人教版（2019）必修第一冊《4.2 實驗：探究加速度與力、質量的關系》2021年同步練習卷（15）

• 1．某同學將力傳感器固定在小車上，然后把繩的一端固定在傳感器拉鉤上，用來測量繩對小車的拉力，探究在小車及傳感器總質量不變時加速度跟它們所受拉力的關系，根據所測數據在坐標系中作出了如圖2所示的a-F圖象。（重力加速度取9.8m/s²）
  （1）圖線不過坐標原點的原因是

  。
  （2）如圖3為某次實驗得到的紙帶，s₁、s₂是紙帶中兩段相鄰計數點間的距離，相鄰計數點時間為T，由此可求得小車的加速度大小為

  （用s₁、s₂、T表示）。
  （3）由圖象求出小車和傳感器的總質量為

  kg。
  （4）本實驗中若仍用砂和桶的重力表示繩子的拉力（小車及傳感器的總質量始終遠大于砂及桶的總質量），從理論上分析，該實驗圖線的斜率將

  （選填“變大”或“變小”）。
  （5）同學們通過實踐，結合理論分析得出：無論如何增加砂和桶的重力，小車運動加速度都不可能超過

  m/s²。
  組卷：57難度：0.6

  解析

• 2．某同學用如圖所示裝置探究加速度與合外力關系實驗。在氣墊導軌的右端固定一個光電門，將帶有擋光片的滑塊放在氣墊導軌上，滑塊用固定在氣墊導軌左端的力傳感器連接?；瑝K和擋光片的質量為m。
  
  （1）實驗前，用游標卡尺測量擋光片的寬度，示數如圖乙所示，則擋光片的寬度d=

  mm；
  （2）將氣墊導軌的左端適當墊高，開動氣源，待滑塊穩(wěn)定時，記錄力傳感器的示數F；撤去力傳感器，讓滑塊在A點由靜止釋放，記錄滑塊通過光電門時擋光片擋光時間t,滑塊通過光電門的速度大小為

  （用物理量字母表示）；
  （3）改變氣墊導軌左端的高度，重復步驟（2）多次，測得多組F、t,要探究加速度與合外力的關系，還需要測量的物理量為

  （寫出物理量的名稱和符號）；
  （4）將測得的F、t在

  1

  t

  2

  -F圖象中描點作圖，如果作出的圖象為過原點的一條直線，且直線的斜率為

  （用題中測量物理量字母表示），表明物塊的質量一定時，加速度與合外力成正比。
  組卷：27難度：0.6

  解析

• 3．某實驗小組用如圖所示（左圖為側視圖、右圖為俯視圖）裝置探究“質量一定時，加速度與合外力成正比”的實驗，保持兩小車質量相同，繩子下端懸掛的鉤碼質量不同。實驗時，同時釋放兩小車，經過一段時間后，使兩小車同時停止運動。
  
  （1）本實驗

  （填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。
  （2）本實驗

  （填“需要”或“不需要”）滿足小車質量遠大于鉤碼質量。
  （3）本實驗中需要測量的物理量有

  。
  A．研究對象小車的質量M
  B．兩小車運動時間小t₁、t₂
  C．砝碼及砝碼盤的質量m₁、m₂
  D，兩小車運動的位移x₁、x₂
  （4）本實驗測量數據只要滿足表達式

  [用（3）中測量的物理量表示]，即可達到實驗目的。
  組卷：15引用：2難度：0.6

  解析

• 9．為了“驗證牛頓第二定律”的正確性，采用如圖甲所示的實驗裝置，帶滑輪的長木板水平固定，實驗過程始終保持跨過小車上的光滑定滑輪的兩根細線均與長木板平行，且與拉力傳感器相連的細線沿傳感器軸線方向。
  
  （1）打點計時器使用

  （選填“交流”、“直流”）電。
  （2）為了使小車所受的合力等于拉力，應該

  （選填“平衡摩擦力”、“m_砂＜＜m_桶”）。
  （3）進行（2）的實驗操作后，得到數據紙帶乙，A、B、C、D、E為5個相鄰的計數點，相鄰的兩個計數點之間還有四個計時點未畫出。已知打點計時器的工作頻率為50Hz,可求出小車的加速度a=

  m/s²（結果保留2位有效數字）。
  （4）砂桶總質量為m,拉力傳感器讀數為F，小車質量為M，加速度為a,如果表達式

  成立（用字母表示），則說明牛頓第二定律正確。
  組卷：118引用：5難度：0.8

  解析

• 10．在“探究加速度與力、質量的關系”實驗中，采用如圖甲所示的裝置。
  
  （1）本實驗應用的實驗方法是

  。
  A．控制變量法
  B．假設法
  C．理想實驗法
  （2）下列說法中正確的是

  。
  A．在探究加速度與質量的關系時，應改變小車所受拉力的大小
  B．在探究加速度與外力的關系時，應改變小車的質量
  C．在探究加速度a與質量m的關系時，作出a-

  1

  m

  圖象容易更直觀判斷出二者間的關系
  D．無論在什么條件下，細線對小車的拉力大小總等于砝碼盤和砝碼的總重力大小
  （3）在探究加速度與力的關系時，若取車的質量M=0.5kg,改變砝碼質量m的值，進行多次實驗，以下m的取值最不合適的一個是

  。
  A．m₁=4g
  B．m₂=10g
  C．m₃=40g
  D．m₄=500g
  （4）在平衡小車與長木板之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖乙所示．計時器打點的時間間隔為0.02s.從比較清晰的點起，每5個點取一個計數點，量出相鄰計數點之間的距離，根據圖中給出的數據求出該小車的加速度a=

  m/s²（結果保留兩位有效數字）。
  （5）如圖丙所示為甲同學在探究加速度a與力F的關系時，根據測量數據作出的a-F圖象，說明實驗存在的問題是

  。
  組卷：108引用：19難度：0.5

  解析