全国高考物理二轮专题训练实验：探究加速度与力质量的关系（含解析）

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1、3-5实验：探究加速度与力、质量的关系一、选择题1．为了更直观地反映物体的加速度a与物体质量m的关系，往往用二者的关系图象表示出来，该关系图象应选(　　)矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。A．a－m图象　　　　　　B．m－a图象C．a－图象D.－a图象[答案]C[解析]在作用力相同的情况下，质量越大，速度的变化越慢，加速度越小，两者可能成反比，则用a－图象更容易判断。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。2．如果a－图象是通过原点的一条直线，则说明(　　)A．物体的加速度a与质量m成正比B．物体的加速度a与质量m成反比C．物体的质量m与加速度a成正比D．物体的质量m与加速度a成反比[答案]B[解析]a－图象

2、是通过原点的一条直线，则a与成正比，则加速度a与质量m成反比，A项错误，B项正确。物体的质量为定值，故C、D选项错误。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。3．在利用打点计时器和小车做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，下列说法中正确的是(　　)A．平衡摩擦力时，应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上B．连接砝码盘和小车的细绳应与长木板保持平行C．平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动D．小车释放前应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车[答案]BCD[解析]本实验先平衡摩擦力而后再把悬挂小盘的细绳系在小车上，所以A选项错误。4．在“验证牛顿第二定律”的实验中，在研究加速度a与小车的质量M的

3、关系时，由于没有注意始终满足M≫m的条件，结果得到的图象应是图中的(　　)酽锕极額閉镇桧猪訣锥。[答案]D[解析]在本实验中，小车的加速度a＝＝，则绳子的张力F＝，在研究加速度跟小车质量M的关系时，保持m不变，若横轴为1/(M＋m)，则a－1/(M＋m)图象应是过原点的直线，当满足M≫m时，m可以忽略不计，a≈，a－1/M图象还可以满足图象是过原点的直线；当小车的质量较小，不满足M≫m时，斜率将变小，图象便发生弯曲。故选D。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。二、非选择题5．(2012·宝鸡质检)某实验探究小组为了探究物体的加速度与所受合外力之间的关系，设计了如图a所示的实验装置。该实验小组成

4、员用钩码的重力作为小车所受的合力，用传感器测小车的加速度，通过改变钩码的数量，多次重复测量，可得小车运动的加速度a和所受合力F的关系图象，他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a－F图象，如图b所示。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。(1)图b中的图象____________是在轨道右侧抬高的情况下得到的(填“①”或“②”)。当钩码的数量增大到一定程度时，图b中的图象明显偏离直线，造成此误差的主要原因是________。厦礴恳蹒骈時盡继價骚。(2)小车和传感器接收器的总质量m＝________kg，小车和轨道间的动摩擦因数μ＝________(g＝10m/s2)。茕桢广鳓鯡

5、选块网羈泪。[答案](1)①　所挂钩码的总质量太大　(2)0.5　0.2[解析](1)由图象可知，①图象中没有拉力的时候已经有加速度了，因此是在轨道右侧抬高的情况下得到的；钩码的数量增大到一定程度时，图象明显偏离直线，是因为所挂码的总质量太大，钩码的重力不能看做小车所受的合力了。(2)由题图b可知图象斜率为1/m；由图中数据可求得m＝0.5kg，μ＝0.2。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。6．(2012·南京模拟)某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，图(a)所示为实验装置简图。(交流电的频率为50Hz)籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。(1)图(b)所示为某次实验得到的纸带

6、，根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s2。(保留两位有效数字)預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。(2)保持沙和沙桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据如下表：渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。实验次数12345678小车加速度a/m·s－21.901.721.491.251.000.750.500.30小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67/kg－14.003.453.032.502.001.411.000.60请在如图所示的坐标纸中画出a－图象，并由图象求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是________。铙

7、誅卧泻噦圣骋贶頂廡。[答案](1)3.2　(2)图象见解析　a＝[解析](1)由逐差法得a＝＝＝×10－2m/s2≈3.2m/s2。擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。(2)如图所示由图知斜率k＝0.5，即保持拉力F＝0.5N，所以a＝＝。贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。7．(2013·山东潍坊)某同学将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器的控钩上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，根据所测数据在坐标系中作出了如图所示的a－F图象。坛摶乡囂忏蒌