《4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系》课时作业（含答案解析）

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1、2实验：探究加速度与力、质量的关系一、选择题(13为单项选择题)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2如图2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

2、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()图2A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3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()二、非选择题4用图3甲所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系图3(1)完成平衡摩擦力的相关内容：取下砂桶，把木板不带滑轮的一端垫高；接通打点计时器电源，轻推小车，让小车拖着纸带运动如果打出的纸带如图乙所示，则应_(填“增大”“减小”或“不改变”)木板的倾角，反复调节，直

3、到纸带上打出_的点迹为止(2)某同学实验时得到如图丙所示的aF图象(砂和砂桶总质量远小于小车质量)，则该同学探究的是：在小车质量一定的条件下，_成正比(3)上题中若砂和砂桶总质量过大，不能远小于小车质量，则可能会出现下列图象中的()5某实验小组利用小车、一端带有滑轮的导轨、打点计时器和几个已知质量的小钩码探究加速度与力的关系，实验装置如图4甲所示图4(1)图乙是实验中得到的一条纸带，图中打相邻两计数点的时间间隔为0.1 s，由图中的数据可得小车的加速度a为_ m/s2.(2)该实验小组以测得的加速度a为纵轴，所挂钩码的总重力F为横轴，作出的图象如丙图中图线1所示，发现图线不过原点，怀疑在测量力

4、时不准确，他们将实验进行了改装，将一个力传感器安装在小车上，直接测量细线拉小车的力F，作aF图如丙图中图线2所示，则图线不过原点的原因是_，对于图象上相同的力，用传感器测得的加速度偏大，其原因是_；(3)该实验小组在正确操作实验后，再以测得的加速度a为纵轴，所挂钩码的总重力F和传感器测得的F为横轴作图象，要使两个图线基本重合，请你设计一个操作方案：_.6如图5所示为用拉力传感器(能测量拉力的仪器)和速度传感器(能测量瞬时速度的仪器)探究“加速度与物体受力的关系”的实验装置用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，在长木板上相距L48.0 cm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

5、的速率图5(1)实验主要步骤如下：将拉力传感器固定在小车上平衡摩擦力，让小车在不受拉力时做_运动把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；为保证细线的拉力不变，必须调节滑轮的高度使_接通电源后自C点释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB.改变所挂钩码的数量，重复的操作(2)下表中记录了实验测得的几组数据，vv是两个速度传感器记录速度的平方差，则加速度的表达式a_，请将表中第4次的实验数据填写完整(结果保留三位有效数字).次数F/Nvv/(m2s2)a/(ms2)10.600.770.8021.041.611.6831.422

6、.342.4442.624.6553.005.495.72(3)由表中数据，在图6坐标纸上作出aF关系图线图6(4)对比实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已画出理论图线)，造成上述偏差的原因除了拉力传感器读数可能偏大外，还可能是_.答案精析1D2.D3.B4(1)减小间隔相等(2)小车的加速度与所受拉力(3)B解析(1)由图乙所示纸带可知，小车在运动过程中在相等时间内的位移越来越大，小车做加速运动，平衡摩擦力太过，木板倾角太大，应减小木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹间隔相等为止(2)由图丙可知，纵轴表示加速度，横轴表示力，探究的是加速度与力的关系，应控制小车质量不变，由图象可知：

7、在小车质量一定的条件下，小车的加速度与所受的拉力成正比(3)若砂和砂桶总质量过大，不能远小于小车质量，小车加速度与力不成正比，aF图象不是直线，aF图象向下弯曲，由图象可知，会出现B所示情况5(1)0.195(2)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足钩码的质量未远小于小车的质量(3)将n个钩码都放在小车上，每次从小车上取一个钩码挂在细线上，其余钩码留在小车上随小车一起运动解析(1)根据xaT2，运用逐差法得：a m/s20.195 m/s2.(2)由图线可知，F不等于零时，a仍然为零，可知图线不过原点的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足力传感器可以直接得出绳子拉力的大小，用钩码的重力表示绳子的拉力，必

8、须满足钩码的质量远小于小车的质量，否则绳子的拉力实际上小于钩码的重力所以对于图线上相同的力，用传感器测得的加速度偏大，原因是钩码的质量未远小于小车的质量(3)要使两个图线基本重合，只要满足钩码的质量远小于小车的质量即可6(1)匀速直线细线与长木板平行(2)4.84(3)见解析图(4)没有完全平衡摩擦力解析(1)平衡摩擦力完成的依据是小车在不受拉力作用时恰好做匀速直线运动为保证细线的拉力不变，细线必须与长木板平行(2)由匀变速直线运动速度与时间的关系vv2aL可得，a.将vv4.65 m2/s2，L0.48 m代入后可得a4.84 m/s2.(3)如图所示(4)由作出的aF图象可知，当拉力F已经大于0时，小车的加速度仍然为0，故可能的原因是没有完全平衡摩擦力