PAGE6-第2節試驗:探究加速度與力、質量的關系考點1試驗原理與方法1.(山東煙臺2024高一檢測)(多選)在“探究加速度與力、質量的關系”試驗中,關于小車所受的合力,下列敘述中正確的是()。A.小車所受的合力就是所掛小盤和砝碼的重力B.小車所受的合力的大小等于小盤和砝碼通過細繩對小車施加的拉力C.只有平衡摩擦力之后,小車所受合力才等于細繩對小車的拉力D.只有平衡摩擦力之后,且當小車的質量遠大于小盤和砝碼的總質量時,小車所受合力的大小才可認為等于小盤和砝碼的重力大小答案：CD解析：小盤與砝碼的重力不行說成是小車所受的合力,A項錯誤;由于小車下滑必受摩擦力作用,平衡摩擦力之后(事實上是Mgsinθ=Ff),小車所受合力才等于細繩的拉力,B項錯誤,C項正確;平衡摩擦力之后,只有當小車質量M遠大于小盤與砝碼的總質量m(即M?m)時,細繩中的拉力大小才近似等于小盤和砝碼的重力大小,小車所受合力大小才近似等于小盤和砝碼的重力大小,D項正確。2.在“探究加速度與力、質量的關系”的試驗中,采納如圖4-2-1所示的裝置。圖4-2-1(1)本試驗應用的試驗方法是。

A.限制變量法 B.假設法C.志向試驗法 D.替代法答案：A解析：試驗采納了限制變量法,即先保證物體質量不變,探討加速度與合力的關系,再保證物體受力不變,探討加速度與質量的關系。(2)下列說法中正確的是。

A.在探究加速度與質量的關系時,應變更拉力的大小B.在探究加速度與力的關系時,應當變更小車的質量C.在探究加速度a與質量m的關系時,為了直觀推斷二者間的關系,應作出a-1mD.當小車的質量遠大于小盤和砝碼的總質量時,才能近似認為細線對小車的拉力大小等于小盤的和砝碼的總重力大小答案：CD解析：探究a與m的關系時,保持F不變,變更m大小;探究a與F的關系時,保持m不變,變更F大小,故A、B錯誤。a-1m關系圖像為過原點的直線,作出這個圖像簡單證明a與m成反比,C正確。只有小車的質量遠大于小盤與砝碼的總質量時,小車受到的合力大小才約等于小盤與砝碼的總重力,D3.下面是“探究加速度與力、質量的關系”的試驗步驟:①用天平測出小車質量M和小盤質量m②安裝好打點計時器,在小車上裝好紙帶③調整長木板的傾斜程度④在小盤中放入適量的砝碼m1⑤保持小車質量肯定時,探究加速度與力的關系⑥保持小車所受拉力肯定時,探究加速度與質量的關系(1)步驟③的目的是。

答案：平衡摩擦力解析：步驟③是為了平衡掉小車與木板、紙帶與打點計時器間的摩擦力。(2)步驟④中,要求小盤和砝碼總質量(m+m1)小車質量M。

答案：遠小于解析：步驟④中,要求小盤和砝碼總質量(m+m1)遠小于小車的質量M。(3)步驟⑤和⑥,表明該試驗采納的科學方法是。

答案：限制變量法解析：該試驗采納的是限制變量法。4.(湖北武漢二中2024高一月考)在“探究加速度與力、質量的關系”的試驗中,滲透了探討問題的多種科學方法。(1)試驗環境的等效法:。

答案：平衡摩擦力法解析：由于小車運動受到摩擦阻力,所以要平衡摩擦力,以減小試驗誤差,稱為平衡摩擦力法;(2)試驗條件設計的科學方法:。

答案：限制變量法解析：在探究加速度與力、質量的關系時,先保持其中一個量不變,探究其他兩個量之間的關系,稱為限制變量法;(3)試驗原理的簡化:,即當小車質量M車?m沙時,細繩對小車的拉力大小近似等于沙及桶的總重力m沙g。

答案：近似法解析：當小車質量M車?m沙時,細繩對小車的拉力大小近似等于沙及桶的總重力m沙g,稱為近似法;(4)試驗數據處理的科學方法:。

答案：圖像法解析：通過圖像探討試驗的結果,稱為圖像法;(5)由a-M車圖像轉化為a-1M車圖像,所用的科學方法:答案：化曲為直法解析：在作圖時,由a-M車圖像轉化為a-1M車圖像,使圖線由曲線轉化為直線(以上各題均選填“志向試驗法”“圖像法”“平衡摩擦力法”“化曲為直法”“限制變量法”或“近似法”)考點2數據記錄與處理、試驗結論5.(多選)甲、乙、丙、丁四位同學在做“探究加速度與物體質量、力的關系”的試驗時(運用如圖4-2-2所示的裝置),設小車和車上砝碼的總質量為M,小盤及盤中砝碼的總質量為m,分別得出如圖4-2-3中甲、乙、丙、丁四個圖像,其中圖甲、乙、丙是a-F圖像,圖丁是a-1M圖像,則下列說法正確的是()圖4-2-2圖4-2-3A.甲和乙較好地把握了試驗條件M遠大于mB.丙和丁沒有把握好試驗條件M遠大于mC.甲同學長木板的傾角太大,而乙同學長木板的傾角太小D.甲、乙、丙三位同學中,丙同學較好地完成了平衡摩擦力的操作答案：AD解析：因為題圖甲和乙中都是直線,丙、丁中在a較小時,圖線也是直線,說明滿意小車質量和車上砝碼的總質量之和M遠大于小盤及盤中砝碼的總質量m;題圖丙經過坐標原點,說明平衡摩擦力比較到位。由題圖甲可知,甲同學平衡摩擦力不夠或沒有平衡摩擦力,即木板傾角太小,由題圖乙可知,乙同學平衡摩擦力過度,即木板傾角太大。6.(江蘇南京2024高一質檢)如圖4-2-4所示的試驗裝置可以探究加速度與力、質量的關系,小車上固定一個盒子,盒子內盛有沙子。沙桶的總質量(包括桶以及桶內沙子質量)記為m,小車的總質量(包括車、盒子及盒內沙子質量)記為M。圖4-2-4(1)驗證在質量不變的狀況下,加速度與合外力成正比:從盒子中取出一些沙子,裝入沙桶中,稱量并記錄沙桶的總重力mg,將該力視為合外力F,對應的加速度a則從打下的紙帶中計算得出。多次變更合外力F的大小,每次都會得到一個相應的加速度。本次試驗中,桶內的沙子取自小車中,故系統的總質量不變。以合外力F為橫軸,以加速度a為縱軸,畫出a-F圖像,圖像是一條過原點的直線。①a-F圖像斜率的物理意義是。

②你認為把沙桶的總重力mg當成合外力F是否合理?答:。(填“合理”或“不合理”)

③本次試驗中,是否應當滿意M?m這樣的條件?答:(填“是”或“否”);理由是

。答案：①1M+m②合理③否因為試驗的探討對象是整個系統,系統受到的合外力就等于解析：將盒內的沙子轉移到桶中,就保證了M+m不變,即系統的總質量不變,探討對象是整個系統,a=F合M+m=mgM+m,可見a-F圖像斜率的物理意義是1M+m(2)驗證在合外力不變的狀況下,加速度與質量成反比:保持桶內沙子質量m不變,在盒子內添加或去掉一些沙子,驗證加速度與質量的關系。本次試驗中,桶內的沙子總質量不變,故系統所受的合外力不變。用圖像法處理數據時,以加速度a為縱軸,應當以的倒數為橫軸。答案：M+m解析：向盒子內添加或去掉部分沙子,是變更系統的總質量M+m,而系統的合外力仍等于所懸掛沙桶的重力mg,保證了合外力不變。7.(浙江杭州學軍中學2024調研)為了探究“加速度與力的關系”,一同學設計了如圖4-2-5所示的試驗裝置,其中M為帶滑輪的小車的質量,m為沙和沙桶的總質量。(滑輪的質量不計)圖4-2-5(1)試驗時,肯定要進行的操作是。(填選項前的字母)A.用天平測出沙和沙桶的質量B.將帶滑輪的長木板左端墊高,以平衡摩擦力C.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,同時記錄彈簧測力計的示數D.變更沙和沙桶的質量,打出幾條紙帶E.為減小誤差,試驗中肯定要保證沙和沙桶的總質量m遠小于小車的質量M答案：BCD解析：小車上是動滑輪,因此小車所受拉力總為彈簧測力計示數的2倍,故A、E項多余。(2)該同學在試驗中得到如圖4-2-6所示的一條紙帶,且相鄰兩計數點之間還有一個計時點沒有畫出,已知打點計時器所接溝通電源的頻率f=50Hz。依據紙帶上顯示的相鄰兩計數點間的距離,可求出小車的加速度a=m/s2。(結果保留三位有效數字)

圖4-2-6圖4-2-7答案：1.50解析：由x36-x03=a(3T)2,且T=0.02×2s,解得a=1.50m/s2。(3)以小車所受的拉力F(彈簧測力計示數的兩倍)為橫坐標,加速度a為縱坐標,畫出的a-F圖像如圖4-2-7所示。請回答下