志鸿优化系列丛书 志鸿优化网，永远提供更新的！ 丛书主编任志湖。 http://www.zhyh.org 2实验：探究加速度与力、质量的关系 课后·训练提升 1在探究加速度与力、质量的关系的实验中，某组同学使用的实验装置如图甲所示。 小车 纸带打点计时器 重物 (1)该小组同学实验前先补偿阻力，关于补偿阻力，下列说法正确的是 A应将小车前的细线连接好，并在滑轮上挂上重物，改变垫块的高度，轻推小车，使小车恰能匀速运动 B.应取下小车前的细线，装上纸带，改变垫块的高度，打开电源，轻推小车，使小车恰能匀速运动 C.每次改变小车受到的拉力后都需要重新补偿阻力 (2)实验中为使弹簧测力计的示数F等于小车受到的合力， (选填“需要”或“不需要”)重物的质 量远小于小车和车上砝码的总质量。 (3)安装调试实验装置后，该组同学保持小车和车上砝码的总质量m不变，改变重物的质量，探究加速 度与力的关系。多次实验得出数据，画出α-F图像如图乙所示，那么该组同学实验中出现的问题可能 是一。 A实验中补偿阻力过度 B.所挂重物的质量过大 C实验中小车质量发生变化 (4)在探究加速度与力的关系之后，该小组同学保持弹簧测力计示数不变，改变车上砝码的质量，探究加 速度与质量的关系，多次实验得出数据后，为了直观判断二者间的关系，下列做法、判断及结论正确的 是 A.作出α-m'图像，若图像为双曲线的一支，则说明当力一定时，加速度与质量成正比 B.作出α-m图像，若图像为过原点的直线，则说明当力一定时，加速度与质量成反比 C.作出α图像，若图像为双曲线的一支，则说明当力一定时，加速度与质量成反比 D.作出α：品图像，若图像为过原点的直线，则说明当力一定时，加速度与质量成反比 答案1)B 1
1 2 实验:探究加速度与力、质量的关系 课后· 1.在探究加速度与力、质量的关系的实验中,某组同学使用的实验装置如图甲所示。 (1)该小组同学实验前先补偿阻力,关于补偿阻力,下列说法正确的是 。 A.应将小车前的细线连接好,并在滑轮上挂上重物,改变垫块的高度,轻推小车,使小车恰能匀速运动 B.应取下小车前的细线,装上纸带,改变垫块的高度,打开电源,轻推小车,使小车恰能匀速运动 C.每次改变小车受到的拉力后都需要重新补偿阻力 (2)实验中为使弹簧测力计的示数 F 等于小车受到的合力, (选填“需要”或“不需要”)重物的质 量远小于小车和车上砝码的总质量。 (3)安装调试实验装置后,该组同学保持小车和车上砝码的总质量 m'不变,改变重物的质量,探究加速 度与力的关系。多次实验得出数据,画出 a-F 图像如图乙所示,那么该组同学实验中出现的问题可能 是 。 A.实验中补偿阻力过度 B.所挂重物的质量过大 C.实验中小车质量发生变化 (4)在探究加速度与力的关系之后,该小组同学保持弹簧测力计示数不变,改变车上砝码的质量,探究加 速度与质量的关系,多次实验得出数据后,为了直观判断二者间的关系,下列做法、判断及结论正确的 是 。 A.作出 a-m'图像,若图像为双曲线的一支,则说明当力一定时,加速度与质量成正比 B.作出 a-m'图像,若图像为过原点的直线,则说明当力一定时,加速度与质量成反比 C.作出 a- 1 𝑚'图像,若图像为双曲线的一支,则说明当力一定时,加速度与质量成反比 D.作出 a- 1 𝑚'图像,若图像为过原点的直线,则说明当力一定时,加速度与质量成反比 答案:(1)B
志鸿优化系列丛书 志鸿优化网永远提供更新的！ 丛书主编任志湖。 http://www.zhyh.org (2)不需要 (3)A (4)D 解析1)补偿阻力时要取下小车前的细绳，垫高平板右端，让小车在平板上能做匀速直线运动，这样小 车重力的下滑分力与阻力抵消。一次补偿完成后，当改变小车的质量时由于重力的下滑分力与阻力 均同比例变化，所以不需另外重新补偿，选项B正确，A、C错误。 (2)弹簧测力计与细绳串联在一起，所以任何情况下弹簧测力计的示数都等于拉力，所以不必满足重物 的质量远小于小车及小车上砝码的总质量。 (3)画出的-F图像不过原点，在纵轴上有截距，即F=0时，小车就有了加速度，所以是平板太陡了，补偿 阻力过度，小车的质量和钩码的质量并不影响纵轴上的截距，选项A正确。 (④若作出的am图像是双曲线，则说明F一定时，a与质量成反比。或者若作出的a品图像是过原点 的直线，则说明力一定时，a与质量成反比，选项D正确。 2.如图所示，小明同学利用拉力传感器和速度传感器探究加速度与物体受力的关系。在长木板上相 距为1的A、B两点各安装一个速度传感器，分别记录小车到达A、B时的速率。实验中使用的小车 及拉力传感器总质量约为200g,每个钩码的质量约为50g。 速度传感 拉力传感器 速度传感器 主要实验步骤如下： ①调整长木板的倾斜角度，补偿小车受到的阻力： ②按住小车，读出拉力传感器的读数F, ③释放小车，让小车依次经过A、B两点处的速度传感器，记录速度4和B,并计算出小车加速度； ④增加钩码数量，重复步骤②③，得到多组数据，并作出α-F图像。 (1)步骤①中补偿阻力的具体做法是 A.不挂钩码，逐步调节木板的倾斜程度，使静止的小车开始运动 B.挂上钩码，逐步调节木板的倾斜程度，使小车在木板上保持静止 C.不挂钩码，调节木板到一定的倾斜程度，轻轻推动小车，使小车经过两个速度传感器时速度相同 D.挂上钩码，调节木板到一定的倾斜程度，轻轻推动小车，使小车经过两个速度传感器时速度相同 (2)步骤③中小车加速度a= (请用题中符号表示)。 (3)根据本实验作出的a-F图像最接近 2
2 (2)不需要 (3)A (4)D 解析:(1)补偿阻力时要取下小车前的细绳,垫高平板右端,让小车在平板上能做匀速直线运动,这样小 车重力的下滑分力与阻力抵消。一次补偿完成后,当改变小车的质量时由于重力的下滑分力与阻力 均同比例变化,所以不需另外重新补偿,选项 B 正确,A、C 错误。 (2)弹簧测力计与细绳串联在一起,所以任何情况下弹簧测力计的示数都等于拉力,所以不必满足重物 的质量远小于小车及小车上砝码的总质量。 (3)画出的 a-F 图像不过原点,在纵轴上有截距,即 F=0 时,小车就有了加速度,所以是平板太陡了,补偿 阻力过度,小车的质量和钩码的质量并不影响纵轴上的截距,选项 A 正确。 (4)若作出的 a-m'图像是双曲线,则说明 F 一定时,a与质量成反比。或者若作出的 a- 1 𝑚'图像是过原点 的直线,则说明力一定时,a 与质量成反比,选项 D 正确。 2.如图所示,小明同学利用拉力传感器和速度传感器探究加速度与物体受力的关系。在长木板上相 距为 l 的 A、B 两点各安装一个速度传感器,分别记录小车到达 A、B 时的速率。实验中使用的小车 及拉力传感器总质量约为 200 g,每个钩码的质量约为 50 g。 主要实验步骤如下: ①调整长木板的倾斜角度,补偿小车受到的阻力; ②按住小车,读出拉力传感器的读数 F; ③释放小车,让小车依次经过 A、B 两点处的速度传感器,记录速度 vA 和 vB,并计算出小车加速度 a; ④增加钩码数量,重复步骤②③,得到多组数据,并作出 a-F 图像。 (1)步骤①中补偿阻力的具体做法是 。 A.不挂钩码,逐步调节木板的倾斜程度,使静止的小车开始运动 B.挂上钩码,逐步调节木板的倾斜程度,使小车在木板上保持静止 C.不挂钩码,调节木板到一定的倾斜程度,轻轻推动小车,使小车经过两个速度传感器时速度相同 D.挂上钩码,调节木板到一定的倾斜程度,轻轻推动小车,使小车经过两个速度传感器时速度相同 (2)步骤③中小车加速度 a= (请用题中符号表示)。 (3)根据本实验作出的 a-F 图像最接近
志鸿优化系列丛书 志鸿优化网，永远提供更新的： 丛书主编任志湖。 http://www.zhyh.org /.412 答案1)C(22,4 (3)A 解析)使小车经过两个速度传感器时速度相同，说明小车做匀速直线运动，处于平衡状态，重力沿斜 面向下的分力等于阻力，补偿了阻力，选项C正确。 (②)根据匀变速直线运动的位移与速度公式vg2-v42=2l,可以求出a2 2 (3)已补偿阻力，小车所受拉力由拉力传感器直接测出，加速度和F满足线性关系，由分析得选项A正 确。 3.某实验小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。 带滑轮的长木板 接电源打点计时器 木块纸 滑轮 细 砝码桶 (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.在调节木板倾斜度补偿木块受到的阻力时，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)下图是两位同学根据实验数据画出的图像。 形成图线甲的原因是 形成图线乙的原因是 客案1)AD(2)长木板倾角过大未补偿阻力或补偿阻力不够 解析1)实验中细绳要与长木板保持平行，选项A正确：补偿阻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，这样无法补偿阻力，选项B错误；实验时应先接通打点计时器的电源，再放开 木块，选项C错误：补偿阻力后，改变木块上的砝码的质量后不再需要重新补偿阻力，选项D正确。 心
3 答案:(1)C (2)𝑣𝐵 2 -𝑣𝐴 2 2𝑙 (3)A 解析:(1)使小车经过两个速度传感器时速度相同,说明小车做匀速直线运动,处于平衡状态,重力沿斜 面向下的分力等于阻力,补偿了阻力,选项 C 正确。 (2)根据匀变速直线运动的位移与速度公式𝑣𝐵 2 − 𝑣𝐴 2=2al,可以求出 a= 𝑣𝐵 2 -𝑣𝐴 2 2𝑙 。 (3)已补偿阻力,小车所受拉力由拉力传感器直接测出,加速度和 F 满足线性关系,由分析得选项 A 正 确。 3.某实验小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。 (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.在调节木板倾斜度补偿木块受到的阻力时,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)下图是两位同学根据实验数据画出的图像。 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 未补偿阻力或补偿阻力不够 解析:(1)实验中细绳要与长木板保持平行,选项 A 正确;补偿阻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,这样无法补偿阻力,选项 B 错误;实验时应先接通打点计时器的电源,再放开 木块,选项 C 错误;补偿阻力后,改变木块上的砝码的质量后不再需要重新补偿阻力,选项 D 正确
志鸿优化系列丛书 志鸿优化网，永远提供更新的！ 丛书主编任志河。 http://www.zhyh.org (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,说明未补偿阻力或补偿阻力不够。 4.某同学利用图甲所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度α与钩码的质量m的对应关系 图，如图乙所示。实验中小车（含发射器）的质量为200g,实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑 轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到。回答下列问题： 位移传感器（发射器）位移传感器（接收器） 小车 轨道 宁钩码 甲 ↑a/m·s3 6 3 1 0 50100150200250m/g ) (1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成 (选填线性”或“非线性”关系。 (2)由图乙可知，a-m图线不经过原点，可能的原因是 (3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直 接以钩码所受重力mg作为小车受到的合力，则实验中应采取的改进措施 是 钩码的质量应满足的条件 是 客案1)非线性(2)存在阻力(3)调节轨道的倾斜度以补偿阻力远小于小车的质量 解析)由题图乙可知小车的加速度与钩码的质量成非线性关系。 (2)α-m图线不经过原点，在m轴上有截距，即挂上钩码后小车加速度仍为零，可能的原因是存在阻力。 (3)本实验直接以钩码所受重力g作为小车受到的合力，则应采取的措施是调节轨道的倾斜度以补 偿阻力，钩码的质量应满足的条件是远小于小车的质量。 5.探究加速度与力、质量的关系的实验装置如图甲所示。 A
4 (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,说明未补偿阻力或补偿阻力不够。 4.某同学利用图甲所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度 a 与钩码的质量 m 的对应关系 图,如图乙所示。实验中小车(含发射器)的质量为 200 g,实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑 轮,小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到。回答下列问题: 甲 乙 (1)根据该同学的结果,小车的加速度与钩码的质量成 (选填“线性”或“非线性”)关系。 (2)由图乙可知,a-m 图线不经过原点,可能的原因是 。 (3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下,小车的加速度与作用力成正比”的结论,并直 接以钩码所受重力 mg 作为小车受到的合力,则实验中应采取的改进措施 是 ,钩码的质量应满足的条件 是 。 答案:(1)非线性 (2)存在阻力 (3)调节轨道的倾斜度以补偿阻力 远小于小车的质量 解析:(1)由题图乙可知小车的加速度与钩码的质量成非线性关系。 (2)a-m 图线不经过原点,在 m 轴上有截距,即挂上钩码后小车加速度仍为零,可能的原因是存在阻力。 (3)本实验直接以钩码所受重力 mg 作为小车受到的合力,则应采取的措施是调节轨道的倾斜度以补 偿阻力,钩码的质量应满足的条件是远小于小车的质量。 5.探究加速度与力、质量的关系的实验装置如图甲所示
志鸿优化系列丛书 志鸿优化网，永远提供更新的： 丛书主编任志湖。 http://www.zhyh.org 小车打点计时器 砝码 砝码盘 3.52 3.68 3.84 (单位：cm) (1)在补偿小车与长木板之间阻力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示。计时器打点的时间间隔为 0.02s,从比较清晰的点起，每5个点取1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/s。 (2)补偿阻力后，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1个砝码添加到 砝码盘中，测量小车的加速度。小车的加速度α与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表所示。 砝码盘中砝码总重力FN 0.196 0.392 0.588 0.784 0.980 加速度aMms2) 0.69 1.18 1.66 2.18 2.70 请根据实验数据在如图所示坐标系中作出α-F的关系图像。 ↑a/ms2 出FN (3)根据提供的实验数据作出的α-F图线不通过原点，主要原因是 客案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)由题意可知计数点间的时间间隔T-5T0-0.1s。 由题图乙可知△r=0.16cm=1.6×103m,由△r=a2可得a=0.16m/s2。 (2)a-F图线如图所示。 ↑a/(ms2) 3. 2.0 1.5 1.0 0.5 00.20.40.60.81.01.2 5
5 (1)在补偿小车与长木板之间阻力的过程中,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 1 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)补偿阻力后,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 1 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 的实验数据如下表所示。 砝码盘中砝码总重力 F/N 0.196 0.392 0.588 0.784 0.980 加速度 a/(m·s -2 ) 0.69 1.18 1.66 2.18 2.70 请根据实验数据在如图所示坐标系中作出 a-F 的关系图像。 (3)根据提供的实验数据作出的 a-F 图线不通过原点,主要原因是 。 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)由题意可知计数点间的时间间隔 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)a-F 图线如图所示
志鸿优化系列丛书 志鸿优化网，永远提供更新的： 丛书主编任志湖。 http://www.zhyh.org (3)补偿小车与长木板之间的阻力后，α-F图像仍不通过原点，是由于在计算F时忘记加入砝码盘的重 力，使作出的图像向左平移。 6
6 (3)补偿小车与长木板之间的阻力后,a-F 图像仍不通过原点,是由于在计算 F 时忘记加入砝码盘的重 力,使作出的图像向左平移