《高一物理培優(yōu)人教版必修1 第4章第二節(jié)《實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》知能優(yōu)化訓練》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高一物理培優(yōu)人教版必修1 第4章第二節(jié)《實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》知能優(yōu)化訓練（6頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

111 1．(2011年龍巖高一檢測)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，關(guān)于平衡摩擦力的說法中正確的是(　　) A．“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是想辦法讓小車受到的摩擦力為零 B．“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是使小車所受的重力的下滑分力與所受到的摩擦阻力相平衡 C．“平衡摩擦力”的目的就是要使小車所受的合力等于所掛鉤碼通過細繩和滑輪對小車施加的拉力 D．“平衡摩擦力”是否成功，可由小車拖動由打點計時器打出的紙帶上的點跡間距是否均勻而確定 解析：選BCD.小車所受的摩擦力不可避免，平衡摩擦力的目的就是使小車的重力沿斜面方向的分力與小車所受的阻力相平衡，其目的是使小車所受的合力等于細繩對小車的拉力，故A錯，B、C正確，恰好平衡摩擦力時，小車拖動紙帶，不給小車提供拉力，給小車一個初速度，由打點計時器打出的紙帶應該是均勻的，故D正確． 2．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，下列說法正確的是(　　) A．平衡摩擦力時，小桶應用細線通過定滑輪系在小車上，但小桶內(nèi)不能裝砂 B．實驗中應始終保持小車和砝碼的質(zhì)量遠遠大于砂和小桶的質(zhì)量 C．實驗中如用縱坐標表示加速度，用橫坐標表示小車和車內(nèi)砝碼的總質(zhì)量，描出相應的點在一條直線上時，即可證明加速度與質(zhì)量成反比 D．平衡摩擦力時，小車后面的紙帶必須連好，因為運動過程中紙帶也要受到阻力 解析：選BD.平衡摩擦力時，繩上不要掛小桶，接通打點計時器，讓小車拖著紙帶沿斜板勻速運動，A錯，D對．實驗中用砂和小桶的總重力代替小車受到的合力，只有當小車與砝碼的總質(zhì)量遠大于砂和小桶的總質(zhì)量時，兩種力才大體相等，B對．實驗中作出的a－圖象為過原點的直線，才能證明加速度與質(zhì)量成反比，C錯． 3．如圖4－2－6所示是某同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的圖象，下列說法中正確的是(　　) 圖4－2－6 A．形成圖甲的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過大 B．形成圖乙的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過小 C．形成圖丙的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過大 D．形成圖丁的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過小 解析：選AD.a－F圖象縱軸有截距說明力F為零時加速度不為零，此時傾角過大，A正確．橫軸有截距說明施加力F后加速度有一過程仍為零，說明傾角太大，平衡摩擦力不足，C錯．a(chǎn)－圖象縱軸有截距說明傾角太大，平衡摩擦力過大，B錯．而橫軸有截距，說明平衡摩擦力不足，傾角太小，故D正確． 4．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，用改變砂的質(zhì)量的辦法來改變對小車的作用力F.用打點計時器測出小車的加速度a，得出若干組F和a的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出如圖4－2－7所示的a－F圖線，發(fā)現(xiàn)圖線既不過原點，又不是直線，原因是(　　) 圖4－2－7 A．沒有平衡摩擦力，且小車質(zhì)量較大 B．平衡摩擦力時，所墊木板太高，且砂和小桶的質(zhì)量較大 C．平衡摩擦力時，所墊木板太低，且砂和小桶的質(zhì)量較大 D．平衡摩擦力時，所墊木板太高，且小車質(zhì)量較大 解析：選C.由題圖知，增大F的大小，一開始a始終為零，說明平衡摩擦力時，所墊木板太低，沒完全平衡掉摩擦力，隨F的增大，圖線出現(xiàn)彎曲，說明不能滿足小車及砝碼的質(zhì)量遠遠大于砂的質(zhì)量，故只有C正確． 圖4－2－8 5．(2011年臺州模擬)如圖4－2－8所示，在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的演示實驗中，若1、2兩個相同的小車所受拉力分別為F1、F2，車中所放砝碼的質(zhì)量分別為m1、m2，打開夾子后經(jīng)過相同的時間兩車的位移分別為x1、x2，則在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，有(　　) A．當m1＝m2、F1＝2F2時，x1＝2x2 B．當m1＝m2、F1＝2F2時，x2＝2x1 C．當m1＝2m2、F1＝F2時，x1＝2x2 D．當m1＝2m2、F1＝F2時，x2＝2x1 解析：選A.題中m1和m2是車中砝碼的質(zhì)量，絕不能認為是小車的質(zhì)量．當m1＝m2時，兩車總質(zhì)量仍相等，因F1＝2F2，則a1＝2a2.由x＝at2知，A正確，B錯誤；若m1＝2m2，兩車總質(zhì)量關(guān)系未知，故C、D不能確定． 6．(2011年正定高一檢測)如圖4－2－9為“用DIS(位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機)研究加速度和力的關(guān)系”的實驗裝置： 圖4－2－9 (1)在該實驗中必須采用控制變量法，應保持________不變，用鉤碼所受的重力作為________，用DIS測小車的加速度． 圖4－2－10 (2)改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復測量．在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出a－F關(guān)系圖線(如圖4－2－10所示)． ①分析此圖線的OA段可得出的實驗結(jié)論是________． ②此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是(　　) A．小車與軌道之間存在摩擦 B．導軌保持了水平狀態(tài) C．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大 D．所用小車的質(zhì)量太大 答案：(1)小車質(zhì)量　小車受到的合力 (2)①質(zhì)量一定時，加速度與合外力成正比　②C 7．(2009年高考江蘇卷)“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實驗裝置如圖4－2－11甲所示． 圖4－2－11 (1)在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖4－2－11乙所示．計時器打點的時間間隔為0.02 s．從比較清晰的點起，每5個點取一個計數(shù)點，量出相鄰計數(shù)點之間的距離．該小車的加速度a＝________m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (2)平衡摩擦力后，將5個相同的砝碼都放在小車上．掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個砝碼添加到砝碼盤中，測量小車的加速度．小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實驗數(shù)據(jù)如下表： 砝碼盤中砝碼總重力F(N) 0.196 0.392 0.588 0.784 0.980 加速度a (ms－2) 0.69 1.18 1.66 2.18 2.70 請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出a－F的關(guān)系圖象． 圖4－2－12 (3)根據(jù)提供的實驗數(shù)據(jù)作出的a－F圖線不通過原點，請說明主要原因． 解析：(1)a＝＝m/s2＝0.16 m/s2或a＝＝m/s2＝0.15 m/s2. (2)見答案． (3)小車、砝碼盤和砝碼組成的系統(tǒng)所受合外力為砝碼盤和砝碼的總重力，而表中數(shù)據(jù)漏計了砝碼盤的重力，導致合力F的測量值小于真實值，a－F的圖線不過原點． 答案：(1)0.16(0.15也算對) (2)如圖所示 (3)未計入砝碼盤的重力 8．某同學設(shè)計了一個探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關(guān)系的實驗，圖4－2－13甲為實驗裝置簡圖(交流電的頻率為50 Hz)． 圖4－2－13 (1)圖乙為某次實驗得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為________m/s2(保留兩位有效數(shù)字)． (2)保持砂和砂桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別得到小車加速度a與質(zhì)量m及對應的，數(shù)據(jù)如下表： 實驗次數(shù) 物理量　　 1 2 3 4 5 6 7 8 小車加速度a/(ms－2) 1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30 小車質(zhì)量m/kg 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67 /kg－1 4.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60 請在如圖4－2－14所示的方格坐標紙中畫出a－圖線，并依據(jù)圖線求出小車加速度a與質(zhì)量倒數(shù)之間的關(guān)系式是________． 圖4－2－14 圖4－2－15 (3)保持小車質(zhì)量不變，改變砂和砂桶質(zhì)量，該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a隨合力F的變化圖線，如圖4－2－15所示．該圖線不通過原點，請你分析其主要原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 解析：(1)連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)，從紙帶上可得到四段位移的大小，可以選用逐差法計算加速度． 由x1＝6.19 cm　x2＝6.70 cm x3＝7.21 cm　x4＝7.72 cm 電火花打點計時器周期T＝＝0.02 s 用逐差法可得x3－x1＝2a(2T)2　x4－x2＝2a(2T)2 故a＝＝＝3.2 m/s2. (2)在a－坐標系中描點連線得a－圖線如圖所示，可得a＝ (3)由a－F圖線F增大至某值時物體開始有加速度，說明實驗前沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不充分． 答案：(1)3.2 m/s2　(2)見解析　a＝ (3)實驗前沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不充分 111