物理PAGE1物理第15講探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系模塊一思維導(dǎo)圖串知識模塊二基礎(chǔ)知識全梳理（吃透教材）模塊三教材習(xí)題學(xué)解題模塊四核心考點精準(zhǔn)練模塊五小試牛刀過關(guān)測1.經(jīng)歷探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的設(shè)計過程，感情悟控制變量法、圖像法等科學(xué)研究方法的應(yīng)用能夠依據(jù)要求設(shè)計實驗，學(xué)會選擇合理的實驗方案進行實驗探究；2.經(jīng)歷用圖像處理數(shù)據(jù)的過程，從圖像中發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，培養(yǎng)收集信息，獲取證據(jù)的能力；3.經(jīng)歷實驗操作和測量的過程，知道運用阻力補償法，減小系統(tǒng)誤差等操作方法。1．實驗思路探究方法——(1)探究加速度與力的關(guān)系：保持不變，通過改變槽碼的個數(shù)改變。(2)探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系：保持不變，通過在小車上增加重物改變。2．物理量的測量本實驗要測量的物理量有三個：、和。(1)質(zhì)量的測量：可以用測量質(zhì)量。為了改變小車的質(zhì)量，可以在小車中增減的數(shù)量。(2)加速度的測量方法1：小車做初速度為0的勻加速直線運動，用刻度尺測量小車移動的，并用測量發(fā)生這段位移所用的時間t，然后由a＝計算出加速度a。方法2：將打點計時器的紙帶連在小車上，根據(jù)紙帶上打出的點來測量加速度(參考第一章的實驗方法)。方法3：本實驗探究的是加速度與其他物理量之間的比例關(guān)系，因此也可以不測量加速度的具體數(shù)值，只測量不同情況下物體的比值即可。如果兩個做初速度為0的勻加速直線運動的物體的運動時間t相等，那么它們的位移之比就等于加速度之比，即＝eq\f(a1,a2)，這樣，測量加速度就轉(zhuǎn)換成測量了。(3)力的測量：一個單獨的力的作用效果與跟它大小、方向都相同的合力的作用效果是相同的。因此，實驗中作用力F的含義可以是物體所受的。參考案例1：用阻力補償法探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗裝置如圖甲所示。把木板的一側(cè)，以補償打點計時器對小車的阻力及其他阻力。調(diào)節(jié)木板的，使小車在不受牽引時能拖動紙帶沿木板勻速運動。將槽碼、小車、打點計時器、紙帶安裝好。通過改變的個數(shù)可以成倍地改變小車所受的拉力，與此相對應(yīng)，處理紙帶上打出的點來測量加速度。保持小車受的拉力不變，通過增減小車中的重物改變小車的質(zhì)量。處理紙帶上打出的點來測量加速度。參考案例2：通過位移之比測量加速度之比將兩輛相同的小車放在水平木板上，前端各系一條細(xì)線，線的另一端跨過定滑輪各掛一個小盤，盤中可以放不同的重物。把木板一端墊高，參考案例1的方法補償?shù)挠绊憽尚≤嚭蠖烁飨狄粭l細(xì)線，用一個物體，例如黑板擦，把兩條細(xì)線同時按壓在上(圖乙)。抬起黑板擦，兩小車同時開始，按下黑板擦，兩小車同時。用測出兩小車移動的位移x1、x2。由于兩小車運動時間t相同，從它們的位移之比就可以得出加速度之比。在盤中重物相同的情況下，通過增減小車中的重物改變小車的質(zhì)量。注意：(1)以上兩個案例中，補償阻力只需進行次；(2)每次實驗細(xì)線一端所掛重物的質(zhì)量須小車的質(zhì)量。3．進行實驗調(diào)試實驗裝置進行實驗。加速度與力的關(guān)系設(shè)計表格，把測得的同一個小車在不同拉力F作用下的加速度a填在表1中。表1小車質(zhì)量一定拉力F加速度a加速度與質(zhì)量的關(guān)系設(shè)計表格，把測得的不同質(zhì)量的小車在相同拉力作用下的加速度a填在表2中表2小車所受的拉力一定質(zhì)量m加速度a4．?dāng)?shù)據(jù)分析、得出結(jié)論(1)探究加速度與力的關(guān)系：作出圖像，得到一條過原點的直線，可知a與F成。(2)探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系：作出圖像，得到一條過原點的直線，可知a與m成?！緟⒖即鸢浮?．實驗思路控制變量法(1)小車質(zhì)量、小車所受的拉力(2)小車所受的拉力、小車的質(zhì)量。2．物理量的測量物體的質(zhì)量、物體所受的作用力、物體運動的加速度(1)天平測、砝碼(2)加速度的測量位移x、秒表、eq\f(2x,t2)、加速度、eq\f(x1,x2)＝eq\f(a1,a2)、位移(3)合力參考案例1：用阻力補償法探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系墊高、傾斜度、槽碼參考案例2：通過位移之比測量加速度之比阻力、木板、運動、停下來、刻度尺注意：(1)一、遠小于4．?dāng)?shù)據(jù)分析、得出結(jié)論(1)aF、正比(2)aeq\f(1,m)、反比教材習(xí)題01某同學(xué)在做“探究加速度與力的關(guān)系”和“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”實驗時，把兩個實驗的數(shù)據(jù)都記錄在表1中。數(shù)據(jù)是按加速度的大小排列的，兩個實驗的數(shù)據(jù)混在一起，而且有兩個加速度數(shù)據(jù)模糊不清（表1中空格）。請你把這些數(shù)據(jù)分拆填入表2和表3中，如果模糊的加速度數(shù)據(jù)是正確的，其數(shù)值應(yīng)該是多少？請?zhí)钤诒?中。表1

實驗記錄F/Nm/kga/（m·s2）0.290.860.340.140.360.390.290.610.480.190.360.530.240.360.290.410.710.290.360.810.290.310.340.360.94表2探究加速度與力的關(guān)系（條件：

）表3探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系（條件：

）解題方法利用控制變量法進行實驗【答案】0.67m/s2，0.94m/s2；表2探究加速度與力的關(guān)系（條件：0.36kg）0.140.190.240.290.340.390.530.670.810.94在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，應(yīng)保證力不變，由表1可知，F(xiàn)=0.29N，故表3中所填數(shù)據(jù)如下表3探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系（條件：0.29N）0.860.610.410.360.310.340.480.710.810.94教材習(xí)題02某同學(xué)用圖所示的實驗裝置探究小車的加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系。所用交變電流的頻率為50。(1)圖是他某次實驗得到的紙帶，兩計數(shù)點間有四個點未畫出，部分實驗數(shù)據(jù)如圖所示。求小車的加速度是。(2)保持小車所受的拉力不變，改變小車質(zhì)量m，分別測得不同質(zhì)量時小車加速度a的數(shù)據(jù)如表所示。表實驗記錄次數(shù)12345678質(zhì)量0.250.290.330.400.500.711.001.67加速度0.6180.5570.4820.4030.3170.2350.1520.086質(zhì)量倒數(shù)4.003.453.032.502.001.411.000.60請在圖的坐標(biāo)紙中做出圖像。根據(jù)圖像可以得到實驗結(jié)論是？解題方法利用控制變量法進行實驗、數(shù)據(jù)處理，用圖像法得出結(jié)論?！敬鸢浮浚Σ蛔?，物體的加速度和質(zhì)量成反比考向一：實驗原理和方法【例1】在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，滲透了研究問題的多種科學(xué)方法。(以下各題均選填“理想實驗法”“圖像法”“阻力補償法”“化曲為直法”“控制變量法”或“近似法”)(1)對阻力的處理：________________。(2)實驗設(shè)計思路：________________。(3)對小車所受合力的簡化：________，即當(dāng)小車質(zhì)量M車?m槽時，細(xì)繩對小車的拉力大小近似等于所掛槽碼的重力m槽g。(4)實驗數(shù)據(jù)處理的科學(xué)方法：________。(5)由aM車圖像轉(zhuǎn)化為aeq\f(1,M車)圖像，所用的科學(xué)方法：________?？枷蚨簩嶒灢僮骷白⒁馐马棥纠?】在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，某組同學(xué)用如圖所示裝置，采用控制變量的方法，來研究小車質(zhì)量不變的情況下，小車的加速度與小車受到的力的關(guān)系，下列措施中正確的是()①首先要補償阻力，使小車受到的合力就是細(xì)繩對小車的拉力②補償阻力的方法就是在砂桶中添加砂子，使小車能勻速運動③每次改變拉小車的拉力后，都需要重新補償阻力④實驗中通過在砂桶中增加砂子來改變小車受到的拉力⑤實驗中應(yīng)先放開小車，然后再接通打點計時器的電源⑥實驗中牽引小車的繩子應(yīng)跟平板平行A．①④⑤ B．②③⑥C．①③⑥ D．①④⑥考向三：實驗數(shù)據(jù)處理及誤差分析【例3】某同學(xué)設(shè)計了一個“探究加速度a與物體所受合力F及物體質(zhì)量m的關(guān)系”的實驗，如圖甲所示為實驗裝置簡圖(交流電源的頻率為50Hz)。(1)如圖乙所示為某次實驗得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為________m/s2。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(2)保持沙和沙桶的質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別得到小車加速度a與質(zhì)量m及對應(yīng)的eq\f(1,m)，數(shù)據(jù)如下表。序號12345678小車加速度a/(m·s－2)1.901.721.491.251.000.750.500.30小車質(zhì)量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67eq\f(1,m)/kg－14.003.453.032.502.001.411.000.60請在圖丙所示的坐標(biāo)紙中畫出aeq\f(1,m)圖線，由圖線可得小車的加速度a與質(zhì)量的倒數(shù)eq\f(1,m)之間的關(guān)系式為________。(3)保持小車的質(zhì)量不變，改變沙和沙桶的質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a隨合力F變化的圖線，如圖丁所示。該圖線不通過原點，其主要原因是____________________________?？枷蛩模簩嶒瀯?chuàng)新【例4】為了探究加速度與力的關(guān)系，使用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進行實驗。其中G1、G2為兩個光電門，它們與數(shù)字計時器相連，當(dāng)滑行器通過G1、G2光電門時，光束被遮擋的時間Δt1、Δt2都可以被測量并記錄?；衅鬟B同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為M，擋光片寬度為D，光電門間距離為x，牽引砝碼的質(zhì)量為m?；卮鹣铝袉栴}。(1)實驗開始時，應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平，在不增加其他儀器的情況下，判定調(diào)節(jié)是否到位的方法是_____________________________________。(2)若取M＝0.4kg，改變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＝5g B．m2＝15gC．m3＝40g D．m4＝400g(3)在此實驗中，需要測得每一個牽引力對應(yīng)的加速度，其中求得的加速度的表達式為a＝__________________(用Δt1、Δt2、D、x表示)。一、單選題1．用圖示裝置做“探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗，下列操作中正確的是（）A．電火花打點計時器選用4~6V交流電源B．平衡摩擦力時將砝碼盤通過細(xì)線掛在小車上C．實驗中，釋放小車與接通打點計時器需同時進行D．實驗中改變小車的質(zhì)量后，不需要重新平衡摩擦力2．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，某研究小組利用如圖1所示實驗裝置，在滿足所掛鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量的前提下，進行實驗數(shù)據(jù)測量、計算和分析。根據(jù)測量數(shù)據(jù)，作出小車的加速度隨細(xì)線拉力變化的圖線，如圖2所示。你認(rèn)為在實驗過程中可能存在的問題是（

）A．先釋放小車，后接通電源B．補償阻力時木板右端墊得不夠高C．先接通電源，后釋放小車D．電源電壓過高造成小車加速度測量值偏大3．某學(xué)習(xí)小組用如圖所示的裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，下列操作正確的是（）A．固定打點計時器時應(yīng)調(diào)節(jié)圖中PB．打點計時器通過Q與電源相連C．當(dāng)細(xì)繩與木板不平行時應(yīng)調(diào)節(jié)圖中R使細(xì)繩與木板平行D．阻力補償時應(yīng)調(diào)節(jié)圖中S使小車能勻速下滑4．小米同學(xué)用如圖所示裝置探究物體的加速度與力的關(guān)系。下列操作中，是為了保證“細(xì)線下端懸掛鉤碼的重力可視為小車受到的合力”這一條件的是（）

A．實驗前應(yīng)調(diào)節(jié)定滑輪高度，使定滑輪和小車間的細(xì)線與木板平行B．小車的質(zhì)量應(yīng)遠小于鉤碼的質(zhì)量C．實驗前應(yīng)將木板遠離打點器的一端適當(dāng)墊高，以平衡摩擦力D．實驗時，應(yīng)先接通打點計時器電源，后釋放小車5．“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置如圖所示，下列說法正確的是（）A．每次改變小車質(zhì)量時，應(yīng)重新平衡摩擦力B．實驗時應(yīng)先釋放小車后接通電源C．本實驗砝碼及砝碼盤B的質(zhì)量應(yīng)遠大于小車A的質(zhì)量D．在用圖像探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，應(yīng)作圖像6．某同學(xué)將長木板右端適當(dāng)墊高，其目是為了平衡摩擦力。但他把長木板的右端墊得過高，使得傾角過大。用a表示小車的加速度，F(xiàn)表示細(xì)線作用于小車的拉力。則他繪出的關(guān)系圖像是（）A． B．C． D．7．在驗證牛頓第二定律的實驗中，用改變砂的質(zhì)量的辦法來改變對小車的作用力，用打點計時器測出小車的加速度，得出若干組和的數(shù)據(jù)。然后根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出如圖所示的圖線，發(fā)現(xiàn)圖線既不過原點，又不是直線，原因是（）A．平衡摩擦力時，所墊木板太低，且小車質(zhì)量較大B．平衡摩擦力時，所墊木板太低，且砂和小桶的質(zhì)量較大C．平衡摩擦力時，所墊木板太高，且小車質(zhì)量較大D．平衡摩擦力時，所墊木板太高，且砂和小桶的質(zhì)量較大8．利用圖甲所示裝置“探究加速度與物體受力的關(guān)系”，已知小車的質(zhì)量為M，砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量為m，打點計時器所接的交流電頻率為50Hz，實驗步驟如下：①按圖甲所示安裝實驗裝置，其中跨過動滑輪的兩側(cè)細(xì)線及彈簧測力計沿豎直方向；②調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車（未連細(xì)線）能沿長木板向下勻速運動；③掛上砝碼盤，接通電源后再釋放小車，由紙帶求出小車的加速度；④改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟③，求得小車在不同外力作用下的加速度。對于上述實驗，下列說法中正確的是（）

A．小車的加速度與砝碼盤的加速度大小相等B．彈簧測力計的示數(shù)為小車所受合外力的大小C．實驗過程中砝碼處于超重狀態(tài)D．砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量應(yīng)遠小于小車的質(zhì)量二、多選題9．在“探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，下列對圖片中存在問題糾正的說法正確的是（）A．圖中，打點計時器、小車安裝完全正確B．圖中，轉(zhuǎn)動旋鈕，取交流電壓等于8VC．圖中，應(yīng)調(diào)節(jié)紙帶使其位于軌道中軸線上，讓紙帶穿過兩個限位孔且紙帶處于復(fù)寫紙放的下面D．讓小車的運動趨近于勻速運動，砂和桶的重力才近似等于繩的拉力10．甲、乙、丙、丁四位同學(xué)在做探究加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系和加速度與合力的關(guān)系的實驗時，使用圖所示的裝置，設(shè)小車和車上砝碼（圖中未畫出）的總質(zhì)量為，小盤及盤中砝碼的總質(zhì)量為，分別得出如圖（a）、（b）、（c）、（d）四個圖像，其中圖（a）、（b）、（c）是圖像，圖（d）是圖像，則下列說法正確的是（

）（a）（b）（c）（d）A．甲和乙較好地把握了實驗條件：遠大于B．丙和丁沒有把握好實驗條件：遠大于C．長木板的傾角太小時，得到（a）圖，長木板的傾角太大時，得到（b）圖D．甲、乙、丙三位同學(xué)中，丙同學(xué)較好地完成了平衡摩擦力的操作三、實驗題11．某實驗小組用如圖1所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。用托盤和砝碼的總重力充當(dāng)滑塊的合力，圖中打點計時器的頻率為50Hz。(1)關(guān)于該實驗，下列說法正確的是。（填選項前的字母）A．在如圖1所示的裝置中，調(diào)整墊塊的位置，在掛托盤（及砝碼）的情況下使滑塊恰好做勻速直線運動，以補償滑塊所受的阻力B．每次改變滑塊的質(zhì)量時，都需要重新補償滑塊所受的阻力C．本實驗中托盤和砝碼的總質(zhì)量m應(yīng)遠遠小于滑塊的質(zhì)量MD．實驗時，應(yīng)先釋放滑塊，再接通打點計時器的電源(2)某次實驗過程中，打出的一條清晰的紙帶如圖2所示，圖中A、B、C、D、E、F是計數(shù)點，相鄰兩個計數(shù)點之間有4個計時點沒有畫出，甲同學(xué)只測量了AB、DF之間的距離，請根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)推測，滑塊的加速度大小a=m/s2，打下點C時滑塊運動的瞬時速度大小vC=m/s。（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）(3)乙、丙兩位同學(xué)把所掛托盤和砝碼的總重力記為F，通過多次改變F的大小，得到多條打點的紙帶，利用紙帶求出不同F(xiàn)下對應(yīng)的滑塊的加速度大小a，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出a-F關(guān)系圖像如圖3中的①、②所示，下列說法正確的是。（填選項前的字母）A．圖線①不過原點可能是沒有補償滑塊所受的阻力B．圖線②不過原點可能是在補償滑塊所受的阻力時長木板的傾角過大C．兩條圖線的斜率均表示在實驗中所用滑塊的質(zhì)量D．實驗中，乙同學(xué)所用滑塊的質(zhì)量比丙同學(xué)的小12．研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲用補償法探究小車質(zhì)量不變時，其加速度與力的關(guān)系，在實驗室設(shè)計了一套如圖1所示的裝置，由于實驗室的槽碼不足，于是該同學(xué)想到了墊片、回形針，如圖2所示。墊片掛在回形針上面，回形針綁在細(xì)線的下端，細(xì)線上端通過定滑輪連接小車。(1)若取車子的質(zhì)量是，改變墊片個數(shù)，進行多次實驗，以下一個墊片取值最合適的是______。A． B． C．(2)已知交流電源的頻率為，某次實驗得到的紙帶如圖3所示，圖中A、B、C、D為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有4個點未畫出，測得AB間為4.60cm、BC數(shù)據(jù)模糊不清、CD為6.40cm。由該紙帶可求得小車的加速度。（保留2位有效數(shù)字）(3)若該同學(xué)正確補償了摩擦力后，實驗操作規(guī)范、數(shù)據(jù)計算正確，由于回形針存在質(zhì)量，導(dǎo)致小車的加速度與合力（墊片的重力近似為合力）圖像可能不過原點，上圖4中最有可能的圖線是（甲或乙）13．某實驗小組利用如圖所示的實驗裝置來探究當(dāng)合外力一定時，物體運動的加速度與其質(zhì)量之間的關(guān)系。(1)實驗前用刻度尺測出兩個光電門中心之間的距離s，并測得遮光條的寬度d。該實驗小組在做實驗時，將滑塊從如圖所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器可以讀出遮光條通過光電門1的時間Δt1，遮光條通過光電門2的時間Δt2，則滑塊經(jīng)過光電門1時的瞬時速度的表達式v1=，滑塊經(jīng)過光電門2時的瞬時速度的表達式v2=，則滑塊的加速度的表達式a=。（以上表達式均用直接測量的物理量的字母表示）(2)在本次實驗中，實驗小組通過改變滑塊質(zhì)量做了6組實驗，得到如下表所示的實驗數(shù)據(jù)。實驗次數(shù)123456質(zhì)量m/g250300350400500800加速度a/（m·s-2）2.021.651.431.251.000.63通過計算分析上表數(shù)據(jù)后，得出的結(jié)論是在合外力不變的情況下，物體運動的加速度跟物體的質(zhì)量成反比，如果想通過圖像法進一步確認(rèn)自己的結(jié)論，須建立（選填“a-m”或“a-”）坐標(biāo)系，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描點作圖，如果圖線是一條，就可確認(rèn)上述結(jié)論。14．為探究質(zhì)量一定時物體的加速度與力的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的實驗裝置。(1)關(guān)于實驗的操作，下列說法正確的是（填標(biāo)號）。A．應(yīng)將長木板右端墊高，以平衡摩擦阻力B．打點計時器應(yīng)連接直流電源C．使小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄力傳感器的示數(shù)D．實驗中一定要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量(2)該同學(xué)在實驗中得到如圖乙所示的一條紙帶，相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，已知打點計時器的打點頻率為50Hz，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為m/s2（保留2位有效數(shù)字）。(3)該同學(xué)以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo)、小車的加速度大小a為縱坐標(biāo)作出a-F圖像如圖丙所示，已知固定在小車上的滑輪的質(zhì)量為，測得圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量M為（用題中已知物理量的字母表示）；圖像未過坐標(biāo)原點的原因是。15．小李同學(xué)利用如圖所示實驗裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。該裝置中，遮光條寬度為，記錄經(jīng)過光電門1和光電門2的時間分別為，小車從光電門1運動到光電門2的時間為。調(diào)節(jié)定滑輪高度，使細(xì)線平行于氣墊導(dǎo)軌，通過調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下的螺母，使氣墊導(dǎo)軌水平。(1)探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時，要進行槽碼總質(zhì)量和小車質(zhì)量的選取，以下最合理的一組是________。A．B．C．D．(2)在探究加速度與合外力關(guān)系時，通過運動學(xué)公式計算出滑塊的加速度（用已知字母表示）。若在上圖所示裝置的槽碼上方，增加一個力傳感器，改變槽碼質(zhì)量，則圖中所示的四個圖像中能正確反映加速度與傳感器的示數(shù)之間規(guī)律的是。A．B．

C．

D．(3)小李同學(xué)又設(shè)計了如下實驗方案：共有個槽碼，每個槽碼質(zhì)量為，槽碼盤的質(zhì)量為，小車的質(zhì)量為，重力加速度為。初始時，所有槽碼都在小車上，后續(xù)每做完一組實驗，都將一個槽碼從小車轉(zhuǎn)移到槽碼盤中。該實驗方案是控制變量法，控制小車和、的總質(zhì)量保持不變。當(dāng)槽碼盤中有個槽碼時，小車的加速度（用表示）。16．某學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌、位移傳感器和滑塊等器材做驗證牛頓第二定律的實驗（如圖甲）。首先將位移傳感器固定在氣墊導(dǎo)軌左端，把氣墊導(dǎo)軌右端墊起一定高度，測量氣墊導(dǎo)軌的長度L和右端墊起的高度H；將質(zhì)量為M的滑塊從氣墊導(dǎo)軌頂端由靜止釋放，傳感器采集數(shù)據(jù)，經(jīng)計算機處理后得到滑塊的位移與時間的比值隨時間t變化的圖像。(1)某次實驗得到的圖線如圖乙所示，從圖線可得滑塊下滑的加速度大?。ńY(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。(2)此裝置還可用來測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭，實驗時保持滑塊從氣墊導(dǎo)軌頂端靜止釋放，通過改變H的大小，測出對應(yīng)的加速度a，然后做出圖像，圖像中的圖線是一條傾斜的直線，為求出重力加速度g需要從圖像中找出。A．圖線與a軸截距

B．圖線與H軸截距C．圖線的斜率k

D．圖線與H軸所夾面積S則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋ㄓ妙}中和選項中給出的字母表示）。(3)換用質(zhì)量M不同的滑塊，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌右端墊起的高度H，保持（用M、H表示）不變時，可驗證力一定時，加速度與滑塊的質(zhì)量成反比。17．某實驗小組同時測量A、B兩個箱子質(zhì)量的裝置圖如圖甲所示，其中D為鐵架臺，E為固定在鐵架臺上的輕質(zhì)滑輪（質(zhì)量和摩擦可忽略不計），F(xiàn)為光電門，C為固定在A上、寬度為d的細(xì)遮光條（質(zhì)量不計），另外，該實驗小組還準(zhǔn)備了刻度尺和一套總質(zhì)量的砝碼。（1）在鐵架臺上標(biāo)記一位置O，并測得該位置與光電門F之間的距離為h。取出質(zhì)量為m的祛碼放在A箱子中，剩余砝碼全部放在B箱子中，讓A從位置O由靜止開始下降，測得遮光條通過光電門的時間為，根據(jù)所測數(shù)據(jù)計算A下落到F處的速度大小，下落過程中的加速度大?。ㄓ胐、、h表示）。（2）改變m，測得相應(yīng)遮光條通過光電門的時間，算出加速度a，得到多組m與a的數(shù)據(jù)，作出圖像如圖乙所示，可得A的質(zhì)量。（取重力加速度大小，計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）18．“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗裝置如圖甲所示，細(xì)繩一端與力傳感器相連，另一端與砂桶相連，細(xì)繩與長木板平行，小車的質(zhì)量為，砂和砂桶的總質(zhì)量為，固定在小車前端的滑輪的質(zhì)量為，打點計時器所接交流電源的頻率為，力傳感器可測出輕繩中的拉力大小。（1）實驗時，（填“需要”或"不需要”）平衡小車受到的阻力；（填“需要”或“不需要”）滿足“小車和滑輪總質(zhì)量遠大于砂和砂桶的總質(zhì)量”這一條件。（2）將小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，得到一條紙帶如圖乙，從O點開始每隔4個點取一個計數(shù)點，分別標(biāo)記為O、A、B、C、D，小車的加速度大小為（結(jié)果保留2位有效數(shù)字），同時記錄力傳感器的示數(shù)。（3）某同學(xué)在正確操作實驗后以加速度為縱坐標(biāo)，力傳感器的示數(shù)為橫坐標(biāo)，畫出的圖像是一條直線，如圖丙所示，圖像的斜率為，則小車的質(zhì)量。A．

B．

C．

D．第5講實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系模塊一思維導(dǎo)圖串知識模塊二基礎(chǔ)知識全梳理（吃透教材）模塊三教材習(xí)題學(xué)解題模塊四核心考點精準(zhǔn)練模塊五小試牛刀過關(guān)測1.經(jīng)歷探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的設(shè)計過程，感情悟控制變量法、圖像法等科學(xué)研究方法的應(yīng)用能夠依據(jù)要求設(shè)計實驗，學(xué)會選擇合理的實驗方案進行實驗探究；2.經(jīng)歷用圖像處理數(shù)據(jù)的過程，從圖像中發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，培養(yǎng)收集信息，獲取證據(jù)的能力；3.經(jīng)歷實驗操作和測量的過程，知道運用阻力補償法，減小系統(tǒng)誤差等操作方法。1．實驗思路探究方法——(1)探究加速度與力的關(guān)系：保持不變，通過改變槽碼的個數(shù)改變。(2)探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系：保持不變，通過在小車上增加重物改變。2．物理量的測量本實驗要測量的物理量有三個：、和。(1)質(zhì)量的測量：可以用測量質(zhì)量。為了改變小車的質(zhì)量，可以在小車中增減的數(shù)量。(2)加速度的測量方法1：小車做初速度為0的勻加速直線運動，用刻度尺測量小車移動的，并用測量發(fā)生這段位移所用的時間t，然后由a＝計算出加速度a。方法2：將打點計時器的紙帶連在小車上，根據(jù)紙帶上打出的點來測量加速度(參考第一章的實驗方法)。方法3：本實驗探究的是加速度與其他物理量之間的比例關(guān)系，因此也可以不測量加速度的具體數(shù)值，只測量不同情況下物體的比值即可。如果兩個做初速度為0的勻加速直線運動的物體的運動時間t相等，那么它們的位移之比就等于加速度之比，即＝eq\f(a1,a2)，這樣，測量加速度就轉(zhuǎn)換成測量了。(3)力的測量：一個單獨的力的作用效果與跟它大小、方向都相同的合力的作用效果是相同的。因此，實驗中作用力F的含義可以是物體所受的。參考案例1：用阻力補償法探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗裝置如圖甲所示。把木板的一側(cè)，以補償打點計時器對小車的阻力及其他阻力。調(diào)節(jié)木板的，使小車在不受牽引時能拖動紙帶沿木板勻速運動。將槽碼、小車、打點計時器、紙帶安裝好。通過改變的個數(shù)可以成倍地改變小車所受的拉力，與此相對應(yīng)，處理紙帶上打出的點來測量加速度。保持小車受的拉力不變，通過增減小車中的重物改變小車的質(zhì)量。處理紙帶上打出的點來測量加速度。參考案例2：通過位移之比測量加速度之比將兩輛相同的小車放在水平木板上，前端各系一條細(xì)線，線的另一端跨過定滑輪各掛一個小盤，盤中可以放不同的重物。把木板一端墊高，參考案例1的方法補償?shù)挠绊?。兩小車后端各系一條細(xì)線，用一個物體，例如黑板擦，把兩條細(xì)線同時按壓在上(圖乙)。抬起黑板擦，兩小車同時開始，按下黑板擦，兩小車同時。用測出兩小車移動的位移x1、x2。由于兩小車運動時間t相同，從它們的位移之比就可以得出加速度之比。在盤中重物相同的情況下，通過增減小車中的重物改變小車的質(zhì)量。注意：(1)以上兩個案例中，補償阻力只需進行次；(2)每次實驗細(xì)線一端所掛重物的質(zhì)量須小車的質(zhì)量。3．進行實驗調(diào)試實驗裝置進行實驗。加速度與力的關(guān)系設(shè)計表格，把測得的同一個小車在不同拉力F作用下的加速度a填在表1中。表1小車質(zhì)量一定拉力F加速度a加速度與質(zhì)量的關(guān)系設(shè)計表格，把測得的不同質(zhì)量的小車在相同拉力作用下的加速度a填在表2中表2小車所受的拉力一定質(zhì)量m加速度a4．?dāng)?shù)據(jù)分析、得出結(jié)論(1)探究加速度與力的關(guān)系：作出圖像，得到一條過原點的直線，可知a與F成。(2)探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系：作出圖像，得到一條過原點的直線，可知a與m成?！緟⒖即鸢浮?．實驗思路控制變量法(1)小車質(zhì)量、小車所受的拉力(2)小車所受的拉力、小車的質(zhì)量。2．物理量的測量物體的質(zhì)量、物體所受的作用力、物體運動的加速度(1)天平測、砝碼(2)加速度的測量位移x、秒表、eq\f(2x,t2)、加速度、eq\f(x1,x2)＝eq\f(a1,a2)、位移(3)合力參考案例1：用阻力補償法探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系墊高、傾斜度、槽碼參考案例2：通過位移之比測量加速度之比阻力、木板、運動、停下來、刻度尺注意：(1)一、遠小于4．?dāng)?shù)據(jù)分析、得出結(jié)論(1)aF、正比(2)aeq\f(1,m)、反比教材習(xí)題01某同學(xué)在做“探究加速度與力的關(guān)系”和“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”實驗時，把兩個實驗的數(shù)據(jù)都記錄在表1中。數(shù)據(jù)是按加速度的大小排列的，兩個實驗的數(shù)據(jù)混在一起，而且有兩個加速度數(shù)據(jù)模糊不清（表1中空格）。請你把這些數(shù)據(jù)分拆填入表2和表3中，如果模糊的加速度數(shù)據(jù)是正確的，其數(shù)值應(yīng)該是多少？請?zhí)钤诒?中。表1

實驗記錄F/Nm/kga/（m·s2）0.290.860.340.140.360.390.290.610.480.190.360.530.240.360.290.410.710.290.360.810.290.310.340.360.94表2探究加速度與力的關(guān)系（條件：

）表3探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系（條件：

）解題方法利用控制變量法進行實驗【答案】0.67m/s2，0.94m/s2；表2探究加速度與力的關(guān)系（條件：0.36kg）0.140.190.240.290.340.390.530.670.810.94在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，應(yīng)保證力不變，由表1可知，F(xiàn)=0.29N，故表3中所填數(shù)據(jù)如下表3探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系（條件：0.29N）0.860.610.410.360.310.340.480.710.810.94教材習(xí)題02某同學(xué)用圖所示的實驗裝置探究小車的加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系。所用交變電流的頻率為50。(1)圖是他某次實驗得到的紙帶，兩計數(shù)點間有四個點未畫出，部分實驗數(shù)據(jù)如圖所示。求小車的加速度是。(2)保持小車所受的拉力不變，改變小車質(zhì)量m，分別測得不同質(zhì)量時小車加速度a的數(shù)據(jù)如表所示。表實驗記錄次數(shù)12345678質(zhì)量0.250.290.330.400.500.711.001.67加速度0.6180.5570.4820.4030.3170.2350.1520.086質(zhì)量倒數(shù)4.003.453.032.502.001.411.000.60請在圖的坐標(biāo)紙中做出圖像。根據(jù)圖像可以得到實驗結(jié)論是？解題方法利用控制變量法進行實驗、數(shù)據(jù)處理，用圖像法得出結(jié)論?！敬鸢浮浚Σ蛔儯矬w的加速度和質(zhì)量成反比考向一：實驗原理和方法【例1】在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，滲透了研究問題的多種科學(xué)方法。(以下各題均選填“理想實驗法”“圖像法”“阻力補償法”“化曲為直法”“控制變量法”或“近似法”)(1)對阻力的處理：________________。(2)實驗設(shè)計思路：________________。(3)對小車所受合力的簡化：________，即當(dāng)小車質(zhì)量M車?m槽時，細(xì)繩對小車的拉力大小近似等于所掛槽碼的重力m槽g。(4)實驗數(shù)據(jù)處理的科學(xué)方法：________。(5)由aM車圖像轉(zhuǎn)化為aeq\f(1,M車)圖像，所用的科學(xué)方法：________?！敬鸢浮?1)阻力補償法；(2)控制變量法；(3)近似法；(4)圖像法；(5)化曲為直法【解析】(1)由于小車運動時受到摩擦等阻力，所以要補償阻力，以減小實驗誤差，稱為阻力補償法。(2)在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時，先保持力或質(zhì)量不變，來探究其他兩個量之間的關(guān)系，稱為控制變量法。(3)當(dāng)小車質(zhì)量M車?m槽時，細(xì)繩對小車的拉力大小近似等于所掛槽碼的重力m槽g，稱為近似法。(4)通過圖像研究實驗數(shù)據(jù)，稱為圖像法。(5)在作圖時，由aM車圖像轉(zhuǎn)化為aeq\f(1,M車)圖像，使圖線由曲線轉(zhuǎn)化為直線，稱為化曲為直法?？枷蚨簩嶒灢僮骷白⒁馐马棥纠?】在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，某組同學(xué)用如圖所示裝置，采用控制變量的方法，來研究小車質(zhì)量不變的情況下，小車的加速度與小車受到的力的關(guān)系，下列措施中正確的是()①首先要補償阻力，使小車受到的合力就是細(xì)繩對小車的拉力②補償阻力的方法就是在砂桶中添加砂子，使小車能勻速運動③每次改變拉小車的拉力后，都需要重新補償阻力④實驗中通過在砂桶中增加砂子來改變小車受到的拉力⑤實驗中應(yīng)先放開小車，然后再接通打點計時器的電源⑥實驗中牽引小車的繩子應(yīng)跟平板平行A．①④⑤ B．②③⑥C．①③⑥ D．①④⑥【答案】D【解析】實驗時首先要補償阻力，使小車受到的合力就是細(xì)繩對小車的拉力，故①正確；補償阻力的方法是：小車與紙帶相連，小車前面不掛砂桶，把小車放在墊有墊塊的平板上并給小車一個初速度，看小車能否做勻速直線運動，故②錯誤；補償阻力后，mgsinθ＝μmgcosθ＋f紙，故每次改變拉小車的拉力后都不需要重新補償阻力，③錯誤；實驗中通過在砂桶中增加砂子來改變小車受到的拉力，故④正確；實驗中應(yīng)先接通電源，后放開小車，使紙帶得到充分利用，故⑤錯誤；實驗中牽引小車的繩子應(yīng)跟平板平行，使小車沿繩子拉力的方向運動，故⑥正確。故選D?？枷蛉簩嶒灁?shù)據(jù)處理及誤差分析【例3】某同學(xué)設(shè)計了一個“探究加速度a與物體所受合力F及物體質(zhì)量m的關(guān)系”的實驗，如圖甲所示為實驗裝置簡圖(交流電源的頻率為50Hz)。(1)如圖乙所示為某次實驗得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為________m/s2。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(2)保持沙和沙桶的質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別得到小車加速度a與質(zhì)量m及對應(yīng)的eq\f(1,m)，數(shù)據(jù)如下表。序號12345678小車加速度a/(m·s－2)1.901.721.491.251.000.750.500.30小車質(zhì)量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67eq\f(1,m)/kg－14.003.453.032.502.001.411.000.60請在圖丙所示的坐標(biāo)紙中畫出aeq\f(1,m)圖線，由圖線可得小車的加速度a與質(zhì)量的倒數(shù)eq\f(1,m)之間的關(guān)系式為________。(3)保持小車的質(zhì)量不變，改變沙和沙桶的質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a隨合力F變化的圖線，如圖丁所示。該圖線不通過原點，其主要原因是____________________________?！敬鸢浮?1)3.2；(2)圖見解析，a＝eq\f(1,2m)；(3)實驗前沒有補償阻力或者補償阻力不足【解析】(1)在連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)，從紙帶上可得到四段位移，因此可以用逐差法計算加速度。已知x1＝6.19cm，x2＝6.70cm，x3＝7.21cm，x4＝7.72cm，電火花打點計時器的計時周期T＝eq\f(1,f)＝0.02s由逐差法可得x3－x1＝2a1·(2T)2，x4－x2＝2a2·(2T)2故a＝eq\f(a1＋a2,2)＝eq\f((x3＋x4)－(x1＋x2),2×2×(2T)2)＝3.2m/s2。(2)在a-eq\f(1,m)坐標(biāo)系中描點連線，得aeq\f(1,m)圖線如圖所示，故a＝eq\f(1,2m)。(3)由a-F圖線可知，F(xiàn)增大到某一值時小車開始有加速度，說明實驗前沒有補償阻力或者補償阻力不足。考向四：實驗創(chuàng)新【例4】為了探究加速度與力的關(guān)系，使用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進行實驗。其中G1、G2為兩個光電門，它們與數(shù)字計時器相連，當(dāng)滑行器通過G1、G2光電門時，光束被遮擋的時間Δt1、Δt2都可以被測量并記錄?；衅鬟B同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為M，擋光片寬度為D，光電門間距離為x，牽引砝碼的質(zhì)量為m?；卮鹣铝袉栴}。(1)實驗開始時，應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平，在不增加其他儀器的情況下，判定調(diào)節(jié)是否到位的方法是_____________________________________。(2)若取M＝0.4kg，改變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＝5g B．m2＝15gC．m3＝40g D．m4＝400g(3)在此實驗中，需要測得每一個牽引力對應(yīng)的加速度，其中求得的加速度的表達式為a＝__________________(用Δt1、Δt2、D、x表示)?！敬鸢浮?1)取下牽引砝碼，滑行器放在任意位置都不動(或取下牽引砝碼，輕推滑行器，用數(shù)字計時器記錄的每一個光電門的光束被遮擋的時間Δt都相等)；(2)D；(3)eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(D,Δt2)))2－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(D,Δt1)))2,2x)【解析】(1)氣墊導(dǎo)軌水平時，滑行器所受合力為零。故取下牽引砝碼，滑行器放在任意位置都不動；或取下牽引砝碼，輕推滑行器，用數(shù)字計時器記錄的每一個光電門的光束被遮擋的時間Δt都相等，就可說明氣墊導(dǎo)軌已調(diào)節(jié)水平。(2)實驗要求m?M，而M＝0.4kg，故m4＝400g最不符合要求。(3)滑行器通過光電門G1時的速度v1＝eq\f(D,Δt1)，通過光電門G2時的速度v2＝eq\f(D,Δt2)?；衅髯鰟蚣铀僦本€運動，根據(jù)運動學(xué)公式veq\o\al(2,2)－veq\o\al(2,1)＝2ax，可得a＝eq\f(v\o\al(2,2)－v\o\al(2,1),2x)＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(D,Δt2)))2－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(D,Δt1)))2,2x)。一、單選題1．用圖示裝置做“探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗，下列操作中正確的是（）A．電火花打點計時器選用4~6V交流電源B．平衡摩擦力時將砝碼盤通過細(xì)線掛在小車上C．實驗中，釋放小車與接通打點計時器需同時進行D．實驗中改變小車的質(zhì)量后，不需要重新平衡摩擦力【答案】D【詳解】A.電火花打點計時器選用220V交流電源，故A錯誤；B.平衡摩擦力時，應(yīng)將繩從小車上拿去，輕輕推動小車，小車沿木板運動，通過打點計時器打出來的紙帶判斷小車是否勻速運動，故B錯誤；C.實驗中，應(yīng)先接通打點計時器，再釋放小車，故C錯誤；D.由于平衡摩擦力之后有故所以無論小車的質(zhì)量是否改變，小車所受的滑動摩擦力都等于小車的重力沿斜面的分力，改變小車質(zhì)量即改變拉小車?yán)?，不需要重新平衡摩擦力，故D正確。故選D。2．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，某研究小組利用如圖1所示實驗裝置，在滿足所掛鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量的前提下，進行實驗數(shù)據(jù)測量、計算和分析。根據(jù)測量數(shù)據(jù)，作出小車的加速度隨細(xì)線拉力變化的圖線，如圖2所示。你認(rèn)為在實驗過程中可能存在的問題是（

）A．先釋放小車，后接通電源B．補償阻力時木板右端墊得不夠高C．先接通電源，后釋放小車D．電源電壓過高造成小車加速度測量值偏大【答案】B【詳解】根據(jù)圖2可知，當(dāng)拉力達到一定數(shù)值時，小車才有加速度，說明沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，則在實驗過程中可能存在的問題是補償阻力時木板右端墊得不夠高。故選B。3．某學(xué)習(xí)小組用如圖所示的裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，下列操作正確的是（）A．固定打點計時器時應(yīng)調(diào)節(jié)圖中PB．打點計時器通過Q與電源相連C．當(dāng)細(xì)繩與木板不平行時應(yīng)調(diào)節(jié)圖中R使細(xì)繩與木板平行D．阻力補償時應(yīng)調(diào)節(jié)圖中S使小車能勻速下滑【答案】A【詳解】A．固定打點計時器時應(yīng)調(diào)節(jié)圖中P，故A正確；B．圖中為電火花打點計時器，應(yīng)通過導(dǎo)線一端的插頭與220V的交流電源相連，故B錯誤；C．當(dāng)細(xì)繩與木板不平行時應(yīng)調(diào)節(jié)圖中S使細(xì)繩與木板平行，故C錯誤；D．阻力補償時應(yīng)調(diào)節(jié)圖中R使小車能勻速下滑，故D錯誤。故選A。4．小米同學(xué)用如圖所示裝置探究物體的加速度與力的關(guān)系。下列操作中，是為了保證“細(xì)線下端懸掛鉤碼的重力可視為小車受到的合力”這一條件的是（）

A．實驗前應(yīng)調(diào)節(jié)定滑輪高度，使定滑輪和小車間的細(xì)線與木板平行B．小車的質(zhì)量應(yīng)遠小于鉤碼的質(zhì)量C．實驗前應(yīng)將木板遠離打點器的一端適當(dāng)墊高，以平衡摩擦力D．實驗時，應(yīng)先接通打點計時器電源，后釋放小車【答案】A【詳解】A．實驗前應(yīng)調(diào)節(jié)定滑輪高度，使定滑輪和小車間的細(xì)線與木板平行，選項A正確；B．小車的質(zhì)量應(yīng)遠大于鉤碼的質(zhì)量，這樣可認(rèn)為鉤碼的重力近似等于小車的牽引力，選項B錯誤；C．實驗前應(yīng)將木板固定打點器的一端適當(dāng)墊高，以平衡摩擦力，選項C錯誤；D．實驗時，應(yīng)先接通打點計時器電源，后釋放小車，與保證“細(xì)線下端懸掛鉤碼的重力可視為小車受到的合力”這一條件無關(guān)系，選項D錯誤。故選A。5．“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置如圖所示，下列說法正確的是（）A．每次改變小車質(zhì)量時，應(yīng)重新平衡摩擦力B．實驗時應(yīng)先釋放小車后接通電源C．本實驗砝碼及砝碼盤B的質(zhì)量應(yīng)遠大于小車A的質(zhì)量D．在用圖像探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，應(yīng)作圖像【答案】D【詳解】A．改變小車質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力，故A錯誤；B．實驗時要先接通電源再釋放小車，故B錯誤；C．實驗中小車與砝碼及砝碼盤的加速度大小相等，對小車對砝碼及砝碼盤解得實驗中將砝碼及砝碼盤的重力當(dāng)成繩子的拉力，為了讓砝碼重力近似等于繩子拉力，則砝碼的加速度要足夠小，即砝碼和砝碼盤的質(zhì)量要遠小于小車的質(zhì)量，故C錯誤；D．根據(jù)牛頓第二定律可得：F=ma，為了讓實驗結(jié)果更具有說服力，需要畫圖像，實驗結(jié)果更加直觀，故D正確。故選D。6．某同學(xué)將長木板右端適當(dāng)墊高，其目是為了平衡摩擦力。但他把長木板的右端墊得過高，使得傾角過大。用a表示小車的加速度，F(xiàn)表示細(xì)線作用于小車的拉力。則他繪出的關(guān)系圖像是（）A． B．C． D．【答案】C【詳解】若該同學(xué)在平衡摩擦力時，把長木板的右端墊得過高，使得傾角過大，則當(dāng)小車不受到拉力時，小車就能向下加速，即時，。故選C。7．在驗證牛頓第二定律的實驗中，用改變砂的質(zhì)量的辦法來改變對小車的作用力，用打點計時器測出小車的加速度，得出若干組和的數(shù)據(jù)。然后根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出如圖所示的圖線，發(fā)現(xiàn)圖線既不過原點，又不是直線，原因是（）A．平衡摩擦力時，所墊木板太低，且小車質(zhì)量較大B．平衡摩擦力時，所墊木板太低，且砂和小桶的質(zhì)量較大C．平衡摩擦力時，所墊木板太高，且小車質(zhì)量較大D．平衡摩擦力時，所墊木板太高，且砂和小桶的質(zhì)量較大【答案】D【詳解】由圖可知，小車在不受拉力時已經(jīng)有了加速度，說明平衡摩擦力過度，即所墊木板太高；對沙和小桶進行受力分析可得對小車進行受力分析可知聯(lián)立解得當(dāng)滿足小車質(zhì)量遠大于沙和小桶的質(zhì)量，作用力與沙和小桶的重力近似相等，可用沙和小桶的重力代替作用力，故可得與成正比；圖線出現(xiàn)彎曲，說明小車質(zhì)量遠大于沙和小桶的質(zhì)量的條件不再滿足，即砂和小桶的質(zhì)量較大。故選D。8．利用圖甲所示裝置“探究加速度與物體受力的關(guān)系”，已知小車的質(zhì)量為M，砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量為m，打點計時器所接的交流電頻率為50Hz，實驗步驟如下：①按圖甲所示安裝實驗裝置，其中跨過動滑輪的兩側(cè)細(xì)線及彈簧測力計沿豎直方向；②調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車（未連細(xì)線）能沿長木板向下勻速運動；③掛上砝碼盤，接通電源后再釋放小車，由紙帶求出小車的加速度；④改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟③，求得小車在不同外力作用下的加速度。對于上述實驗，下列說法中正確的是（）

A．小車的加速度與砝碼盤的加速度大小相等B．彈簧測力計的示數(shù)為小車所受合外力的大小C．實驗過程中砝碼處于超重狀態(tài)D．砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量應(yīng)遠小于小車的質(zhì)量【答案】B【詳解】A．小車的移動的距離始終是砝碼盤移動距離的2倍，因此可知故A錯誤；BD．本實驗中，不需要砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量應(yīng)遠小于小車的質(zhì)量，因為本實驗中用到了彈簧測力計，而彈簧測力計的示數(shù)即為小車所受合外力的大小，故B正確，D錯誤；C．由于實驗過程中砝碼和砝碼盤一起向下做加速度運動，即加速度向下，因此可知實驗過程中砝碼處于始終狀態(tài)，故C錯誤。故選B。二、多選題9．在“探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，下列對圖片中存在問題糾正的說法正確的是（）A．圖中，打點計時器、小車安裝完全正確B．圖中，轉(zhuǎn)動旋鈕，取交流電壓等于8VC．圖中，應(yīng)調(diào)節(jié)紙帶使其位于軌道中軸線上，讓紙帶穿過兩個限位孔且紙帶處于復(fù)寫紙放的下面D．讓小車的運動趨近于勻速運動，砂和桶的重力才近似等于繩的拉力【答案】BC【詳解】A．打點計時器限位孔位置不正確，A錯誤；B．電磁打點計時器使用8V左右的交流電壓，B正確;C．應(yīng)調(diào)節(jié)紙帶使其位于軌道中軸線上，讓紙帶穿過兩個限位孔且紙帶處于復(fù)寫紙放的下面，C正確；D．砂和桶的質(zhì)量遠遠小于小車的質(zhì)量時，砂和桶的重力才近似等于繩的拉力，D錯誤。故選BC。10．甲、乙、丙、丁四位同學(xué)在做探究加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系和加速度與合力的關(guān)系的實驗時，使用圖所示的裝置，設(shè)小車和車上砝碼（圖中未畫出）的總質(zhì)量為，小盤及盤中砝碼的總質(zhì)量為，分別得出如圖（a）、（b）、（c）、（d）四個圖像，其中圖（a）、（b）、（c）是圖像，圖（d）是圖像，則下列說法正確的是（

）（a）（b）（c）（d）A．甲和乙較好地把握了實驗條件：遠大于B．丙和丁沒有把握好實驗條件：遠大于C．長木板的傾角太小時，得到（a）圖，長木板的傾角太大時，得到（b）圖D．甲、乙、丙三位同學(xué)中，丙同學(xué)較好地完成了平衡摩擦力的操作【答案】ABCD【詳解】AB．圖像（a）和（b）都是直線，說明滿足小車和車上砝碼的總質(zhì)量遠大于小盤及盤中砝碼的總質(zhì)量，而丙和丁沒有把握好此條件，故圖線出現(xiàn)彎曲，AB正確；C．圖像（a）中圖線在橫軸上有截距，即為某一值時小車才開始有加速度，說明長木板傾角太小，沒有很好地平衡摩擦力，而圖像（b）中圖線在縱軸上有截距，說明長木板傾角太大，平衡摩擦力過度，C正確；D．圖像（a）、（b）、（c）中只有（c）圖線過原點，說明只有丙較好地完成了平衡摩擦力的操作，D正確。故選ABCD。三、實驗題11．某實驗小組用如圖1所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。用托盤和砝碼的總重力充當(dāng)滑塊的合力，圖中打點計時器的頻率為50Hz。(1)關(guān)于該實驗，下列說法正確的是。（填選項前的字母）A．在如圖1所示的裝置中，調(diào)整墊塊的位置，在掛托盤（及砝碼）的情況下使滑塊恰好做勻速直線運動，以補償滑塊所受的阻力B．每次改變滑塊的質(zhì)量時，都需要重新補償滑塊所受的阻力C．本實驗中托盤和砝碼的總質(zhì)量m應(yīng)遠遠小于滑塊的質(zhì)量MD．實驗時，應(yīng)先釋放滑塊，再接通打點計時器的電源(2)某次實驗過程中，打出的一條清晰的紙帶如圖2所示，圖中A、B、C、D、E、F是計數(shù)點，相鄰兩個計數(shù)點之間有4個計時點沒有畫出，甲同學(xué)只測量了AB、DF之間的距離，請根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)推測，滑塊的加速度大小a=m/s2，打下點C時滑塊運動的瞬時速度大小vC=m/s。（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）(3)乙、丙兩位同學(xué)把所掛托盤和砝碼的總重力記為F，通過多次改變F的大小，得到多條打點的紙帶，利用紙帶求出不同F(xiàn)下對應(yīng)的滑塊的加速度大小a，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出a-F關(guān)系圖像如圖3中的①、②所示，下列說法正確的是。（填選項前的字母）A．圖線①不過原點可能是沒有補償滑塊所受的阻力B．圖線②不過原點可能是在補償滑塊所受的阻力時長木板的傾角過大C．兩條圖線的斜率均表示在實驗中所用滑塊的質(zhì)量D．實驗中，乙同學(xué)所用滑塊的質(zhì)量比丙同學(xué)的小【答案】(1)C；(2)2.0，1.3；(3)D【詳解】（1）A．補償摩擦力時不能掛托盤及放砝碼，A錯誤；B．改變滑塊質(zhì)量時，不用重新平衡摩擦力，B錯誤；C．托盤及砝碼的總質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量時，才可認(rèn)為滑塊受到的外力等于托盤及砝碼的總質(zhì)量，C正確；D．實驗時應(yīng)先接通電源，再釋放滑塊，D錯誤。故選C。（2）[1]根據(jù)可知依此類推所以[2]由勻變速直線運動規(guī)律可知故（3）AB．圖線①不過原點是補償滑塊所受的阻力過度，可能是長木板的傾角過大，圖線②不過原點可能是沒有補償滑塊所受的阻力，或者補償阻力不足，AB錯誤；CD．根據(jù)牛頓第二定律及圖像的物理意義可知，其斜率為滑塊質(zhì)量的倒數(shù)，乙同學(xué)所作圖線斜率大，故滑塊的質(zhì)量小，C錯誤，D正確。故選D。12．研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲用補償法探究小車質(zhì)量不變時，其加速度與力的關(guān)系，在實驗室設(shè)計了一套如圖1所示的裝置，由于實驗室的槽碼不足，于是該同學(xué)想到了墊片、回形針，如圖2所示。墊片掛在回形針上面，回形針綁在細(xì)線的下端，細(xì)線上端通過定滑輪連接小車。(1)若取車子的質(zhì)量是，改變墊片個數(shù)，進行多次實驗，以下一個墊片取值最合適的是______。A． B． C．(2)已知交流電源的頻率為，某次實驗得到的紙帶如圖3所示，圖中A、B、C、D為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有4個點未畫出，測得AB間為4.60cm、BC數(shù)據(jù)模糊不清、CD為6.40cm。由該紙帶可求得小車的加速度。（保留2位有效數(shù)字）(3)若該同學(xué)正確補償了摩擦力后，實驗操作規(guī)范、數(shù)據(jù)計算正確，由于回形針存在質(zhì)量，導(dǎo)致小車的加速度與合力（墊片的重力近似為合力）圖像可能不過原點，上圖4中最有可能的圖線是（甲或乙）【答案】(1)A；(2)；(3)甲【詳解】（1）用墊片和回形針的重力表示繩子的拉力需要滿足墊片和回形針的質(zhì)量要遠遠小于小車的質(zhì)量。故選A。（2）相鄰計數(shù)點的時間間隔為根據(jù)可得（3）由于回形針有重力，設(shè)其質(zhì)量為，根據(jù)牛頓第二定律，有可得圖像中縱軸截距為正值，故選甲。13．某實驗小組利用如圖所示的實驗裝置來探究當(dāng)合外力一定時，物體運動的加速度與其質(zhì)量之間的關(guān)系。(1)實驗前用刻度尺測出兩個光電門中心之間的距離s，并測得遮光條的寬度d。該實驗小組在做實驗時，將滑塊從如圖所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器可以讀出遮光條通過光電門1的時間Δt1，遮光條通過光電門2的時間Δt2，則滑塊經(jīng)過光電門1時的瞬時速度的表達式v1=，滑塊經(jīng)過光電門2時的瞬時速度的表達式v2=，則滑塊的加速度的表達式a=。（以上表達式均用直接測量的物理量的字母表示）(2)在本次實驗中，實驗小組通過改變滑塊質(zhì)量做了6組實驗，得到如下表所示的實驗數(shù)據(jù)。實驗次數(shù)123456質(zhì)量m/g250300350400500800加速度a/（m·s-2）2.021.651.431.251.000.63通過計算分析上表數(shù)據(jù)后，得出的結(jié)論是在合外力不變的情況下，物體運動的加速度跟物體的質(zhì)量成反比，如果想通過圖像法進一步確認(rèn)自己的結(jié)論，須建立（選填“a-m”或“a-”）坐標(biāo)系，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描點作圖，如果圖線是一條，就可確認(rèn)上述結(jié)論?！敬鸢浮?1)，，；(2)a-、通過原點的直線【詳解】（1）[1][2][3]由速度定義式可知滑塊經(jīng)過光電門1、2時的瞬時速度的表達式為由位移與速度的關(guān)系式得解得（2）[1][2]物體運動的加速度跟物體的質(zhì)量成反比,如果想通過圖像法進一步確認(rèn)自己的結(jié)論,需要采用化曲為直的思想，所以需要建立坐標(biāo)系，如果圖像過坐標(biāo)原點的一條直線，即可以確認(rèn)上述結(jié)論。14．為探究質(zhì)量一定時物體的加速度與力的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的實驗裝置。(1)關(guān)于實驗的操作，下列說法正確的是（填標(biāo)號）。A．應(yīng)將長木板右端墊高，以平衡摩擦阻力B．打點計時器應(yīng)連接直流電源C．使小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄力傳感器的示數(shù)D．實驗中一定要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量(2)該同學(xué)在實驗中得到如圖乙所示的一條紙帶，相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，已知打點計時器的打點頻率為50Hz，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為m/s2（保留2位有效數(shù)字）。(3)該同學(xué)以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo)、小車的加速度大小a為縱坐標(biāo)作出a-F圖像如圖丙所示，已知固定在小車上的滑輪的質(zhì)量為，測得圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量M為（用題中已知物理量的字母表示）；圖像未過坐標(biāo)原點的原因是。【答案】(1)AC；(2)0.80；(3)，沒有平衡摩擦或平衡摩擦不夠【詳解】（1）A．為使兩倍繩子的拉力等于小車的合外力，應(yīng)將長木板右端墊高，以平衡摩擦阻力，故A正確；B．打點計時器應(yīng)連接交流電源，故B錯誤；C．為打點穩(wěn)定，充分利用紙帶，使小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄力傳感器的示數(shù)，故C正確；D．繩子拉力可以由力傳感器測得，實驗中不需要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，故D錯誤。故選AC。（2）相鄰兩計數(shù)點的時間間隔為根據(jù)逐差法求出小車的加速度大小為（3）[1]由牛頓第二定律，對小車分析有整理得由圖像得解得[2]如圖丙，當(dāng)拉力達到一定數(shù)值時才產(chǎn)生了加速度