高中物理人教版 (新课标)必修12 实验：探究加速度与力、质量的关系精练

1．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”的本质就是想办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和滑轮对小车施加的拉力

D．“平衡摩擦力”是否成功，可由小车拖动由打点计时器打出的纸带上的点迹间距是否均匀而确定

解析：选BCD.小车所受的摩擦力不可避免，平衡摩擦力的目的就是使小车的重力沿斜面方向的分力与小车所受的阻力相平衡，其目的是使小车所受的合力等于细绳对小车的拉力，故A错，B、C正确，恰好平衡摩擦力时，小车拖动纸带，不给小车提供拉力，给小车一个初速度，由打点计时器打出的纸带点迹间距应该是均匀的，故D正确．

2．用打点计时器测量加速度探究加速度与力、质量的关系时，需要平衡摩擦力．平衡摩擦力时，应该让小车(　　)

A．挂上小盘，拖上纸带，开动打点计时器

B．不挂小盘，拖上纸带，开动打点计时器

C．挂上小盘，不拖纸带

D．不挂小盘，不拖纸带

解析：选B.平衡摩擦力时，应把纸带所受的摩擦阻力一定平衡掉，所以应让小车拖上纸带，且让打点计时器处于工作状态，B正确．

3．(原创题)在探究加速度与力、质量的关系的实验中，下列说法中正确的是(　　)

A．平衡摩擦力时，应将砝码盘通过定滑轮拴在小车上

B．连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行

C．平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动

D．改变小车质量时，需重新平衡摩擦力

答案：BC

4．甲、乙、丙、丁四位同学在探究加速度与物体质量和合外力的关系的实验时(使用图4－2－6所示的装置)，设小车质量和车上砝码质量之和为M，砂及砂桶的总质量为m，分别得出如图4－2－7中甲、乙、丙、丁四条图线，其中图甲、乙、丙是a－F图线，图丁是a－图线，则下列说法中正确的是(　　)

图4－2－6

图4－2－7

A．甲和乙较好地把握了实验条件M远大于m

B．丙和丁没有把握好实验条件M远大于m

C．甲同学长木板的倾角太小，而乙同学长木板的倾角太大

D．甲、乙、丙三同学中，丙较好地完成了平衡摩擦力的操作

解析：选ACD.因为图象甲和乙中都是直线，说明满足小车 质量和车上砝码质量之和M远远大于砂及砂桶的总质量m，图象丙经过坐标原点，说明平衡摩擦力比较到位．

5．经过对加速度与物体的质量和合外力的关系探究学习，已经知道物体的加速度a与物体所受的力F及物体的质量m满足关系式a∝F，a∝.如果在光滑的水平面上有一质量为m的物体受到水平力F的作用，从静止开始在t时间内移动了x距离．要使距离变为4x，可采用以下哪种方法(　　)

A．将水平恒力增为4F

B．将物体的质量减为原来的一半

C．将作用时间增为2t

D．将作用时间增为4t

解析：选AC.当质量m、作用时间不变时，作用力增为4F，由于a∝F，所以加速度a增为原来的4倍，由x＝at2得距离变为4x；当F、m不变时，a不变，时间变为2t时，由x＝at2得距离变为4x.

6．(2012·南京实验国际学校高一期末)下列关于“探究加速度与力、质量的关系”实验的说法中，正确的是(　　)

A．在探究加速度与质量的关系时，只需测量一次，记录一组数据即可

B．在探究加速度与质量的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a－1/m图象

C．在探究加速度与力的关系时，只需测量一次，记录一组数据即可

D．在探究加速度与力的关系时，作a－F图象应该用折线将所描绘的点依次连接

解析：选B.做实验时，需要用控制变量法，测量多组数据，才能分析出规律来，A、C皆错；为了使规律更直观，易于显现，一般根据所得数据作出图象，作图象时，应用平滑的曲线将所描点连接起来，需要使大多数点落在图象上，落不到图象上的点应基本对称分布在图象两侧，个别偏离太远的点，舍去不用，D错误；实验时可以发现，当F一定时，a－m图象并非常见的函数图象，此时需要做别的尝试，可知，a－1/m图象是正比例函数图象，易于判断，B正确．

7．用如图4－2－8所示的装置来探究物体的加速度a与力F、质量m的关系．实验时，小盘和砝码牵引小车，使小车做初速度为零的匀加速运动．

图4－2－8

(1)此实验中可以不测量加速度的具体值，原因是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

(2)通过改变________，就可以改变小车所受的合力．

(3)在探究加速度a与质量m的关系时，应以________为纵坐标、________为横坐标画出图象，这样就能直观地看出a与m的关系．

解析：(1)因为对初速度为零的匀加速运动，有x＝at2，因此在相同时间内，加速度之比等于位移之比，故不用测出加速度的具体值，只需测出位移并求出位移之比，就可以得到加速度之比．

(2)通过改变砝码的数量，就可以改变小车受到的合力．

(3)用图象法探究a与m的关系时，为了能体现它们之间的关系，应以a为纵坐标、为横坐标，或为纵坐标、a为横坐标．

答案：(1)初速度为零的匀加速运动，在相同的时间内，位移与加速度成正比　(2)砝码的数量　(3)a　(或a)

8．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用图4－2－9所示的装置．

图4－2－9

(1)本实验应用的实验方法是________．

A．控制变量法　B．假设法　C．理想实验法

(2)下列说法中正确的是________．

A．在探究加速度与质量的关系时，应改变拉力的大小

B．在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量

C．在探究加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a－图象

D．当小车的质量远大于托盘和砝码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于托盘和砝码的总重力大小

(3)某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示：(小车质量保持不变)

①根据表中的数据在坐标图4－2－10上作出a－F图象．

图4－2－10

②图线不过原点的原因可能是

________________________________________________________________________．

解析：(1)实验采用了控制变量法，即先保证物体质量不变，研究加速度与合力的关系，再保证物体受力不变，研究加速度与质量的关系．

(2)探究a与m关系时，保持F不变，改变m大小；探究a与F关系时，保持m不变，改变F大小，故A、B错．a－关系图象为过原点的直线，作出这个图象容易证明a与m成反比，C对．

只有小车的质量远大于托盘与砝码的总质量，托盘与砝码的总重力才约等于小车受到的合力，D对．

(3)①作出的a－F图象如图所示．

②由a－F图象可知，当力F＜0.10 N时，小车没有动，说明此时小车所受的摩擦力没有完全平衡掉．

答案：(1)A　(2)C、D

(3)①图见解析　②未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够