1、实验：探究加速度与力、质量的关系合格考训练(25分钟满分60分) )1(20分)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，渗透了研究问题的多种科学方法：(1)实验环境的等效法：_平衡摩擦力法_；(2)实验条件设计的科学方法：_控制变量法_；(3)实验原理的简化：_近似法_，即当小车质量M车m沙时，细绳对小车的拉力大小近似等于沙及桶的总重力m沙g；(4)实验数据处理的科学方法：_图像法_；(5)由aM车图像转化为a图像，所用的科学方法：_化曲为直法_。(以上各题均选填“理想实验法”“图像法”“平衡摩擦力法”“化曲为直法”“控制变量法”或“近似法”)解析：(1)由于小车运动受到摩擦阻力，所以要进行
2、平衡摩擦力，以减小实验误差，称为平衡摩擦力法；(2)在探究加速度、力与质量三者关系时，先保持其中一个量不变，来探究其他两个量之间的关系，称为控制变量法；(3)当小车质量M车m沙时，细绳对小车的拉力大小近似等于沙及桶的总重力m沙g，称为近似法；(4)通过图像研究实验的结果，称为图像法；(5)在作图时，由aM车图像转化为a图像，使图线由曲线转化为直线，称为化曲为直法。2(12分)如图1所示，为“探究加速度与力、质量的关系” 实验装置，槽码的质量为m1，小车和砝码的质量为m2，重力加速度为g。实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，作出aF图像，他可能作出图2中_甲_(选填“甲”“乙”“丙
3、”)图线。此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是_D_。A小车与轨道之间存在摩擦B导轨保持了水平状态C所用小车和砝码的质量m2太大D槽码的质量m1太大解析：图丙表示平衡摩擦力过度，图甲表示没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够。图线弯曲表示没有满足m2m1的实验条件。3(14分)(2019北京市东城区高一上学期期末)图甲是用来探究加速度和力之间关系的实验装置示意图，图乙是其俯视图。两个相同的小车，放在带有定滑轮的木板上(事先通过调节木板与水平面间的夹角来抵消摩擦力的影响)，前端各系一条细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里放有砝码。两个小车后端各系一条细线，细线后端用夹子固定，打开夹
4、子，小盘和砝码牵引小车运动，合上夹子，两小车同时停止运动。(1)用刻度尺测出两小车的位移，位移之比就等于它们的_加速度_之比；(2)为了探究加速度大小和力大小之间的关系，应保持两个_小车_(选填“小车”或“小盘和砝码”)的质量相等；(3)为减小误差，应使小盘和砝码的总质量尽可能_远小于_(选填“远小于”“等于”或“大于”)小车质量。解析：(1)根据初速度为零的匀变速直线运动位移时间关系xat2，两小车运动时间相等，位移与加速度成正比；(2)根据控制变量法，要探究加速度和力之间的关系，需要小车的质量保持不变，即两小车质量相等；(3)实验中用小盘和槽码的重力作为小车受到的拉力。只有在盘和盘中槽码的
5、质量远远小于小车的质量时，绳对小车拉力大小近似等于盘和盘中槽码的重力。4(14分)某实验小组利用图1所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验。(1)在实验中必须将长木板右端垫高，目的是_平衡摩擦力_，当不挂钩码时小车能匀速运动时，表明已调好。(2)为了减小误差，每次实验必须通过改变钩码的个数来改变小车所受合外力，获取多组数据。若小车质量为400 g，实验中每次所用的槽码总质量范围应选_A_组会比较合理。(填选项前的字母)A10 g40 g B200 g400 g C1 000 g2 000 g(3)图2中给出的是实验中获取的纸带的一部分：1、2、3、4、5是计数点，每相邻两计数点间还有
6、4个打点未标出，由该纸带可求得小车的加速度a_1.11_m/s2_。(计算结果保留三位有效数字)(4)改变钩码的个数重复实验，得到加速度a与合外力F的关系如图3所示，分析线段OA，可得出实验结论是_在质量不变的条件下，加速度与合外力成正比_。解析：(1)实验中将长木板右端垫高，是为了平衡摩擦力。(2)为减少实验误差，应满足Mm，所以应选A组槽码。(3)a1.11 m/s2(4)由图3可知，加速度与合外力成正比。 等级考训练(15分钟满分40分) )1(18分)某研究性学习小组用如图1所示的装置探究牛顿第二定律，该小组在实验中确定的研究对象是小车，而且认为细线对小车的拉力等于沙桶和沙的总重力，也
7、是小车所受的合外力。(1)(多选)对该实验，以下说法中正确的是_CD_。A将电磁打点计时器接在6 V电压的干电池组上，先接通电源，再放开小车B在长木板不带定滑轮的一端下面垫一木块，反复移动木块的位置，直到小车在沙桶和沙的拉动下带动纸带做匀速直线运动，以平衡小车运动中受到的摩擦力C实验中必须使沙桶和沙的总质量远小于小车的质量D细线对小车的真实拉力一定略小于沙桶和沙的总重力(2)某同学在做实验时，不慎将已平衡好摩擦力的长木板下面垫的小木片向远离定滑轮端移动一段距离而没有发现，那么描绘出来的aF图像应是图2中的哪一个？_B_(3)如图3所示是某同学在实验中打出的一条纸带，O、A、B、C、D为在纸带上
8、所选的计数点，相邻计数点间还有四个点，所用交变电源的频率为50Hz，量出相邻计数点之间的距离分别为：OA2.40 cm，AB2.81 cm，BC3.24 cm，CD3.64 cm。则打点计时器打下C点的瞬时速度vC_0.344_ m/s，该物体运动的加速度a_0.418_ m/s2(结果均保留三位有效数字)解析：(1)电磁打点计时器应接在电压为6 V以下的交流电源上，故A错误；平衡摩擦力时，沙桶和沙不能挂在小车上，故B错误；当小车的质量远大于沙和沙桶的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于沙和沙桶的总重力大小，故C正确；细线对小车的真实拉力一定略小于沙桶和沙的总重力，故D正确，故选C、
9、D。(2)长木板下面垫的小木片向远离定滑轮端移动一段距离，导致木板倾角减小，平衡摩擦力不够，因此当存在一微小拉力F时，物体的加速度为零，故A、C、D错误，B正确。(3)相邻两个计数点之间还有4个点没有画出，则相邻计数点时间间隔为0.1 s；所以有：vC m/s0.344 m/s根据xaT2有：a m/s20.418 m/s2。2(22分)如图为用拉力传感器(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时的速度。(1)实验主
10、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_匀速直线_运动。把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端绕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_细线与长木板平行_。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)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率的平方差，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
11、.422.342.4442.624.65_4.84_53.005.495.72(3)由表中数据，在图上作出aF关系图线。_图见解析_(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_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，细线必须与木板平行。(2)由匀变速直线运动速度与位移的关系vv2ax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图像可知，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。
