该同学得到一条纸带,在纸带上取连续 打点计时器 的六个计时点,如图乙所示,相邻两点间 的距离分别是10.0mm、12.0mm、 图1 图2 根据测量数据,作出小车的加速度随细线拉 14.0mm、16.0mm、18.0mm,则打E点 时小车的速度为 力变化的a一F图线,如图2所示。你认为 m/s.打A、F两 在实验过程中可能存在的问题是( 点的过程中小车的平均速度为 ) m/s,小车的加速度为 A.先释放小车,后接通电源 m/s。 B.补偿阻力时木板右端垫得不够高 C.先接通电源,后释放小车 心 D.电源电压过高造成小车加速度测量值 (2)该同学要探究小车的加速度a和质量M 偏大 的关系,应该保持拉力不变,得到多组数 二、非选择题 据后他应描绘的图像是 (选填 7.在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验 中,保持小车和磕码的总质量不变,测得小 车的加速度a和拉力F的数据如表所示。 (3)该同学通过对数据的处理作出了a一F 0.20 10.30 0.40 0.50 F/N 0.60 图像如图所示,则; a/(m.s-*) 0.11 0.19 0.29 0.40 0.51 ①丙图中的直线不过原点的原因是 (1)根据表中的数据在如图所示的坐标系中 .物理 第四章 运动和力的关系 ②丙图中直线发生弯曲的原因是 (2)将小车靠近打点计时器,先接通电源(频 率为50Hz),再释放小车,得到一条清楚 的纸带,从0点开始每隔四个点取一个 计数点,0、1、2、3、4均为计数点,各计数 点到0点的距离如图乙所示。小车的加 速度大小为 (结果保留两位 雨 有效数字)m/s{,同时记录力传感器的 9.为了探究物体质量一定时“加速度与力的关 示数。 系”,某小组采用了如图甲所示的实验装置。 力传感器 小车。纸带打点计时器 单位:cm 滑轮 3.30 7.20 11.41 16.01 # 丙 甲 (3)仅改变所挂钩码的个数,测出多组加速 (1)实验时, (选填“需要”或“不 度a与力传感器的示数F后,以F为横 需要”)平衡摩擦力; (选填 坐标、a为纵坐标,作出的a一F图像是 “需要”或“不需要”)满足“小车的质量M 一条直线,如图内所示,若图像的斜率为 远大于所挂钩码的总质量n”这一条件。 k.则小车的质量M一 核心素养培优 拓展提升 1.(多选)如图为“用DIS研究加速度和力的关 C.钩码的质量没有始终远小于小车的质量 系”的实验装置。某实验小组改变所挂钩码 D.先点击“记录数据”,后释放小车 的数量,多次重复测量,绘出如图所示的图 2.在探究“加速度a与质a 像。引起误差的主要原因是( ) 量n关系”的实验中 位移传感器(接收器)位移传感器(发射器 甲、乙、丙、丁四个小组 分别保持合力F、F、 小车 F、F不变,测得若干 轨道 1-钩码 0 组数据,并得到如图所 .a/(m.) 示的1、2、3、4四条曲线。转换成-图像是 n7 四条过原点的直线。则合力最大的是( _~_ N A.F B.F。 A.所用小车的质量太大 C.F D.F B.小车与轨道之间存在摩擦 ·物理. 课时夯基过关练7 3.为了探究质量一定时加速度与力的关系,一 质量之间的关系。 同学设计了如图所示的实验装置。其中M 数字计时器 光电门2 _ 光电门1 为带滑轮的小车的质量,为秒和秒桶的质 气垫导轨 10 滑块遮光条 量。(滑轮质量不计) 1弹策测力计 连气源 (1)实验时,一定要进行的操作是 (1)实验前用刻度尺测出两个光电门中心之 A. 用天平测出沙和沙桶的质量 间的距离s,并测得遮光条的宽度d。该 B.将带滑轮的长木板右端垫高,以补偿 实验小组在做实验时,将滑块从如图所 阻力 示位置由静止释放,由数字计时器可以 C.小车靠近打点计时器,先接通电源,再 读出遮光条通过光电门1的时间△/,遮 释放小车,打出一条纸带,同时记录弹 光条通过光电门2的时间A。,则滑块经 过光电门1时的瞬时速度的表达式 箭测力计的示数 D.改变矿和矿桶的质量,打出几条纸带 ,滑块经过光电门2时的瞬 时速度的表达式v一 ,则滑块 E. 为减小误差,实验中一定要保证沙和矿 的加速度的表达式4 。(以 桶的质量/远小于小车的质量M (2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸 上表达式均用直接测量的物理量的字母 表示) 带(两相邻计数点间还有两个点没有画 出),已知打点计时器采用的是频率为50 (2)在本次实验中,实验小组通过改变滑块 Hz的交变电源,根据纸带可求出小车的 质量做了6组实验,得到如下表所示的 加速度为 m/s②(结果保留两 实验数据。 实验次数 12 3 45 位有效数字)。 质量n/g 250 300 350 400 500 单位:em 800 加速度a/(m·s-) 2.021.65 1.43 1.25 1.000.63 通过计算分析上表数据后,得出的结论 (3)以弹策测力计的示数F为横坐标,加速 是在合外力不变的情况下,物体运动的 度为纵坐标,画出的a一F图像是一条直 加速度跟物体的质量成反比,如果想通 线,图线与横坐标的夹角为0,求得图线 过图像法进一步确认自己的结论,须建 的斜率为,则小车的质量为 立 (选填“a-n”或“a-1”) (填选项)。 A.2tan8 坐标系,根据实验数据描点作图,如果图 线是一条 D ,就可确认上述 C.k 结论。 4.某实验小组利用如图所示的实验装置来探 究当合外力一定时,物体运动的加速度与其 ·物理· 7解析：(》人条前顿，者车实植利车减比线的后例 态，所这小解映不会性变种角走出，选项D正确 堂动时会变生业化，它并不是套数，国北世和石不 大干沙和沙插的质量 本时，人的下来青性车一起地精状备发生改克， 2,实验：探究加速度与力、质量的关系 人的上来身为为圆性保将原来的地站线态而身 解新：自)B点明时生成一晋-0,5m 课时训练18 是在比类系：随着的增大，式中行前西的系会 体育桶，公复车的遵动状态，突然制本威该。出 【核心素养达标·身买基硅】 流小，落北图线妈勇直线向下弯南、然在国 新A,F商怎的注敏中小车的平均建度。一器 昆接试中的见录的原因，馆生 (2》修公交本套然制车时，公文车和来客时南网 L,B解析：称带程力时：不能花表推重转用信绳通 时a一器a直t十订片理在时根大（行数小）时 了m也r=uTT得=岩-im, 时文到程力的作用而停止连曹，而桌客的上丰身 健定滑轮系在小车上，即不对个本地如礼方。在 博线理相为直气，由以上封论下知D域得正确 (2)在拉力一完时山与川成反此，故得另多恒数 木振是滑修的一烤下面垫一得木烧：及复移精其 国为该注继烛保林向前的过砖策务而向前蝇倒： 5.D解折：木板水平致言。实赣有没有平衡摩擦 位置，直到托在小车后面的纸零上打由的点见均 筒性或物体的国有属生，和决下物珠的黄堂，与 方，登A正绿：如采加线不平行于桑面，那么小本 播后能鱼若经的因律是山订国维 匀为土，设木的领角为，时朴检程力后有 转体的道动我为无美，故超调中的”笑感利本夫 的合力航不等于视于的挂方，小车的合力慧不鞠 (3)①由因使可知，台杜力为日时，小年的加魂度 城发n世以os,即0=n,d与小车的项 女惯性“说法是督流钠 正确测量，放B正确：电大花叶时君和电■打点 大十0，故直找不挂愿东的愿器是补绘鼠力过度， 登无吴，故得求武变小车的增量时，不需受重鲜补 心要使姚李所挂沙和沙辅的堂力的大小外为加视 【核心素养培优，拓展提升】 什时艺年使用交该电帝，故心压用：小年色章近 幽L办。实染时，克无接通电潭，件打九杆时器工 1,解析：士爆的过程中，农米斯灸年力是山于 行点计时暑且打象计时思史更走纯收丛，这解使 对小本力的大小，必须使w《W,否则弹会日现 传隐文后养处开小车。案验冬水室物的质量达小 于小率处婚距周大一乘，配在能受上多打一些及， 餐大误是 球拾发生形宽产生的，故八正确：去球岭试和中， 于小车岭衡量，国为只有这得，重两岭重方寸说俱 水越对球柏“的外用力与”晾循“时水球的件雨 等十相保时小车竹拉方，连难书正确。 有处利感然香的天度.他比数净确地第量小车的山)西要不宿要安训，的《3)是 如地度，减小溪是，蓝D错误。城这D 力，二者大小相等、方阁相反，作国在码个物集是： 玉.AC解析：平衡摩整力边是住小本在无林方岭作 解析：(1)为信任情线拉方平于小年合力，案龄 6,B解桥：想概国？可知：当丝力达到一定敏值 此二着为作用力与反作用办，量B得风：量天架 具下面地直论精，让童力沿针面岭分力等于小 需委平衡摩帮力，本素数利月传感器雨量拉力岭 时，小车才有和地度，议明没有平衡晕棉力在平断 恰轮内，水虑的境童总大，其情性统她天，震量是 车受到的孕峰力，所以雪卖常未板系常滑伦帅一烧 大小，根补力骨感器的北靴可以直提由小本受 所是惯桃大小岭生一重度，故C正确，D督礼。益 适毒垫高，在不挂重扬的情说下使小华恰封量匀地 孕棉为不是，制在实阶过程中了能存在的问思是 药的且力，不实卖离风“小年的衡重材运夫于所 生AC, 或动，在实验过程中：饰每次收变变榜的清重时，不 补佛阻方时木右感终得不够高，能选目 性的高的惑魔童游”追一条格。 7.(1)见解所 2.A解析：由中领第一定律可和，小味在水平来司 雪是重衡两节木权的幅角，放A不需受：炭放中通 (2》由隐◆路理个点京一个北量，点，相怀两精数 (2)小车和缺码总质量的倒数 上向矿适放，规明列车流地行收：同时中球相时于 过增减小年中岭重物来武炎小来的葡是，故B巨 走同的针同间隔T一保.1，根据适是法，可得a 车届向统地动，则表明列率向南琴零 偏：每北小本登动委必塘从明一住里开指造动，故 (301 C不常是：宪始中但先是通新点计时器的电洗，然 (4)木车受列的阳力为0.1N 产=18.0192.如×1gm 4x0.1H 5,AD解析：遥甲中，运地被生属在中性笔下方的 后弄华效小年.故D无精。故进C 解新：(1)根据所给数插在所格堂标系中准两摇 =0.0ms 帆条可以佛城条地止，所中性笔忙主不例，这是利 点。作出岭一F写律如海所承 寻》时小率量力分桥，根据牛机第二觉律有下 用了扬蛛的懂丝，使中注笔绿背原来的静止状备， 5.A解析：国定打成计时县时应调节避中P,故A 正明：圈中为电大花新A计时器，应国过李线一感 故A正确：田乙中，随阶硫璃整时，攻瑞L雪要用 ■■■■■■■■ 品解样a一，并丝。一F国像的终本一 的抽美与220V的文篷电着刻连，检目督援：$ 鼠厚的他速型科包菜，灵防立城璃题出于惯性司 加纯与木酸不平行时总调节图中S使如纯每木线 破碎，故B播吴：图为中，乘皇义通工具昨总系安 年得小本竹准老 平行，位C导调：留为外按时度洞节国中R化小 全管，是防止文通工喜常急制本时，出个善有谓性 【辕心素养培饮·拓既提升】 车2句途下滑，故D替民。t选A 两骨我的危客，故C醋援：图丁中，紧出补头时神 1,C相桥，由图象乙可，有F从0开#迎南赠 去体林的下然，稀桥停土珠动，而情头由于减注域 D辉折：本实着中小水的如地度一态 (2)根幅1)中图像可以料衡国像解单表示小奉和 大时，加疏度并木直接产生，也就成显有绳子上有 传有下造诗，两以此套草在格柄上了，这一这植利 研宽加魂度与魔量的关系时，采精w不变，山上 陆码总质量的制最 杜力时中车线然交有如逢发，草因了能是平衡犀 月了情头的横益，盘D正确。故该AD 式了知如盘度与魔量(M十世小成反北。如果桥 )中图第了得行一器，解得M-1k 修力时机道懒角注小，犀整力来械完金平衡。店 4.D解桥：体生钢片金办的作用下是生宵自 和表甲对十期对十司装及是在生标意及 1 (4)由“-下图保可加，年力F=01N时，小本升 所困第弯自，丰案数是在小单盾量这大于的码岭 或可了方可保使翰你发生和观，选项A王确：童 始应动，提明小本受判的阻力为0.1N 骨量时，用绮写岭重方代替风平的方下，随看物 件片在方的件商下做弹日，灵明复杆片的情性比 的直找见得一文形保一·是 钢球的小，域国B锋议：变林片点力峰作尾下食 1+ 8.C1)0.5.T5 马青是的增加，小车度变不再调况运大于物马岭 情是，4一下国象明其码离直线。战B,广正用：A、 辣出，议明力可以其爱物休的面动传态，远项汇 书此天可知，行前香特系我和动者关，在效 (2)aM D请溪。位选C, 正明，南于小钢感县有谓性，要展特厚来的停土欢 (1)①补偿阳力过度心不满是小车的贩量这还2.D解析：由图可加有势体的嘴量相￥时，有由< 183 184 时a<,,氧据平桶第二定律F一可保 3.牛领第二定律4.力学单位制 味A只受列堂方，风d以及b无柱力，抵珠A FC下，<F,<F,t合方员夫的是F。战D 如地晚大小为，故已正明：育斯轴规细醇同，聘 品，将以风有D现正病 课时训练19 3.(1>D(2)1,93D 球H受力分桥如下周： %,A解析：以粉体1为研元时 解折：(1)东局社方可以每第簧测力计洲出，不需 【核心素养达标·劳实基建】 象，进行交方分样，如国罗所帝。 要用更个测出功珍钙的盾登，边，业不需套化小LD解析1在力季花调内，国尽单往耐规瓷长度。 格朱1免到重为四1N和杜方F: 椅《息拾砂的嘴量选小于车的易腐量，故A,E错 盾量，时同为三个表本是，对总的泉，干克，形为悬 作用，根据车相系二定律保 娱：孩鹅是得簧测力让测出杜力，从两表亦小车全 本单住，力的单位不是方学中的悬木单丝，址入， 用g情日0一们日：解得：一gn0,副年角的为速线 到的合外力，故需要特带漫轮的长木酸右域垫高， B还：”通氏成”不属十国静羊位制的单位，址C 眼A受到重为身绳d的状力，赋球书的如速魔天 色为am从，得下：分解，在是直方向总搞二力平 以朴悦阻力，两时保特辣黄测力计风其连楼汽与 情侯：想%车钱第二定津公式F一e,所以1N 小不为想，越力错国。成场汇写 尚释，一器故A正动用格保时物保进行 长木纸平行，批书至确，黄周打床计时器时，急先 Ikg·m·s,技D正确。故选D 5,CD解朝：长平有东的道方下=行N,畅体与桌面 交方修的中西乙片多，报据木帽第二义非得F= 接调电源，待打无请定后弄排放说蒙，该实验探完 工.B解析：加建度时单拉是m/s,A中表选式竹单 之间的量大镜学都力大小冷了。”w以一0,2入 2X10N=4N,孝向疼平向右，故B惜溪，C玉 m后一F,一桃好 ,层 加流度与力和魔量的美桑，要记录弹青洲力什的 红是ms,数A播证：速度的单位是ms,B中表 泰数，故C系确：改变珍和动相情量，却改定社力的 适式的单位是m/s,放B正确▣住移单体是四，C 确：核据车辑第二定律下一了。一m,解号“一 C,D好误 大小，打房瓦是就骨，研无如逢成效F建%美最，执 中表达式的单位是，放C替凭：位移单位是m,D 1/。方为水平向左，经物体开的就农平肉左的 ,不列意 DE确 中人达或的单位是m/,,技D错误。故选日. 有如流直气进动，故A相误，D玉确。量选CD 解析：不同意的原再是单但未此一到月一单位的 (?)由于两计数A阿还有两本A汉有香出，此丹计、，D解析：中板第二定律岭表达人F一以表明 6,D解新：铁果整触单装俞：费自加落休进动，有 中。正州基法如下： 复点河的时间得韩为0，听x,由d=a产可停 罗各狮现量之间的数量吴票，序巴如两个亚，等来 一向下的速是，镁味是触蜂黄后，在整个成增得 xe10=-0,1m,m=0g-101g +a6a+a心+0m 第三个量，竹用在务非上的命外力，可由物缘的质 膏岭垃程中，仅全重为G和绿青伴力F的作用 9×00F 变和加速度升算，并不由它的表尾.故A错溪：质 千始面馏时，得青的得方F小于特体岭重力，会 =2-20w-300 2x0.1m/W=-16X10= -l.m字， 竟是猫朱本身的锅性，血等体本身决定，与物体是 外力向下。铁感向下数加地站动。位随着铁求向 F-m-10X(-2.5×)N--2.5X10N 日煤精车板第二定作知2F-一，对 看受为无关，故B得裙：由年隔第二定可加， F追陆：异景郑复童哈大，弹为简之赠大，令外力 鱼号表意与渔发及向 速度棒合外为或系北，与残量成反北，可自其他 减小，加域成减小，但违度增大。摩非凝弹力时景 口一F国表说，菌绿的斜率止=三，故小年质量为 10,16m/ 两量夜得，就C,山成确，故选D 高重力抽羊的醉间，合力为零，加晚成为零，北成 22m/W n一子，批A,C件话D正墙 4,以解析：时A,B小球受力令新如下图， 量大。此意，辣青辣力厘传增大，弹力大下重力 解析：1》分析木块的之力睛说如测甲 合力有上成运有墙大，如佳度向上且遂者增大，直 至线娘健度竖新减小为零，洗时保秀压增登最大 伊一片道让以点的直线 1,年新第二充律是出明问时事无的根律，中 域观和古同叶产生，同形重生，民时浦夫。#析 解析：目)南地魔定义式如开是校址光电门1、2明 竹块在某一时划物瞬对女璃度，浅境是子析该明 G 时时时进成的表选天为的一是的一品电经带司 时面老也体的光众纳礼及其走名： 木烧受重力wE、是棒力F。再个力外用，合并方 时于填B,竖是家向上球日受到重力以夏境g的 1,则确两茶玉树型的非直 大小为刚ein8, 电龙的光系大体之部得一艺的 力：术平方向上，电于球B保持静止，故愿时 (目》提视的形实可种时产生真核复，点准告 眼据中城蒂二定律耳gn一：· 球出无柱力，辣目受两个力，群重力与属年的业 米力军写弹时亲无， 所正，=满指母=10×0，年m=有m×, 4 方。时于球A,竖直有每球A交到重力，由干凭 (2)经棵情（成推丸多）左调博有连有物体 (2》茶外面粗触，太快竹灸力情说如调乙所帝，建 (2》骑林话情的如速度限物条岭质童点反克，如 无热力，由平侧斋件可制。展时球A一文存在 附，币变技要有校长时同，共有的大小与方州 上直角坐林原。 策想通过国绿法进一步城认自己的陆论，常染泉 拉力，陈A受三个方，中重力，民的挂力以及绳 均市城突更， 用化白冷盒的易想，期以云臭走立山品业师系， 6力，故A倍碳，日正博：茸南轻尾？醉传，时煤A 7,D解桥：将，修在老滑岭术平两上一施成如地 受力分桥如下因 魔日向右匀如速运动时，殊簧的第办F。=m显： 如灵用像过染静唇从的一务克线，印可以明民上 在力F根去的同，弹提的年力来不及位夏，文 逐路论。 小斜为w证，四无对A表诗，加建度老时仍为“ 时B持张，和的志为五才有，一，u=:a:m1■ 在？考向上语韩面冷向) 185 L86