2018_2019学年高中物理第四章牛顿运动定律课后提升训练4.2实验探究加速度与力、质量的关系新人教版
2018-2019学年高中物理第四章牛顿运动定律第2节实验：探究加速度与力质量的关系课件新人教版必修
三、制定实验方案的两个问题 这个实验需要测量的物理量有：物体的加速度、物体的质
量、物体所受的力．__物___体__的__质__量____可以用天平测量，本实验 主 要 解 决 的 问 题 是 怎 么 测 量 __加__速__度___ 和 怎 样 提 供 与 测 量 ____物__体__所__受__的__力_______.
6．保持小车所受合力不变，在小车上加砝码，并测出小车 和放上砝码后的总质量 M1，接通电源放开小车，用纸带记录小 车的运动情况，取下纸带并在纸带上标上号码．
7．继续在小车上加放砝码，重复步骤 6，多做几次实验， 在每次得到的纸带上标上号码．
五、数据处理
1．把小车在不同力作用下产生的加速度填在下表中：
小车与砝码总质 量的倒数M1 /kg－1
1
2
3
4
5
由以上数据画出它的 a-M 图象及 a-M1 图象，如图甲、乙所 示．
通过 a-M 和 a-M1 关系图象，我们可以得出小车的加速度 a 与质量 M 成反比，与质量的倒数M1 成正比．
如图 a 为某同学设计的“探究加速度与物体所 受合力 F 及质量 M 的关系”实验装置简图．在实验中认为细线 对小车拉力 F 的大小等于砝码和砝码盘的总重力，小车运动加 速度 a 可用纸带上的点求得．
(1)怎样测量(或比较)物体的加速度 在运动物体上安装一条穿过打点计时器的纸带，根据纸带 上打出的点来测量加速度．在这个实验中也可以测加速度与其 他量之间的比例关系．测量不同情况下(即不同受力、不同质量 时)物体加速度的比值就可以了． 由于初速度为零时，a＝2t2x，如果测出这两个初速度为零的 匀加速直线运动在相同时间内发生的位移 x1、x2，位移之比就 等于加速度之比，即aa12＝xx12.
高中物理 第四章 牛顿运动定律 4-2 实验：探究加速度与力、质量的关系 新人教版必修1
(1)步骤③的目的是___平__衡__摩__擦__力_____。 (2)步骤④中，要求小盘和砝码总质量(m＋m1)__远__小__于__ 小车质量 M。 (3) 步 骤 ⑤ 和 ⑥ ， 表 明 该 实 验 采 用 的 科 学 方 法 是 _控__制__变__量__法___。
[规范解答] (1)步骤③是为了平衡小车与木板、纸带与 打点计时器间的摩擦力，使小车所受的合力等于绳子的拉 力。
活动 2：通过对实验数据的分析，你能得到什么结论？ 提示：在质量一定时，物体的加速度与所受到的合力成 正比；在合力一定时，物体的加速度与物体的质量成反比。
活动 3：实验中有没有实验误差？有哪些实验误差？怎 么减小这些实验误差？
提示：实验中有误差，实验误差存在原因与减小方法如 下表：
课堂任务 典例探究·提升能力 例 下面是“探究加速度与力、质量的关系”实验步 骤： ①用天平测出小车质量 M 和小盘质量 m； ②安装好打点计时器，在小车上装好纸带； ③调整长木板的倾斜程度； ④在小盘中加入适量的砝码 m1； ⑤保持小车质量一定时，探究加速度与力的关系； ⑥保持小车所受拉力一定时，探究加速度与质量的关 系。
活动 3：怎样提供并测量物体(例如小车)所受的恒力？ 提示：如图所示，当小盘和砝码的质量远小于小车质 量的情况下，可以认为小盘和砝码的重力近似等于小车所 受的拉力(合外力)。 活动 4：怎样平衡小车在运动过程中的摩擦力？
提示：在长木板不带定滑轮的一端下面垫一木块，反 复移动木块位置，直到轻推小车，使小车可保持匀速直线 运动为止(纸带上相邻点间距相等)。
探究 2：怎样探究小车的加速度与小车的质量的关系？
提示：(1)保持小盘和盘中砝码的质量不变，即保持合 力不变，改变研究对象即小车的质量，测出小车的对应加速 度，再利用图象探究加速度是否与质量成反比。
18学年高中物理第四章牛顿运动定律第2节实验：探究加速度与力质量的关系智能演练提升含解析1170728153
实验：探究加速度与力、质量的关系1．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，关于小车所受的合力，下列叙述中正确的是( )A ．小车所受的合力就是所挂小盘和砝码的重力B ．小车所受的合力的大小等于小盘和砝码通过细绳对小车施加的拉力C ．只有平衡摩擦力之后，小车所受合力才等于细绳对小车的拉力D ．只有平衡摩擦力之后，且当小车的质量远大于小盘和砝码的总质量时，小车所受合力的大小才可认为等于小盘和砝码的重力大小解析：小盘与砝码的重力不可说成是小车所受的合力，A 错误；由于小车下滑必受摩擦力作用，平衡摩擦力之后(实际上是Mg sin θ＝F f )，小车所受合力才等于细绳的拉力，B 错误，C 正确；只有当小车质量M 远大于吊盘与砝码质量m (即M ≫m )时，细绳中的拉力大小才近似等于小盘和砝码的重力大小，也只有平衡了摩擦力之后，小车所受合力大小才近似等于小盘和砝码的重力大小，D 正确。
答案：CD2．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”的本质就是想法使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一个分力与小车所受的摩擦阻力相平衡C ．“平衡摩擦力”应在小车被砝码盘拉动的过程中进行D ．“平衡摩擦力”是否成功，可由小车拖动的纸带上的点迹间距是否均匀确定 解析：在小车的运动过程中摩擦阻力总是存在的，无法使之为零，选项A 错误；平衡摩擦力的实质就是让小车的重力的一个分力与摩擦力平衡，选项B 正确；平衡摩擦力时不挂钩码，让小车拖动纸带自由运动，调整长木板的倾角，直至所打纸带上的点迹间距均匀为止，选项C 错误，D 正确。
答案：BD3．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4－2－8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4－2－9中甲、乙、丙、丁四条图线，其中图甲、乙、丙是a －F 图线，图丁是a －1M 图线，则下列说法中正确的是( ) 图 4－2－8图 4－2－9A ．甲和乙较好地把握了实验条件M 远大于mB ．丙和丁没有把握好实验条件M 远大于mC ．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、丙三位同学中，丙较好地完成了平衡摩擦力的操作解析：因为图像甲和乙中都是直线，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 ，图像丙经过坐标原点，说明平衡摩擦力比较到位。
高中物理第四章牛顿运动定律4.2实验：探究加速度与力、质量的关系练习(含解析)新人教版必修1(20
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2 实验：探究加速度与力、质量的关系课后巩固作业时间：45分钟一、单项选择题1．在探究加速度与力、质量的关系的实验中,下列做法和理由正确的是（)A．实验中所用电源为低压直流电源B．可以用装有砂子的小桶来代替钩码,这样会使实验更加方便C．处理数据时不用a－m图象，而用a－错误!图象，是为了便于根据图象直观地做出判断D．改变小车质量时，需要重新平衡摩擦力2．关于探究力、加速度、质量之间的关系的实验,下列说法中符合实际的是( ）A．通过同时改变小车的质量m及受到的拉力F的研究，能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系B．通过保持小车质量不变,只改变小车的拉力的研究，就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系C．通过保持小车受力不变，只改变小车质量的研究，就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系D．先不改变小车质量，研究加速度与力的关系；再不改变力,研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系3．下图所示是某同学探究加速度与力、质量的关系实验时安装完毕后准备释放小车时的装置示意图．另一同学指出了图中的几处错误，其中不正确的是（)A．实验前没有平衡摩擦力B．拉小车的细线应与长木板平行C．实验中所用电源应为交流电源D．小车应靠近打点计时器且打点计时器应距右端较远些4。
高中物理：第四章 牛顿运动定律2 实验探究加速度与力、质量的关系 Word版含答案
2实验：探究加速度与力、质量的关系一、实验器材小车、砝码、小桶、砂、细线、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、交流电源、纸带、刻度尺、天平.二、实验原理实验的基本思想——控制变量法1.保持研究对象即小车的质量不变，改变小桶内砂的质量，即改变作用力，测出小车的对应加速度，验证加速度是否正比于作用力.2.保持小桶中砂的质量不变，即保持作用力不变，改变研究对象即小车的质量，测出对应不同质量的加速度，验证加速度是否反比于质量.3.要测的是：(1)小车与砝码的总质量M.(2)小车受的拉力F(小桶和桶内砂的总重力).(3)小车的加速度.三、实验步骤1.用天平测出小车的质量M，并把数值记录下来.2.按图1所示的装置把实验器材安装好.图13.平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫一木块，多次移动木块位置，直到轻推小车，使小车在斜面上运动时可保持匀速直线运动为止.4.在小桶里放入适量的砂，用细线绕过定滑轮系在小车上，在小车上加放适量的砝码，用天平测出小桶和砂的质量m，并记录下来.先接通电源，再放开小车，待打点计时器在纸带上打好点后取下纸带.5.保持小车的质量不变，改变砂和小桶的质量，按步骤4再做5次实验.6.在每条纸带上选取一段比较理想的部分，算出每条纸带对应的加速度的值并记录在表格的相应位置.7.用纵坐标表示加速度，横坐标表示作用力，根据实验结果画出小车运动的a－F图象，从而得出a、F之间的关系.8.保持砂和小桶的质量不变，在小车上加放砝码，重复上面的实验，求出相应的加速度，并设计表格如下.根据实验结果画出小车运动的a－1M图象，从而得出a、M之间的关系.9.整理实验器材，结束实验.四、注意事项1.实验中应先接通电源后释放小车.2.在平衡摩擦力时，不要悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源.用手轻轻地给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点间隔均匀，表明小车受到的阻力跟它受到的重力沿斜面向下的分力平衡.3.改变砂的质量过程中，要始终保证砂桶(包括砂)的质量远小于小车的质量.4.作图时应使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能地分布在直线的两侧，但若遇到个别偏离较远的点可舍去.一、实验方案的设计及数据处理例1在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某次实验测得如下数据：当M一定时，a与F的关系如表一所示；当F一定时，a与1M的关系如表二所示.表一表二(1)在如图2所示的相应坐标系中，根据表一、表二所给数据作出图象.图2(2)在研究a与M的关系时，作了a－1M图象，而没作a－M图象，那么作a－1M图象有何优点？☆答案☆(1)作出图象如图所示(2)a－M图象是曲线，难以找出规律；a－1M图象是直线，容易找出规律.1.三个物理量的测量方法——近似法本实验的研究对象：放在长木板上的小车.(装置如图3所示).图3(1)小车质量的测量利用天平测出，在小车上增减砝码可改变小车的质量.(2)拉力的测量当小桶和砂的质量远小于小车的质量时，可以认为小桶和砂的重力近似等于对小车的拉力，即F≈mg.(3)加速度的测量：逐差法.2.实验数据的处理方法——图象法、“化曲为直”法(1) 研究加速度a和力F的关系以加速度a为纵坐标，力F为横坐标，根据测量数据描点，然后作出图象，如图4所示，若图象是一条通过原点的直线，就能说明a与F成正比.图4(2)研究加速度a与质量M的关系如图5甲所示，因为a－M图象是曲线，检查a－M图象是不是双曲线，就能判断它们之间是不是反比例关系，但检查这条曲线是不是双曲线，相当困难.若a和M成反比，则a与1M必成正比.我们采取“化曲为直”的方法，以a为纵坐标，1M为横坐标，作出a－1M图象，若a－1M图象是一条直线，如图乙所示，说明a与1M成正比，即a与M成反比.图5二、实验注意事项及误差分析例2某实验小组利用图6所示的装置探究加速度与力、质量的关系.图6(1)下列做法正确的是________(填字母代号).A.调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上C.实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源D.通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度(2)图7是甲、乙两同学根据实验数据画出的图象.图7形成图线甲的原因是_____________________________________________________________.形成图线乙的原因是_____________________________________________________________.☆答案☆(1)AD(2)长木板倾角过大未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够解析(1)实验中细绳要与长木板保持平行，A项正确；平衡摩擦力时不能将装有砝码的砝码桶通过细绳绕过滑轮拴在木块上，这样无法平衡摩擦力，B项错误；实验时应先接通打点计时器的电源再放开木块，C项错误；平衡摩擦力后，改变木块上的砝码的质量后不需要再重新平衡摩擦力，D项正确.(2)图线甲中F＝0时，木块就有了加速度，可见是长木板倾角过大.图线乙中，有了拉力时，加速度仍为0，说明未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够.三、对实验方法的探究例3两个相同的小车并排放在光滑水平桌面上，小车前端系上细线，线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里分别放有不同质量的砝码(图8甲).小车所受的水平拉力F的大小可以认为等于砝码(包括砝码盘)所受的重力大小.小车后端也系有细线，用一只夹子夹住两根细线(图乙)，控制两辆小车同时开始运动和结束运动.图8由于两个小车初速度都是零，运动时间又相同，因为x ＝at 22，即x ∝a ，所以只要测出两小车位移x 之比就等于测出它们的加速度a 之比.实验结果是：当两小车质量相同时，________________________；当拉力F 相等时，________________________.实验中用砝码(包括砝码盘)所受的重力G ＝mg 的大小作为小车所受拉力F 的大小，这样做会引起实验误差，为了减小这个误差，G 与小车所受重力Mg 之间需要满足的关系是：______.☆答案☆ 加速度与拉力成正比 加速度与质量成反比G ≪Mg解析 实验过程中，当两小车质量相同时，砝码(包括砝码盘)重力越大，相同时间内位移越大，则加速度越大，进行实验时会发现，加速度与所受拉力成正比；若砝码重力不变，即拉力不变时，质量越大的小车，相同时间内位移越小，即加速度越小，进行测量分析知，加速度与质量成反比.如果砝码(包括砝码盘)的重力G 远小于小车的重力Mg 时，G 近似等于拉力F .1.控制变量法：当研究多个物理量的变化规律时，为了简便，可设计保持其他物理量不变，只研究剩余两个变化物理量的关系，这种方法叫做控制变量法.两个相同的小车放在光滑水平面上，前端各系一条细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中各放数目不等的砝码，就可以验证质量一定的条件下，加速度与力的关系.2.对比实验法：对比实验法在物理实验中经常用到.两小车后端各系一条细绳，一起被一个夹子夹着而使小车静止(如图9所示).打开夹子，两小车同时开始运动，关上夹子，两小车同时停下来.用刻度尺测出两小车通过的位移，位移之比就等于它们的加速度之比.图9(2015·温州平阳期中)用如图10所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验.实验中小车及砝码的总质量为m1，钩码质量为m2，并用钩码所受的重力作为小车受到的合力，用纸带测出小车运动的加速度.图10(1)下列说法正确的是________.A.每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力B.实验时应先释放小车后接通电源C.本实验中m1应远大于m2D.在用图象探究加速度与质量关系时，应作a－1m1图象(2)平衡摩擦力的方法是__________________________.(3)如图11，某同学得到以下两个实验图线a、b，其中描述加速度与力的关系图线的是________________.图11☆答案☆(1)CD(2)将木板没有定滑轮的一端垫高(3)a解析(1)假设木板倾角为θ，则有：F f＝mg sin θ＝μmg cos θ，m约掉了，故不需要重新平衡摩擦力，故A错误；实验时应先接通电源后释放小车，故B错误；让小车及砝码的总质量m1远大于钩码的质量m2，因为：实际上绳子的拉力F＝m1a＝m1m2＋m1m2g，故应该是m2≪m1，而当m2不再远小于m1时a＝m2gm2＋m1＝g1＋m1m2，随m2的增大小车的加速度逐渐增大且无限趋近于g，故C正确；F＝m1a，所以：a＝1m1F，当F一定时，a与1m1成正比，故D正确.(2)平衡摩擦力只需将木板没有定滑轮的一端垫高，用重力的分力来平衡摩擦力即可.(3)由F＝ma可得，加速度与力成正比，故图象应为a.课时作业一、单选题1.利用如图1所示的装置探究加速度与力、质量的关系，下列说法中正确的是()图1A.保持小车所受拉力不变，只改变小车的质量，就可以探究加速度与力、质量的关系B.保持小车质量不变，只改变小车的拉力，就可以探究加速度与力、质量之间的关系C.先保持小车所受拉力不变，研究加速度与力的关系；再保持小车质量不变，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系D.先保持小车质量不变，研究加速度与力的关系；再保持小车受力不变，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系☆答案☆D解析该实验采用的是控制变量法，即保持一个量不变，研究其他两个量之间的关系.在探究加速度与质量的关系时，应保持拉力的大小不变，在探究加速度与力的关系时，应保持质量不变，最后归纳出加速度与力、质量的关系，A、B、C错误，D正确.2.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，为了消除打点计时器和木板对小车阻力的影响，关于该操作环节，下列四种装置图中正确的是()☆答案☆B解析依靠重力来平衡阻力，同时阻力包含纸带与打点计时器之间的摩擦力，故操作为：需要连上纸带，但是不能挂重物，把打点计时器所在的一端垫高.故B正确，A、C、D错误.二、非选择题3.(2015·浙江重点中学期末)物理学的科学研究方法较多，请将研究的对象与所采用的方法进行正确配对，填在相应的横线上.(填A、B、C、D)①伽利略理想实验②探究加速度与力、质量的关系③研究共点力的合成部分研究方法：A.比值定义法B.科学的类比推理法C.控制变量法D.等效替代法问：①对应________，②对应________，③对应________.☆答案☆B C D解析①伽利略理想实验，是通过推论和将理想斜面实验进行外推得出的.②在探究加速度与力、质量三者关系的实验中，应用了控制变量法.③研究共点力的合成的实验中，要求两次拉橡皮筋到同一点，因此采用的是“等效替代法”.4.(2015·温州市期末)如图2所示是某同学“研究加速度与力、质量的关系”的实验时已接通电源正要释放纸带时的情况，请你指出该同学在实验操作过程中的三个不正确的地方.图2(1)________________________________________________________________________；(2)________________________________________________________________________；(3)________________________________________________________________________.☆答案☆(1)打点计时器不应使用干电池(2)调整滑轮使拉线水平(3)没有平衡摩擦力解析(1)该实验中电磁打点计时器是使用4～6 V的交流电源，电火花计时器是使用220 V 的交流电源；不是直流电源.(2)应该调整滑轮使拉线水平.(3)在本实验中我们认为绳子的拉力等于小车所受的合外力，故在实验前首先要平衡摩擦力.5.(2016·杭州期末)在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，采用如图3所示的实验装置，让重物通过轻绳拖动小车在长木板上做匀加速直线运动.其中小车质量用M表示，重物质量用m表示，加速度用a表示.图3(1)实验时需要将长木板的一端垫起适当的高度，这样做是为了消除________________的影响，使小车所受合外力F等于绳对小车的拉力.(2)实验中由于绳对小车的拉力________(选填“大于”“等于”或“小于”)重物所受的重力，会给实验带来系统误差.为减小此误差，实验中要对小车质量M和重物质量m进行选取，以下四组数据中最合理的一组是________.(填写相应序号)①M＝200 g，m＝40 g、60 g、80 g、100 g、120 g、140 g②M＝200 g，m＝30 g、35 g、40 g、45 g、50 g、55 g③M＝400 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g④M＝400 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、35 g(3)实验中某同学先保持重物质量m不变，改变小车质量M，测出了相应的加速度a.为便于得到a与M的关系，他采用图象法处理数据，你建议他作a与________的图象.☆答案☆(1)木板对小车的摩擦力(2)小于④(3)1M解析(1)为了消除小车所受摩擦力对实验的影响，在实验中需将长木板一端适当垫高.(2)重物与小车一起加速运动，因此重物对小车的拉力小于重物的重力，只有m≪M时才可以认为绳对小车的拉力大小等于重物的重力，因此④符合要求.(3)因a－1M图象是一条过原点的直线，容易判断，故应作a与1M的图象.6.“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图4甲所示.图4(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示.计时器打点的时间间隔为0.02 s，从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，测量并标出相邻计数点之间的距离.该小车的加速度a＝________ m/s2.(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度.小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：请根据实验数据在图5所示坐标系中作出aF的关系图象.图5(3)根据提供的实验数据作出的aF图线不通过原点，请说明主要原因.☆答案☆(1)0.16(2)见解析图(3)计算F时忘记加入砝码盘的重力解析(1)由题意可知计数间隔T＝5T0＝0.1 s.由题图乙可知Δx＝0.16 cm＝1.6×10－3 m，由Δx＝aT2可得a＝0.16 m/s2.(2)aF图线如图所示.(3)平衡小车与桌面之间的摩擦力后，aF图象仍不通过原点，可能是在计算F时忘记加入砝码盘的重力，使作出的图象向左平移.。
2018年秋高中物理 第4章 牛顿运动定律 2 实验 探究加速度与力、质量的关系课时作业 新人教版必
第四章 2 实验探究加速度与力、质量的关系基础夯实1．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，渗透了研究问题的多种科学方法：导学号 1321411(1)实验环境的等效法：__平衡摩擦力法____；(2)实验条件设计的科学方法：__控制变量法____；(3)实验原理的简化：__近似法____，即当小车质量M车≫m沙时，细绳对小车的拉力大小近似等于沙及桶的总重力m沙g；(4)实验数据处理的科学方法：__图象法____；(5)由a－M车图象转化为a－1M车图象，所用的科学方法：__化曲为直法____。
(以上各题均选填“理想实验法”、“图象法”、“平衡摩擦力法”、“化曲为直法”、“控制变量法”或“近似法”)解析：(1)由于小车运动受到摩擦阻力，所以要进行平衡摩擦力，以减小实验误差，称为平衡摩擦力法；(2)在探究加速度、力与质量三者关系时，先保持其中一个量不变，来探究其他两个量之间的关系，称为控制变量法；(3)当小车质量M车≫m沙时，细绳对小车的拉力大小近似等于沙及桶的总重力m沙g，称为近似法；(4)通过图象研究实验的结果，称为图象法；(5)在作图时，由a－M车图象转化为a－1M车图象，使图线由曲线转化为直线，称为化曲为直法。
2．某实验小组利用图1所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验。
导学号 1321411(1)在实验中必须将长木板右端垫高，目的是__平衡摩擦力____，当不挂钩码时小车能匀速运动时，表明已调好。
(2)为了减小误差，每次实验必须通过改变钩码的个数来改变小车所受合外力，获取多组数据。
若小车质量为400g，实验中每次所用的钩码总质量范围应选__A____组会比较合理。
(填选项前的字母)A．10g～40g B．200g～400gC ．1000g ～2000g(3)图2中给出的是实验中获取的纸带的一部分：1、2、3、4、5是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点未标出，由该纸带可求得小车的加速度a ＝__1.11m/s 2____。
高中物理牛顿运动定律(一)4.2实验：探究加速度与力、质量的关系精选训练题
4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系精选训练题1. 在利用打点计时器和小车来做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时,下列说法中不正确的是()A. 平衡摩擦力时,应将砝码盘及盘内砝码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. 小车释放前应靠近打点计时器,且应先接通电源再释放小车2. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，为了消除打点计时器和木板对小车阻力的影响，关于该操作环节，下列四种装置图中正确的是( )3. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,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4.(多选) 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,关于小车所受的合力,下列叙述中正确的是()A. 小车所受的合力就是所挂小盘和砝码的重力B. 小车所受的合力的大小等于托盘和砝码通过细绳对小车施加的拉力C. 只有平衡摩擦力之后,小车所受合力才等于细绳对小车的拉力D. 只有平衡摩擦力之后,且当小车的质量远大于托盘和砝码的总质量时,小车所受合力的大小可认为等于托盘和砝码的重力大小5. 用如图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砂桶；D．将电磁打点计时器接在电压为6V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．保持小桶及其中沙子的质量不变，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___________步实验之后。
2018年秋高中物理第4章牛顿运动定律2实验探究加速度与力质量的关系课堂达标新人教版必修1
第四章 2 实验探究加速度与力、质量的关系1．(浙江省金华十校2017～2018学年高一上学期期末联考)如图所示是“探究加速度与力、质量的关系”实验装置：导学号 1321411(1)下图是实验时平衡阻力的情形，其中正确的是__C____(选填字母)(2)在平衡阻力后，当小车总质量__远大于____(填“远大于”、“远小于”或“近似等于”)小盘及盘内物体的总质量时，小盘及盘内物体的总重力大小近似等于小车运动时所受的拉力大小。
实验时可通过增减小盘中__1g砝码____(选填“50g钩码”或“1g砝码”)的个数来改变拉力的大小。
解析：(1)平衡阻力时，小车前面不能有拉力，小车后面要连接纸带，纸带要穿过打点计时器，故选C。
(2)为减小误差，小车总质量要远大于小盘及盘内物体的总质量；实验时应通过增减“1g”砝码的个数来改变拉力的大小。
2．(辽宁省实验中学分校2017～2018学年高一上学期期末)如图1所示，为“探究加速度与力、质量的关系” 实验装置，钩码的质量为m1，小车和砝码的质量为m2，重力加速度为g。
导学号 1321411实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，作出a－F图像，他可能作出图2中__甲____(选填“甲”、“乙”、“丙”)图线。
此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是__D____。
A．小车与轨道之间存在摩擦B．导轨保持了水平状态C．所用小车和砝码的质量m2的太大D．钩码的质量m1太大解析：图丙表示平衡摩擦力过度，图甲表示没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够。
图线弯曲表示没有满足m 2≫m 1的实验条件。
3．(北京市丰台区2017～2018学年高一上学期期末)如图所示为某同学所安装的“探究牛顿第二定律”的实验装置，用来探究小车加速度与小车质量的关系。
导学号 1321411(1)若在图甲所示状态下开始做实验，请从该同学的装置和操作中指出两项存在的问题或错误。
①__打点计时器使用了直流电源，应该采用交流电源____；②__小车距离打点计时器太远，不能充分利用纸带____。
2018_2019版高中物理第四章牛顿运动定律4.2实验：探究加速度与力质量的关系习题新人教版必修1
2 实验:探究加速度与力、质量的关系基础巩固1(多选)在验证加速度与质量成反比的实验中,以下做法正确的是()A.平衡摩擦力时,应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上B.实验时,先接通电源,待打点稳定后,再放开小车C.“悬挂重物的质量远小于小车的质量(含砝码)”这一条件如不满足,对验证过程也不会产生影响D.如果a-图象是通过原点的一条直线则说明物体的加速度与质量成反比解析:平衡摩擦力时,不需要悬挂重物,选项A错误;实验时,应先接通电源,再放开小车,选项B正确;悬挂的重物的质量必须远小于小车的质量(含砝码),才能认为小车受的拉力等于重物的重力,选项C 错误;加速度a与成正比的话,就说明加速度a与质量m成反比,选项D正确。
答案:BD2(多选)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,当作用力一定,探究加速度与质量的关系时,以下做法正确的是()A.平衡摩擦力时,应将穿过打点计时器的纸带固定在小车上B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器的电源D.实验数据处理时应作a-m图象寻找加速度与质量的关系解析:选项A中,平衡摩擦力实际上就是使小车所受重力的下滑分力与小车所受阻力相平衡,该阻力包含小车受到的摩擦力和纸带受到的摩擦力。
可见,平衡摩擦力时,应将纸带穿过打点计时器固定在小车上。
选项B中,平衡摩擦力以后,再改变小车质量时,不需要重新平衡摩擦力。
选项C中,实验时,先通电,待打点计时器稳定后再放小车,使打点清晰,便于测量。
选项D中,在寻找加速度与质量的关系时,应作出a与之间的关系图象,因为a与m的关系图线为一曲线,不能直观地得出a与m之间的关系。
答案:AB3“探究物体的加速度与力、质量的关系”的实验如下:(1)在探究物体的加速度与力的关系时,应保持不变,分别改变施加在物体上的水平拉力F,测出相对应的加速度a。
(2)在探究物体的加速度与物体质量的关系时,应保持不变,分别改变物体的质量m,测出相对应的加速度a。
高中物理 第四章 牛顿运动定律 第2节 实验探究加速度与力、质量的关系练习题 新人教版必修1(202
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第2节实验探究加速度与力、质量的关系【题号】3200003464某同学在做“验证牛顿第二定律"的实验时，不慎将已平衡好摩擦力的长木板下面垫的小木片向远离定滑轮端移动一段距离而没有发现,那么描绘出来的a－F图象应是下图中的哪一个?( )【选项】A。
B.C。
D。
2。
为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验，其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时,光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M,挡光片宽度为D，光电门间距离为s,牵引砝码的质量为m，回答下列问题:（1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平,在不增加其他仪器的情况下,如何判定是否到位？(2）若取M=0.4kg，改变m的值进行多次实验,以下m的取值不合适的一个是________（填字母序号)。
A.m=5gB。
m=15gC。
m=40gD。
m=400g(3）在此实验中,需要测得每一个牵引力对应的加速度a,a的表达式为:________（用Δt1、Δt2、D、s表示)。
3.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示。
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课后提升训练实验:探究加速度与力、质量的关系
(25分钟50分)
1.(10分)甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验,乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验。
(1)图中A、B、C、D、E表示部分实验器材,甲同学需在图中选用的器材________;乙同学需在图中选用的器材________。
(用字母表示)
(2)乙同学在实验室选齐所需器材后,经正确操作获得如图所示的两条纸带①和②。
纸带______的加速度大(选填“①”或“②”),其加速度大小为__________。
【解析】(1)要采用落体法验证机械能守恒定律,需要下落的重物A和计时用的打点计时器B;要探究加速度与力、质量关系的实验,需要研究对象小车D,拉动小车的钩码E及打点计时器B。
(2)纸带①的加速度为
a1=
=m/s2
=2.50m/s2
纸带②的加速度为
a2=
=m/s2
=1.25m/s2
因此纸带①的加速度大,大小为2.50m/s2。
答案:(1)A、B B、D、E (2)① 2.50m/s2(2.48～2.52均可)
2.(10分)用如图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内部砂子的质量
B.按图示安装好实验器材
C.把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶
D.将电磁打点计时器接在6V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的质量
E.保持小桶及内部砂子的质量不变,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,由图象确定a与M的关系
(1)该同学漏掉的重要实验步骤是________________,该步骤应排在________步实验之后。
(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________。
【解析】实验中把小桶及其中砂子的重力看作与小车所受拉力大小相等,没有考虑摩擦力,故在悬挂砂桶前必须平衡摩擦力。
电磁打点计时器接在6V电压的蓄电池上时不能打点,必须接在6V以下交流电压的学生电源上。
作a -M关系图象,得到的是双曲线的一支,很难做出正
确的判断,必须“化曲为直”,改作a -关系图象。
答案:(1)平衡摩擦力 B (2)D 6V电压的蓄电池
6V以下交流电压的学生电源(3)G a -M a -
【补偿训练】
在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,备有下列器材:
A.电火花计时器;
B.天平;
C.秒表;
D.交流电源;
E.电池;
F.纸带;
G.细绳、砝码、滑块(可放在气垫导轨上);
H.气垫导轨(一端带定滑轮);
I.毫米刻度尺;
J.小型气泵。
(1)实验中应选用的器材有__________________________________________;
实验的研究对象是____________________________________________。
(2)本实验分两大步骤进行:
①____________________________________________;
②____________________________________________。
【解析】实验的研究对象为放在气垫导轨上的滑块,做本实验时,在m一定时,根据不同力作用下打出的纸带,求出加速度;在F一定时,根据不同质量条件下打出的纸带,求出加速度。
只要明确电火花计时器及气垫导轨的工作条件,就不难将器材选出,器材为ABDFGHIJ。
答案:(1)ABDFGHIJ 放在气垫导轨上的滑块
(2)见解析
3.(14分)某同学将力传感器固定在小车上,然后把绳的一端固定在传感器拉钩上,用来测量绳对小车的拉力,探究在小车以及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系,根据所测数据在坐标系中作出了如图所示的a-F图象。
(1)图线不过坐标原点的原因是:______________________________________。
(2)本实验中是否仍需要砂和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量________(选填“是”或“否”)。
(3)由图象求出小车和传感器的总质量为________kg。
【解析】(1)由图象可知,当F不等于零时,加速度仍然为零,说明没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足。
(2)该实验中由于已经用传感器测出绳子的拉力大小,不是将砂和桶的重力作为小车的拉力,故不需要满足砂和桶的总质量远小于车和传感器的总质量。
(3)a-F 图象中的斜率表示质量的倒数,由图可知
,k=
==1.0,所以质量
M==1.0kg 。
答案:(1)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 (2)否 (3)1.0 【补偿训练】
一同学在实验中保持拉力不变,得到了小车加速度随质量变化的一组数据,如表所示。
(1)请你在如图所示的方格纸中建立合适的坐标并画出能直观反映出加速度与质量关系的图线。
(2)由图线可知F 一定时,a 与m 成________关系。
【解析】由数据猜测a 与成正比关系,建立a-坐标系进行描点连线。
由图线可知a-图线为过原点的直线,故F一定时,a与成正比,即a与m成反比关系。
答案:(1)见解析(2)反比
4.(16分)(2017·内江高一检测)在“探究加速度与力和质量的关系”的实验中,采用如图所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出。
(1)若取M=0.4kg,改变m的值,进行多次实验,以下m的取值不合适的一个是________。
A.m1=5g
B.m2=15g
C.m3=40g
D.m4=400g
(2)如图为实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带,纸带上A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的计数点,相邻计数点间的时间间隔是0.1s,距离如图,单位是cm,小车的加速度是____m/s2(结果保留3位有效数字)。
(3)如图(a)为甲同学根据测量数据作出的a-F图线,图线有纵截距的原因是______________________。
(4)乙、丙两同学用同一装置做实验,取相同的标度画出了各自得到的a-F图线,如图(b)所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同?______________。
【解析】(1)在这个实验中,用盘及盘中砝码的重力表示小车受到的合力,应满足小车的质量远远大于盘及盘中砝码的质量,D不合适。
(2)a==1.59m/s2
(3)a-F图线,图线有纵截距,说明合力为零的情况下,已有了加速度,则说明平衡摩擦力时木板的倾角过大。
(4)a-F图线的斜率代表质量的倒数,两图线斜率不同说明质量不同,M不同或两小车及车上的砝码的总质量不同时,a-F图线的斜率也就不同。
答案:(1)D (2)1.59 (3)平衡摩擦力时木板倾角过大
(4)M不同或两小车及车上的砝码的总质量不同
【补偿训练】
如图为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有砝码的小桶,D为一端带有定滑轮的长木板。
在实验中细线对小车拉力F等于砝码和小桶的总重力,小车运动加速度a可用纸带上的点求得。
(1)为了研究加速度跟力和质量的关系,应该采用的研究实验方法是________。
A.控制变量法
B.假设法
C.理想实验法
D.图象法
(2)关于该实验,下列说法中不正确的是________。
A.砝码和小桶的总质量要远大于小车的质量
B.为消除摩擦力对实验的影响,可以把木板D的左端适当垫高
C.电火花计时器使用交流电源
D.长木板的左端被垫高后,图中细线应保持与木板平行
(3)如图是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。
根据图中数据可得出表格1中空白处的数据应是________。
表格1
由纸带求出小车的加速度a=________m/s2。
(加速度a保留两位有效数字)
(4)在“探究加速度与质量的关系”时,保持砝码和小桶质量不变,改变小车质量m,分别测得小车的加速度a与对应的质量m数据如表格2。
表格2
利用表格2中的数据,在坐标纸中作出a与关系的图象。
【解析】(1)选A。
由于加速度与作用力和物体质量两个因素有关,所以实验采用的是控制变量法,A正确,B、C、D错误。
(2)选A。
为了使小车受的拉力与砝码和小桶的总重力相等,应使砝码和小桶的总质量远小于小车的质量,A错误;为了消除摩擦力对实验的影响,要平衡摩擦力,即把木板远离滑轮的一侧适当垫高,B正确;无论是电磁打点计时器,还是电火花计时器,都使用交流电源,C正确;细线与木板不平行,则小车产生加速度的力与细线的拉力不相等,D正确。
所以选A。
(3)v3=m/s=0.264m/s
a=m/s2
=0.50m/s2
(4)图象如图
答案:(1)A (2)A (3)0.264 0.50 (4)见解析。