人教版（2019）高中物理必修一4.2实验：探究加速度与力，时间的关系 学案（有解析）.docxVIP

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针对练习第四章：运动和力的关系

针对练习

第四章：运动和力的关系

4.2实验：探究加速度与力，质量的关系

基础知识

基础知识

一、填空题

1．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中：

（1）为了探究加速度与力的关系，应保持_____________不变；

（2）为了探究加速度与质量的关系，应保持力不变；为了直观地判断加速度与质量的数量关系，应作___________图像（选填“”或“”）。

【答案】????质量????

【解析】（1）[1]为了探究加速度与力的关系，应保持质量不变。

（2）[2]当F不变时，a与m成反比，为了直观地判断加速度与质量的数量关系，应作，从而使作出的图线为直线，达到直观的目的。

2．在探究物理有关问题时，会采用一些研究方法。在研究力的合成时，采用了_________研究方法；在研究加速度与力和质量的关系时，采用了_________研究方法。

【答案】????等效替代????控制变量

【解析】[1]在研究力的合成时，通过使两个互成角度的力共同作用时的效果与另一个力单独作用时的效果相同，研究这两个互成角度的力与另外一个力的关系，即采用了等效替代研究方法。

[2]在研究加速度与力和质量的关系时，通过控制其中一个物理量不变，研究加速度与另一个物理量之间的关系，即采用了控制变量研究方法。

二、实验题

3．“探究加速度与力、质量的关系”实验装置如图甲所示。图中小车的质量为M，钩码的质量为m，小车后面固定一条纸带，纸带穿过电磁打点计时器，计时器接50Hz的交流电。

（1）实验过程中某学生由于疏忽没有平衡摩擦力，他测量得到的a-F图像，可能是图乙中的图线___________；（选填“A”、“B”或“C”）

（2）如图丙所示，某次实验得到的纸带，纸带中相邻计数点间的距离已标出，相邻计数点间还有四个点没有画出。由此可求得小车加速度大小为___________m/s2，在计数点2时速度大小为___________m/s。（保留两位有效数字）

【答案】????C????0.50##0.49????0.26

【解析】（1）[1]实验过程中若没有平衡摩擦力，则根据牛顿第二定律有

即

所以a-F图像将存在横截距，即可能是图乙中的图线C。

（2）[2]由题意，相邻两计数点间的时间间隔为

小车加速度大小为

（选用前两段数据计算结果0.49m/s2也对）

[3]在打计数点2时小车的速度大小为

4．用如图甲所示的实验装置探究小车的加速度a与力F的关系。

（1）进行实验时，___________（选填“需要”或“不需要”）将长木板左端垫高以平衡摩擦力；

（2）根据实验数据画出如图乙所示的a-F图像，由此得出实验结论：在小车质量保持不变时，小车的加速度a与力F成___________（选填“正比”或“反比”）。

【答案】????需要????正比

【解析】（1）[1]探究小车的加速度a与力F关系的实验中，长木板上的摩擦力不可忽略，需要将长木板左端垫高以平衡摩擦力；

（2）[2]由图可知小车的加速度a与力F成正比关系。

5．用如图1所示的装置完成“探究加速度与力、质量的关系”实验。

实验在消除小车所受摩擦力影响的操作中，小车后面___________（选填“需要”或“不需要”）固定纸带。如图2是根据实验数据作出的小车图像，依据该图像可以得出的实验结论是：_______________。

【答案】????需要????合外力一定时，加速度与质量成反比

【解析】[1]实验在消除小车所受摩擦力影响的操作时，需要考虑纸带的影响，并且可以通过打点计时器在纸带上留下计数点的距离来判断，小车所受摩擦力是否消除，故小车后面需要固定纸带。

[2]图像是一条过原点的倾斜直线，说明a与成正比关系，即合外力一定时，加速度与质量成反比。

6．小张同学准备做“探究加速度与力和质量的关系”实验。

（1）以下为实验室提供的部分器材，需要使用的器材是______。（填字母代号）

A．B．

C．D．

（2）关于这个实验下列说法正确的是______。（填字母代号）

A．不需要补偿阻力的操作

B．只需一条纸带就能得到多组数据

C．需要先接通打点计时器的电源再释放小车

（3）在本实验中要求调节定滑轮使细线与长木板平行的理由是______。

【答案】????ABC????C????使细线拉力等于小车所受合外力

【解析】（1）[1]小车为研究对象，天平用来测量小车质量以及砂和砂桶质量，打点计时器用来打点计时，时间不需要秒表测量。

故选ABC。

（2）[2]A．需要平衡小车受到的摩擦力，使砂和砂桶总重力近似等于小车所受合外力，故A错误；

B．一条纸带只能得到一组数据，故B错误