课时梯级训练(21) 探究加速度与力、质量的关系（Word练习）-【优化指导】2025-2026学年高中物理必修第一册（教科版2019）

课时梯级训练(21)　探究加速度与力、质量的关系 1．在采用如图所示的实验探究加速度与力、质量的关系时，按实验要求安装好器材后，应按一定的步骤进行实验，下列给出供选择的操作步骤： A．保持小盘和重物的质量不变，在小车里加砝码，测出加速度，重复几次 B．保持小车质量不变，改变小盘中重物的质量，测出加速度，重复几次 C．用天平测出小车和小盘的质量 D．在长木板没有定滑轮的一端垫上厚度合适的垫木，平衡摩擦力 E．根据测出的数据，分别画出加速度和力的关系图线及加速度和质量的倒数关系图线 F.用停表测出小车运动的时间 G．将放有重物的小盘用细线通过定滑轮系到小车上，接通电源，释放小车，在纸带上打出一系列的点 以上步骤中，不必要的步骤是________，正确步骤的合理顺序是________。(填写代表字母) 答案：F　DCGBAE 解析：打点计时器本身是计时仪器，小车运动时间可由纸带上的点数来确定，故不用停表计时；在本实验中应首先平衡摩擦力才可去做实验。 2．某实验小组利用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。 (1)某次实验中打出的一条纸带如图乙所示，相邻计数点间的时间间隔是0.1 s，纸带上只测出了两组数据，由此可以算出小车运动的加速度大小a＝______m/s2(结果保留2位有效数字)。 (2)两组同学根据实验数据分别绘制了a－F图线，如图丙所示。图线①是没过原点的原因是________；图线②没过原点的原因是________；图线①和②不互相平行的原因是________________。 (3)若利用力传感器将实验装置改成如图丁所示，探究小车质量一定时，加速度与合外力的关系，下列操作必要且正确的是________。 A．安装实验器材时，要调节定滑轮的高度，使细线与长木板平行 B．平衡摩擦力时，挂上砂桶，接通打点计时器的电源，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动 C．为了减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的总质量 D．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录传感器示数 答案：(1)0.50　(2)没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够　平衡摩擦力过头　小车的质量不相等　(3)AD 解析：(1)小车运动的加速度大小a＝＝ m/s2＝0.50 m/s2。 (2)图线①当力F达到一定值时小车才开始有加速度，说明没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够，木板抬的过低； 图线②中当F＝0时加速度不为零，说明木板抬的过高，平衡摩擦力过度了； 图线①和②不互相平行的原因是小车的质量不相等。 (3)安装实验器材时，要调节定滑轮的高度，使细线与长木板平行，A正确；平衡摩擦力时，不挂砂桶，接通打点计时器的电源，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动，B错误；该实验中有力传感器测量拉力，则不需要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的总质量，C错误；小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录传感器示数，D正确。 3．小刘同学在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时采用了如图甲所示的装置，带滑轮的长木板水平放置，弹簧测力计固定在墙上。小车上固定一定滑轮，细绳通过滑轮连接弹簧测力计和沙桶。 (1)根据该同学的实验方案，关于该实验的下列操作，必要或正确的步骤是________。 A．用天平测出沙和沙桶的质量 B．要满足小车的质量远大于沙桶和沙的质量 C．应当先释放小车，再接通电源 D．将带滑轮的长木板右端垫高，以补偿摩擦力 (2)该同学打出的一条纸带上各计数点对应刻度尺上的读数如图乙，其中相邻两个计数点之间还有4个打点未画出，打点计时器接频率为50 Hz的交流电源，根据纸带上的信息可求出小车的加速度a＝________m/s2。(结果保留2位有效数字) (3)保持小车的质量不变，改变沙子的质量，进行多次测量。根据实验数据作出了加速度a随拉力F的变化图线，如图丙所示。图中直线没有通过原点，其主要原因是________。 答案：(1)D　(2)1.5　(3)未平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够 解析：(1)本实验小车的拉力可以通过弹簧测力计测量，不需要用天平测出沙和沙桶的质量，不需要满足小车的质量远大于沙桶和沙的质量，A、B错误；使用打点计时器应当先接通电源，再释放小车，C错误；本实验将小车的拉力作为小车的合外力，需平衡摩擦力，D正确。 (2)由逐差法求加速度为 a＝ 解得 a＝ m/s2≈1.5 m/s2。 (3)根据图像可知，小车的拉力为0.1 N时，小车加速度为零，说明实验未平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够。 学科网（北京）股份有限公司 $$