人教版 (新课标)必修12 实验：探究加速度与力、质量的关系同步训练题

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1．如果物体的a－eq \f(1,m)图象为通过原点的一条直线，则说明( )
A．物体的加速度a与质量m成正比
B．物体的加速度a与质量m成反比
C．物体的质量m与加速度a成反比
D．物体的质量m与加速度a成正比
2．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，关于平衡摩擦力的说法中正确的是( )
A．“平衡摩擦力”的本质就是想法让小车受到的摩擦力为零
B．“平衡摩擦力”的本质就是使小车所受的重力的下滑分力与所受到的摩擦阻力相平衡
C．“平衡摩擦力”的目的就是要使小车所受的合力等于所挂钩码通过细绳对小车施加的拉力
D．“平衡摩擦力”时应将小车在钩码通过细绳和滑轮而拉动运动过程中进行调整
3．在用实验探究加速度和力、质量的关系时，下列关于实验的思路和数据分析，正确的是( )
A．实验的基本思想是：保持物体的质量不变，测量物体在不同力作用下的加速度，分析加速度与力的关系
B．实验的基本思想是：保持物体所受力相同，测量质量不同的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系
C．在处理实验数据时，以a为纵坐标，F为横坐标，根据数据在坐标系中描点，若这些点在一条过原点的直线上，说明a与F成正比
D．在处理实验数据时，以a为纵坐标，m为横坐标，根据数据在坐标系中描点，若这些点在一条过原点的直线上，说明a与m成正比
图4
4．如图4所示，在研究加速度与力、质量的关系的实验中，若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F1、F2，车中所放砝码的质量分别为m1、m2，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x1、x2，则在实验误差允许的范围内，有( )
A．当m1＝m2、F1＝2F2时，x1＝2x2
B．当m1＝m2、F1＝2F2时，x2＝2x1
C．当F1＝F2、m1＝2m2时，x1＝2x2
D．当F1＝F2、m1＝2m2时，x2＝2x1
图5
5．用如图5所示的装置研究在作用力F一定时，小车的加速度a与小车质量M的关系，某位同学设计的实验步骤如下：
A．用天平称出小车和小桶及其内部所装沙子的质量；
B．按图装好实验器材；
C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂沙桶；
D．将电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量；
E．保持小桶及其内部所装沙子的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的M值，重复上述实验；
F．分析每条纸带，测量并计算出加速度的值；
G．作a－M关系图象，并由图象确定a－M关系．
(1)该同学漏掉的重要实验步骤是______，该步
骤应排在______实验步骤之后．
(2)在上述步骤中，有错误的是________，应把__________改为____________．
(3)在上述步骤中，处理不恰当的是______，应把__________改为____________．
6．用斜面、小车、沙桶、砝码等器材做“探究加速度与力、质量的关系”实验，图6是实验中一条打点的纸带，相邻计数点的时间间隔为T，且间距x1，x2，x3，…，x6已量出．
图6
(1)请写出三个不同的计算加速度的表达式．
(2)图7甲是甲同学根据测量数据画出的a－F图象，该图象表明实验操作中存在的问题是________________________________________________________________________ ．
图7
(3)乙、丙同学用同一装置实验，各自得到的a－F图线如图乙所示，说明两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同．并比较其大小．
参考答案
课后巩固提升
1．B 2.BC 3.ABC
4．A [题中m1和m2是车中砝码的质量，决不能认为是小车的质量．题中只说明了两小车是相同的，并未告诉小车的质量是多少．
当m1＝m2时， 两车加砝码后质量仍相等，若F1＝2F2，则a1＝2a2，由x＝eq \f(1,2)at2得x1＝2x2，A对．
若m1＝2m2时，无法确定两车加砝码后的质量关系，两小车的加速度关系也就不清楚，故无法断定两车的位移关系．故选A.]
5．(1)平衡摩擦力 B (2)D 6 V电压的蓄电池 6 V以下交流电压的学生电源 (3)G 作a－M关系图象 作a－eq \f(1,M)关系图象
解析 实验中把小桶及其内所装沙子的重力看做与小车所受的拉力大小相等，没有考虑摩擦力的作用，故必须平衡摩擦力．电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上将无法工作，必须接在6 V以下交流电压的学生电源上．作a－M关系图象，得到的是双曲线，很难作出正确的判断，必须“化曲为直”，改作a－eq \f(1,M)关系图象．
6．(1)a＝eq \f(x2－x1,T2)，a＝eq \f(x4－x1,3T2)，a＝eq \f(x4＋x5＋x6－x1＋x2＋x3,3T2)
(2)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 (3)小车及砝码的质量不同，且m乙解析 (1)方法一 由匀变速直线运动的特殊规律：
Δx＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝…＝aT2可得：a1＝eq \f(x2－x1,T2)，a2＝eq \f(x3－x2,T2)，a3＝eq \f(x4－x3,T2)，…
方法二 因为x4－x1＝(x4－x3)＋(x3－x2)＋(x2－x1)＝3aT2，同理有x5－x2＝x6－x3＝…＝3aT2，所以有：
a1＝eq \f(x4－x1,3T2)，a2＝eq \f(x5－x2,3T2)，…
方法三 若出现偶数段位移，如x1，x2，x3，…，x6，则有：
a＝eq \f(x6＋x5＋x4－x1＋x2＋x3,3T2)
此法较简单，而且准确．
由上述三种方法可得加速度表达式：a＝eq \f(x2－x1,T2)，a＝eq \f(x4－x1,3T2)，a＝eq \f(x6＋x5＋x4－x1＋x2＋x3,3T2).
(2)从图线与F轴的交点可以看出，F≠0但a＝0，说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
(3)从图中可以看出在相同力F的作用下，a乙>a丙，由此可知m乙