分层作业(15)科学探究：加速度与力、质量的关系-【智学校本学案】2025-2026学年高中物理必修第一册分层作业（鲁科版）

(3)如图所示。 分层作业（十五） 4a/m·s-2) 答案速对一 ------------ 1 2 D D 0 5 →akg 2 3.(1)平衡摩擦力 (2)远小于(3)控制变量法 5.解析：(1)②平衡摩擦力完成的依据是小车在不受拉力作用 时恰好做匀速直线运动。③为保证细线的拉力不变，细线必 4.(1)d d (2)见解析 t1△t2 2s 须与长木板平行。 (3)见解析图 (2)由匀变速直线运动速度与位移的关系v品一vA=2aL可 5.(1)②匀速直线 ③细线与长木板平行 得a=后2，将呢-暖=4.65m/g,L=0.48m代入后 (2)-好 2L 2L 4.84(3)见解析图(4)没有完全平衡 可得a≈4.84m/s2。 摩擦力 (3)如图所示。 +a/(m·s 试题精析 6.0 理论 5.0 1.D[由于实验中有三个变量，故在探究过程中采用控制变量 4.0 法。先通过保持小车的质量不变，只改变小车的拉力，可以 3.0 归纳出加速度、力二者之间的关系；再通过保持小车的拉力 2.0 不变，只改变小车的质量，可以得出加速度、质量二者之间的 1.0 FN 关系；最后归纳出加速度与力、质量的关系，所以D项正确。] 00.51.01.52.02530 2.D[本实验中a一m1十m m2g (4)由作出的a-F图像可知，当拉力F已经大于0时，小车 ,在研究加速度和质量的关系时， 的加速度仍然为0，可能的原因是没有完全平衡摩擦力。 保持m2不变，由上式可知加速度a与系统的质量(m1十m2) 成反此，如果横轴表示1 1 分层作业（十六） 图线应是过坐标 m1+m2 原点的直线。现将前面的式子改写成a= m2g 答案速对 ,由此 m(1+m? mi 3 7 8 9 或可知，前面的系数品和记有关，在改变记时会发 1+nm CD B BC B m 5.(1)A、D、E、H、I(2)E、H、I(3)G(4)F、JB、C 生变化，它并不是常数，因此口和不是正比关系，随着m 6.(103-6)m/s(203-12)m 10.(1)5m/s2(2)2.5m/s 大，式中，前面的系教会减小，因此图线向下弯曲 11.(1)mg(2)2h 直线；但在m1>m:时，a≈m:8,可认为a正比于 ,所以在 试题精析 m1较大（们较小）时图线近似为直线。由以上讨论可知D l.CD[虽然由牛顿第二定律知F=ma,但F、m均与a无关， 选项正确。] 因a是由m和F共同决定的，F指物体所受的合外力，即 3.解析：(1)步骤③是为了平衡掉小车与木板、纸带与打点计时 F 器间的摩擦力。 ,且a与F同时产生、同时消失、同时存在、同时改变， (2)步骤④中，要求小盘和砝码的总质量(m十m1)远小于小 a与F的方向永远相同。综上所述，可知A、B错误，C、D 车的质量m奉。 正确。] (3)该实验采用的是控制变量法。 2.C[初始状态质点所受合力为0，当其中一个力的大小逐渐 4.解析：(1)遮光条的宽度很小，遮光条通过光电门的时间极 减小到0时，质，点合力逐渐增大到最大，a逐渐增大到最大， 短，遮光条在极短时间内的运动可看成匀速运动；遮光条从 质，点加速；当该力的大小再沿原方向逐渐恢复到原来的大小 光电门2到光电门1是匀加速运动。 时，质点合力逐渐减小到0，a逐渐减小到0，质点仍然加速； (2)当合外力一定时，在误差允许的范围内，物体的质量和加 可见，a先增大后减小，由于a和速度v始终同向，质点一直 速度的乘积近似相等，即两者成反比。 加速，v始终增大，故C正确。] 491■■ 分层作业（十五） 0□00□00 □口1口口1□ 2□2222 科学探究：加速度与力、 题 年级 卡 学号后 33333 4□4口44口4☐ 质量的关系 息 班级： 5555☐5 位 66☐6]66 (满分：40分) 姓名 707070707 8☐8□8☐8]8 9I99□99□ 1.(3分)关于“探究加速度与力、质量的关系”的 ②安装好打点计时器，在小车上装好纸带。 实验，下列说法符合实际的是 ③调整长木板的倾斜程度。 [A]通过同时改变小车的质量和小车受到的拉 ④在小盘中放入质量为m1的砝码。 力，归纳出加速度与力、质量的关系 ⑤保持小车质量一定，探究加速度与力的关系。 [B]通过保持小车的质量不变，只改变小车受到 ⑥保持小车所受拉力一定，探究加速度与质量 的拉力，就可以归纳出加速度与力、质量的 的关系。 关系 (1)步骤③的目的是 [c]通过保持小车受到的拉力不变，只改变小车 (2)步骤④中，要求小盘和砝码的总质量 的质量，就可以归纳出加速度与力、质量的 (m+m1) (选填“远大于”“远小于”或 关系 “等于”)小车质量m车。 [D]先保持小车的质量不变，探究加速度与力的 (3)步骤⑤和⑥表明该实验采用的科学方法 关系，再保持小车受到的拉力不变，探究加 是 速度与质量的关系，最后归纳出加速度与 9876543210+0.5 力、质量之间的关系 4.(14分)某实验小组利用如图所示的实验装置 2.(3分)“探究加速度与力、质量的关系”的实验 来探究当合外力一定时，物体运动的加速度与 中，在研究小车的加速度a和小车的质量m 其质量之间的关系。 的关系时，由于没有始终满足m1>m2(m2为 光电门1数字计时 G 光电门 沙桶及沙桶中沙的总质量)的条件，结果得到的 气垫导轨 滑块遮光条 图像应是图中的 刻度尺 连气源 钩码 (1)已知两个光电门中心之间的距离s=24cm, LA [B] [c] [D] 遮光条的宽度d=0.52cm。该实验小组在做 6543210+0.5 实验时，将滑块从如图所示位置由静止释放，由 3.(6分)下面是“探究加速度与力、质量的关系” 数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时 的实验步骤： 间△t1,遮光条通过光电门2的时间△t2,滑块 ①用天平测出小车质量m车和小盘质量m。 经过光电门1时的瞬时速度的表达式 29 1= ,滑块经过光电门2时的瞬时速 ②平衡摩擦力，让小车在不受拉力时做 度的表达式2= ,滑块的加速度的表 运动。 达式a= 。(以上表达式均用字母 ③把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端 表示) 通过定滑轮与钩码相连；为保证细线的拉力不 (2)在本次实验中，实验小组通过改变滑块质量 变，必须调节滑轮的高度，使 总共做了6组实验，得到如表所示的实验数据， ④接通电源后自C点释放小车，小车在细线拉 通过分析表中数据，你得出的结论是 动下运动，记录细线拉力F的大小及小车分别 到达A、B点时的速率℃A、YB。 ⑤改变所挂钩码的数量，重复④的操作。 (2)下表中记录了实验测得的几组数据，一 m/g 250300350400500 800 a/(m·s2)2.021.651.331.251.000.63 ?是两个速度传感器记录速度的平方差，则加 速度的表达式a= ,请将表中第4次的 (3)现需通过图像进一步验证你的结论，请利用 实验数据填写完整（结果保留3位有效数字）。 表格中的数据，在坐标系中描点并作出相应的 图像。 次数 F/N va-v/(m2·s2) a/(m·s2) 0.60 0.77 0.80 2 1.04 1.61 1.68 3 1.42 2.34 2.44 4 2.62 4.65 5 3.00 5.49 5.72 1 9876543210+0.5 (3)结合表中数据，在图乙坐标纸上作出a-F 5.(14分)如图甲所示为用拉力传感器（能测量拉 关系图线。 力的仪器)和速度传感器（能测量瞬时速度的仪 +a/(m·s) 6.0 器)，用于“探究加速度与力的关系”的实验装 理论 5.0 置。用拉力传感器记录小车受到拉力的大小， 4.0 在长木板上相距L=48.0cm的A、B两点各 3.0 安装一个速度传感器，分别记录小车到达A、B 2.0 点时的速率。 1.0 0 FIN 速度传感器 速度传感器 0.51.01.52.02.53.0 拉力传感器 d (4)对比实验结果与理论计算得到的关系图线 (图乙中已画出理论图线)，造成上述偏差的原 甲 因除了拉力传感器读数可能偏大外，还可能是 (1)主要实验步骤如下： ①将拉力传感器固定在小车上。 30