1、4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系 1(2011年龙岩高一检测)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，关于平衡摩擦力的说法中正确的是()A“平衡摩擦力”的本质就是想办法让小车受到的摩擦力为零B“平衡摩擦力”的本质就是使小车所受的重力的下滑分力与所受到的摩擦阻力相平衡C“平衡摩擦力”的目的就是要使小车所受的合力等于所挂钩码通过细绳和滑轮对小车施加的拉力D“平衡摩擦力”是否成功，可由小车拖动由打点计时器打出的纸带上的点迹间距是否均匀而确定解析：选BCD.小车所受的摩擦力不可避免，平衡摩擦力的目的就是使小车的重力沿斜面方向的分力与小车所受的阻力相平衡，其目的是使小车所受的合力等于细绳对小车
2、的拉力，故A错，B、C正确，恰好平衡摩擦力时，小车拖动纸带，不给小车提供拉力，给小车一个初速度，由打点计时器打出的纸带应该是均匀的，故D正确2在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列说法正确的是()A平衡摩擦力时，小桶应用细线通过定滑轮系在小车上，但小桶内不能装砂B实验中应始终保持小车和砝码的质量远远大于砂和小桶的质量C实验中如用纵坐标表示加速度，用横坐标表示小车和车内砝码的总质量，描出相应的点在一条直线上时，即可证明加速度与质量成反比D平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力解析：选BD.平衡摩擦力时，绳上不要挂小桶，接通打点计时器，让小车拖着纸带沿斜板匀速
3、运动，A错，D对实验中用砂和小桶的总重力代替小车受到的合力，只有当小车与砝码的总质量远大于砂和小桶的总质量时，两种力才大体相等，B对实验中作出的a图象为过原点的直线，才能证明加速度与质量成反比，C错3如图426所示是某同学根据实验数据画出的图象，下列说法中正确的是()图426A形成图甲的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大B形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小C形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大D形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小解析：选AD.aF图象纵轴有截距说明力F为零时加速度不为零，此时倾角过大，A正确横轴有截距说明施加力F后加速度有一过程仍为零，说明倾角太大，平衡摩擦
4、力不足，C错a图象纵轴有截距说明倾角太大，平衡摩擦力过大，B错而横轴有截距，说明平衡摩擦力不足，倾角太小，故D正确4在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，用改变砂的质量的办法来改变对小车的作用力F.用打点计时器测出小车的加速度a，得出若干组F和a的数据，然后根据测得的数据作出如图427所示的aF图线，发现图线既不过原点，又不是直线，原因是()图427A没有平衡摩擦力，且小车质量较大B平衡摩擦力时，所垫木板太高，且砂和小桶的质量较大C平衡摩擦力时，所垫木板太低，且砂和小桶的质量较大D平衡摩擦力时，所垫木板太高，且小车质量较大解析：选C.由题图知，增大F的大小，一开始a始终为零，说明平衡摩擦力
5、时，所垫木板太低，没完全平衡掉摩擦力，随F的增大，图线出现弯曲，说明不能满足小车及砝码的质量远远大于砂的质量，故只有C正确图4285(2011年台州模拟)如图428所示，在探究加速度与力、质量的关系的演示实验中，若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F1、F2，车中所放砝码的质量分别为m1、m2，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x1、x2，则在实验误差允许的范围内，有()A当m1m2、F12F2时，x12x2B当m1m2、F12F2时，x22x1C当m12m2、F1F2时，x12x2D当m12m2、F1F2时，x22x1解析：选A.题中m1和m2是车中砝码的质量，绝不能认为是小车的质量当
6、m1m2时，两车总质量仍相等，因F12F2，则a12a2.由xat2知，A正确，B错误；若m12m2，两车总质量关系未知，故C、D不能确定6(2011年正定高一检测)如图429为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置：图429(1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持_不变，用钩码所受的重力作为_，用DIS测小车的加速度图4210(2)改变所挂钩码的数量，多次重复测量在某次实验中根据测得的多组数据可画出aF关系图线(如图4210所示)分析此图线的OA段可得出的实验结论是_此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是()A小车与轨道之间存在摩擦B导轨保
7、持了水平状态C所挂钩码的总质量太大D所用小车的质量太大答案：(1)小车质量小车受到的合力(2)质量一定时，加速度与合外力成正比C7(2009年高考江苏卷)“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图4211甲所示图4211(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图4211乙所示计时器打点的时间间隔为0.02 s从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离该小车的加速度a_m/s2.(结果保留两位有效数字)(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度小车的加速度a与砝码盘中砝
8、码总重力F的实验数据如下表：砝码盘中砝码总重力F(N)0.1960.3920.5880.7840.980加速度a (ms2)0.691.181.662.182.70请根据实验数据作出aF的关系图象图4212(3)根据提供的实验数据作出的aF图线不通过原点，请说明主要原因解析：(1)am/s20.16 m/s2或am/s20.15 m/s2.(2)见答案(3)小车、砝码盘和砝码组成的系统所受合外力为砝码盘和砝码的总重力，而表中数据漏计了砝码盘的重力，导致合力F的测量值小于真实值，aF的图线不过原点答案：(1)0.16(0.15也算对)(2)如图所示(3)未计入砝码盘的重力8某同学设计了一个探究加
9、速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，图4213甲为实验装置简图(交流电的频率为50 Hz)图4213(1)图乙为某次实验得到的纸带，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)(2)保持砂和砂桶质量不变，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：实验次数物理量12345678小车加速度a/(ms2)1.901.721.491.251.000.750.500.30小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67/kg14.003.453.032.502.001.411.000.60请在如图4214所示的方格坐标纸中画
10、出a图线，并依据图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是_图4214图4215(3)保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F的变化图线，如图4215所示该图线不通过原点，请你分析其主要原因是_.解析：(1)连续相等的时间间隔内，从纸带上可得到四段位移的大小，可以选用逐差法计算加速度由x16.19 cmx26.70 cmx37.21 cmx47.72 cm电火花打点计时器周期T0.02 s用逐差法可得x3x12a(2T)2x4x22a(2T)2故a3.2 m/s2.(2)在a坐标系中描点连线得a图线如图所示，可得a(3)由aF图线F增大至某值时物体开始有加速度，说明实验前没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不充分答案：(1)3.2 m/s2(2)见解析a(3)实验前没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不充分