人教版高中物理必修1第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律2實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系習(xí)題(5)

1、實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系習(xí)題一、單選題（本大題共8小題，共32.0分）1 .在“探究加速度與力、 質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)作用力一定，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，以下做法正確的是（）。A.平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將裝祛碼的托盤(pán)用細(xì)線通過(guò)定滑輪系在小車上B.每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力C.實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源D.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理時(shí)應(yīng)作 a-m圖象尋找加速度與質(zhì)量的關(guān)系2 .物體A、B C均靜止在同一水平面上，它們的質(zhì)量分別為mA、m b、m c,與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為科A、科B、科C,用平行于水平面的拉力 F分別拉物體 A B、C,所得加速 度與拉力F的關(guān)系圖線

2、如圖4-2-15所對(duì)應(yīng)的直線甲、乙、 丙所示.甲、乙兩直線平行，則以 下說(shuō)法正確的是（）圖 4-2-15A.心 a< 心 B）ra= mBB.心 b> 心 c, mB> meC.心 b心 c, mB> meD.心 av 心 e, ra> me3.某同學(xué)在做“探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，采用了課本上案例的裝置，由于沒(méi)有考慮重物的質(zhì)量，結(jié)果得到的a-1/m圖象可能是圖4-2-11中的哪一個(gè)（）A.B.C.D.圖 4-2-114.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)作用力一定，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，以下做法正確的是（A.平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將裝祛碼的托盤(pán)用

3、細(xì)線通過(guò)定滑輪系在小車上B.每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力C.實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源D.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理時(shí)應(yīng)作a- m圖象尋找加速度與質(zhì)量的關(guān)系a和小車的質(zhì)量 M的關(guān)系時(shí)，由于沒(méi)有始終滿足M»m (m為砂桶及砂桶中砂的質(zhì)量）的條件，結(jié)果得到的5.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，在研究小車的加速度圖象應(yīng)是圖中的哪一個(gè)（6.A.C.I.'VB.D.某學(xué)生在做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)， 在平衡摩擦力時(shí)把長(zhǎng)木板的一端墊得過(guò)高，使得傾角偏大 .他所得到的aF關(guān)系可用下列哪一圖線表示（a是小車的 加速度，F(xiàn)是細(xì)線作用于小車的拉力）A.B

4、.圖 4-2-47.某學(xué)生做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，在平衡摩擦力時(shí)，把長(zhǎng)板的一端墊得過(guò)高，使得傾角偏大，他所得到的aF關(guān)系可用圖4-2-6中的哪個(gè)圖線表示（圖 4-2-6所示A.C.圖 4-2-6D.中，a是小車加速度，F(xiàn)是細(xì)線作用于小車的拉力）（）8 .在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，研究作用力一定時(shí)加速度與質(zhì)量成反比的結(jié)論時(shí)，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A.平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將裝砂的小桶用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車上B.每次改變小車質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力C.實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源D.在小車中增減祛碼，應(yīng)使小車和祛碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和小桶的總質(zhì)量二、填空題

5、（本大題共1小題，共4.0分）9 .質(zhì)量為m的物體在F甲和F乙作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)， 規(guī)律如圖4-2-1所示，則F甲是F乙的 倍.若圖為同一恒力F分別作用在質(zhì)量為 m甲和m乙的兩個(gè)物體上由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，則m甲是m乙的 倍.圖 4-2-1三、計(jì)算題(本大題共3小題，共30.0分)10 .在光滑的水平面上放置著緊靠在一起的兩個(gè)物體A和B (如圖4-2-9所示)，它們的質(zhì)量分別為ma、m b.當(dāng)用水平恒力F推物體A時(shí)，問(wèn)：Fl，A B圖 4-2-9(1) A、B兩物體的加速度多大？(2) 物體A對(duì)物體B的作用力多大？11 .如圖4-2-8所示，A B、C三木塊并排放在光滑水平面上，對(duì)A施加一水

6、平向右的恒力F,已知三木塊白質(zhì)量都是 m,分別求每一個(gè)木塊所受合外力以及A對(duì)B的彈力大小。ABC圖 4 一 2 一 812 .如圖4-2-6所示，物體A與B, B與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)都是科，A和B相對(duì)靜止，在拉力F作用下向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，A B的質(zhì)量分別是 ma和m b,求物體A受到的摩擦力。4BI圖 4-2-6【答案】1.B2.A3.D4.B5.D6.C7.C8.D19.3.10. (1) a=F/ (m+mb)(2) T=Fm/ (m+mb)F 2F11. ；m.F12. 一噸【解析】1 .選項(xiàng)A中，平衡摩擦力實(shí)際上就是使小車所受重力的下滑分力與小車所受阻力相平衡，即mgsin 0 = mg

7、cos。，可見(jiàn)，平衡摩擦力時(shí)，不應(yīng)將裝祛碼的托盤(pán)系在小車上；選項(xiàng) B中，平衡摩擦力以后，再改變小車質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力；選項(xiàng) C中，實(shí)驗(yàn)時(shí)，先 通電，待振針振動(dòng)穩(wěn)定后再放小車，使打點(diǎn)清晰，便于測(cè)量；選項(xiàng) D中，在尋找加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)作出 a與 豆之間的關(guān)系圖象，因?yàn)?a與m的關(guān)系圖線為一曲線，不能直 觀地得出a與m之間的關(guān)系。2 .圖象的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)，甲、乙圖象平行，所以m a= m b,丙的斜率最小，則 C物體的質(zhì)量最大.由圖象與橫坐標(biāo)的截距可知，B的最大靜摩擦力大于 A的最大靜摩擦力，所以有 A<Bo3 .在彳a-5關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，用小盤(pán)和祛碼的重力 mg代替了小車

8、所受的拉力 F,事實(shí)上，砂 和砂桶的重力 mg與小車所受的拉力 F是不相等的，這是產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的原因 .設(shè)小車實(shí)際加速度為a,則a=mg/(M+m).又設(shè)F=mg在這種情況下的加速度 a' =mg/M在本實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn) (即mg)保持不變，且由a和a'對(duì)比可知，實(shí)際加速度 a與M成非線性關(guān)系，且 m越 小，圖象斜率越小。4 .選項(xiàng)A中，平衡摩擦力實(shí)際上就是使小車所受重力的下滑分力與小車所受阻力相平衡，即m§in 0 =科mgcos。，可見(jiàn)，平衡摩擦力時(shí)，不應(yīng)將小桶系在小車上；選項(xiàng) B中，摩擦力平衡以后，再改變小車質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力；選項(xiàng) C中，實(shí)驗(yàn)時(shí)，先通電

9、，待振針振動(dòng)穩(wěn)定后再放小車，使打點(diǎn)清晰，便于測(cè)量；選項(xiàng)D中，在尋找加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí),應(yīng)作出a與1/ m之間的關(guān)系圖象，因?yàn)?a與m的關(guān)系圖線為一曲線，不能直觀地得出a與m之間的關(guān)系。5 .在有關(guān)實(shí)驗(yàn)誤差的討論問(wèn)題中，經(jīng)常采取把準(zhǔn)確的（經(jīng)常是理論的） 計(jì)算方法同實(shí)驗(yàn)中采泮igmg用的計(jì)算方法進(jìn)行比較討論。這道題就是把a(bǔ)= M +幽和a，= M兩式進(jìn)行比較，說(shuō)明由此引起的圖象的誤差。mg在本實(shí)驗(yàn)中a= M +用。在研究加速度和質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，保才I m不變，由上式可知加速度 a與系統(tǒng)的質(zhì)量（M+ g成反比。如果橫軸表示順+切，a- M +附圖象應(yīng)是過(guò)坐標(biāo)加1 11 + 原點(diǎn)的直線。現(xiàn)將前面的式子

10、改寫(xiě)成a=（M）M ,由此式可知，M前面的系數(shù)M 和 九f有關(guān)，在改變 M時(shí)會(huì)發(fā)生變化，它并不是常數(shù)，因此， a和 M不是1 1正比關(guān)系。隨著 M的增大，式中 M前面的系數(shù)會(huì)減小，因此圖象向下彎曲偏離直線，mg11但在M mB寸，a= M , a正比于 M ,所以在 M較大（M較?。r(shí)圖象近似為直線。由以上討論可知 D選項(xiàng)正確。6 .當(dāng)木板墊得傾角偏大時(shí)，mgsin 0 >mgcosQ ,這樣，即使不懸掛祛碼和小盤(pán)，小車也會(huì)產(chǎn)生加速度，所以應(yīng)選 C。7 .長(zhǎng)板一端墊得過(guò)高， 傾角過(guò)大時(shí)，小車的重力平行斜向下的分力大于摩擦力，沒(méi)有砂桶的牽引力時(shí)，小車所受的合外力不為零 ，便有加速度，從 a

11、-F圖線看，即F=。時(shí)，a=a 00, 故C選項(xiàng)正確。8 .平衡摩擦力時(shí)不應(yīng)掛砂桶，只需將小車放在長(zhǎng)木板上，使長(zhǎng)木板的一端墊高， 當(dāng)小車剛好能勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，即平衡了摩擦力，A選項(xiàng)錯(cuò)誤.當(dāng)改變小車質(zhì)量時(shí)，沿斜面向下的分力、摩擦力都跟質(zhì)量成正比地改變，一次平衡后，就不用再平衡了，B選項(xiàng)正確.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作，再放開(kāi)小車，才能打出完整的紙帶，C選項(xiàng)錯(cuò)誤.在小車減少祛碼時(shí)，必須保證小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小桶和砂的總質(zhì)量，才能近似使小車受到的牽引力等于砂和桶的重力。小甲 3F罩ti甲二19 .由圖象知甲、乙的加速度之比為僦 1若物體的質(zhì)量一定，由 aF知之 氣 1修甲一口乙_ 1若物體受

12、力相同，由aal/m知 尚之口甲3。10 .兩個(gè)物體在推力的作用下在水平面上一定做勻加速直線運(yùn)動(dòng).對(duì)整體來(lái)說(shuō)符合牛頓第二定律；對(duì)于兩個(gè)孤立的物體分別用牛頓第二定律也是正確的.設(shè)物體運(yùn)動(dòng)的加速度為 a,兩物體間的作用力為 T,把A、B兩個(gè)物體隔離出來(lái)畫(huà)在右側(cè) .因?yàn)槲矬w組只在水平面上運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上是平衡的，所以分析每個(gè)物體受力時(shí)可以只討論水平方向的受力.A物體受水平向右的推力F和水平向左的作用力 T, B物體只受一個(gè)水平向右的作用力T.對(duì)兩個(gè)物體分別列牛頓第二定律的方程：T F T4 I紇對(duì)ma滿足F-T=maa對(duì)mb滿足T=ma+得F= (m+mb) a解得：a=F/ (ma+mb)將式代入式可得 T=Fm b/ (m a+m b)11 .在豎直方向上各物體受力平衡，我們只考慮水平方向即可：根據(jù)牛頓第二定律對(duì)整體可 列方程F=3ma而每一個(gè)木塊受合外力為 Fi=ma聯(lián)立式解得Fi=與再以BC整體為研究對(duì)象，則A對(duì)B的彈力F