高一物理 4.2、4.3影响加速度的因素 探究加速度与力、质量的定量关系课后
巩固作业 粤教版必修1
（40分钟 50分）
1.(5分) 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”的本质就是设法让小车受到的摩擦力为零
B. “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对小车施加的拉力
C. “平衡摩擦力”时应将小车在挂上钩码后通过细绳和滑轮拉动在其运动过程中进行调整
D. “平衡摩擦力”是否成功，可由小车拖动而由打点计时器打出的纸带上的点迹间距是否均匀来确定
2.(5分) 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. 实验中所用电源为低压直流电源
B. 可以将装有砝码的小盘用钩码代替，这样会使实验更加方便
C. 实验结果不作a -M图象，而作a -1图象，是为了便于根据图象直观地作出判断 M
D. 改变小车质量时，要重新平衡摩擦力
3.(5分) 卡车质量大于小车质量，两车以相同速度行驶，当两车以相同的制动力刹车时，下面说法正确的是( )
A. 两车同时停止 B.卡车先停止
C. 小车先停止 D.无法判断
4.(5分) 在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”实验中，要采用控制变量法来进行研究，实验装置如图所示
.
(1)在研究加速度与物体质量的关系中，需要保持__________不变，而改变小车质量，来探究小车运动加速度与小车质量的关系.
(2)在实验中，为减小实验误差，要把斜面右端垫高一些，以平衡摩擦力，使小车受到的合力等于绳对小车的拉力；那么在每次改变小车质量后，是否要重新平衡摩擦力？__________ (选填“不要”或“要”).
(3)在寻找加速度和质量的关系时，采用图象方法处理数据，图象坐标应该选用__________ (选填“a -m”
或“a -1/m”).
5.(6分) 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，我们得到了如图所示的两个实验图象甲、乙，描述加速度与质量关系的图线是__________，描述加速度与力的关系的图线是
__________.
6.(7分) 在“探究加速度与力、质量的关系”实验时，已提供了小车、一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线. 为了完成实验，还须从图中选取实验器材，其名称是____________ (漏选或全选得零分) ；并分别写出所选器材的作用
____________________________.
7.(8分) 在做“探究加速度和力、质量的关系”的实验中，保持小车和砝码的总质量不变，测得小车的加速度a 和拉力F 的数据如表所示
(1)根据表中的数据在坐标系上作出a-F 图象；
(2)图象斜率的物理意义是_____________________________________.
(3)小车和砝码的总质量为____________kg.
(4)图线(或延长线) 与F 轴截距的物理意义是________________________.
8．(9分) 为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验．其中G 1、G 2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G 1、G 2光电门时，光束被遮挡的时间Δt 1、Δt 2都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M ，挡光片宽度为d ，光电门间距离为s ，牵引砝码的质量为m. 回答下列问题：
(1)实验开始前应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位？
答：____________________________________________________________
(2)若取M ＝0.4 kg，改变m 的值，进行多次实验，以下m 的取值不合适的一个是
____________________________________．
A ．m 1＝5 g B．m 2＝15 g
C ．m 3＝40 g D．m 4＝400 g
(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为：
____________________________________________________________.
(用Δt 1、Δt 2、d 、s 表示)
答案解析 1. 【解析】选B 、D. 在小车的运动过程中受到的摩擦阻力是永远存在、无法使之为零的，故A 选项错误. 平衡摩擦力的实质就是让小车轨道具有合适的倾角而成为一个斜面, 从而使小车所受重力的下滑分力mgsin θ与摩擦阻力f 相平衡, 进而使小车所受的合力等于所挂的钩码通过细绳和滑轮对小车施加的拉力.
故B 选项正确，平衡摩擦力时必须在不挂钩码让小车拖动纸带自由运动时进行调整(即调整轨道斜面倾角), 直至所打出的纸带上的点迹间距均匀分布为止, 故D 选项正确而C 选项错误.
2. 【解析】选C. 打点计时器要用交流电源，A 错误；用钩码代替装有砝码的小盘，因钩码质量太大，不能满足小车质量远远大于钩码质量，误差太大，B 错误；实验结果作a -1 图象，更能直观地作出判断，C M
正确；从本实验平衡摩擦力来看，改变小车质量时，不用重新平衡摩擦力，D 错误.
3. 【解析】选C. 两车制动力相同，卡车的质量大，所以卡车的制动加速度小，由v=at可知，卡车停止运动需要的时间长，所以小车先停止.
4. 【解析】(1)研究加速度与质量的关系时，是通过改变小车质量来探究加速度的变化，此过程中拉小车的力不变，即小沙袋的重力不变.
(2)平衡摩擦力后不要再调整来平衡摩擦力，因为mgsin θ=μmgcos θ, 平衡摩擦力与小车质量的改变无关.
(3)a -m图象是曲线不易画也不易判断a 和m 的关系，而a -1图象是直线易画也易判断a 和m 的关系. m 答案：(1)小沙袋重力(或绳对小车拉力) (2)不要 (3)a-1/m
5. 【解题指南】解答本题应把握以下两点：
(1)m不变，a 与F 成正比.
(2)F不变，a 与m 成反比.
【解析】甲图中的图象为经过原点的倾斜直线，表明加速度a 与横坐标轴所表示的物理量成正比，即甲图描述了加速度与力的关系；乙图为双曲线的一支，表明加速度与横坐标轴所表示的物理量成反比，故乙图描述了加速度与质量的关系.
答案：乙 甲
6. 【解析】为测量小车的加速度, 需记录小车运动的位置和时间, 这可利用打点计时器和纸带完成. 所以, 实验中应有打点计时器. 实验中需要改变小车的质量, 这可通过在小车上添加钩码来实现, 所以实验中应有钩码. 实验中还需要改变小车所受拉力的大小, 这可通过改变盘中的砝码的数目来改变, 所以实验中应有砝码.
答案：学生电源、电磁打点计时器、钩码、砝码(或电火花计时器、钩码、砝码)
学生电源为电磁打点计时器提供交流电源；电磁打点计时器(电火花计时器) 记录小车运动的位置和时间；钩码用以改变小车的质量；砝码用以改变小车受到的拉力的大小，还可用于测量小车质量
【变式备选】在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中备有下列器材：A. 打点计时器;B. 天平;C. 秒表;D. 低压交流电源;E. 电池;F. 纸带;G. 细绳、砝码、小车、小盘；H. 薄木块;I. 装有细沙的小桶
其中多余的器材是__________________________________________________；
缺少的器材是______________________________________________________.
【解析】本实验中不需要测时间，秒表多余；电磁打点计时器所用电源为低压交流电源，不用电池；需要用刻度尺测纸带上计数点间的距离，小车运动的平台是一端带滑轮的长木板.
答案：C 、E 刻度尺、一端带滑轮的长木板
7. 【解析】(1)根据所给数据在所给坐标系中准确描点，作出的a-F 图象如图所示
.
(2)根据(1)中图象可知，保持小车和砝码的总质量不变，小车的加速度a 和拉力F 成正比；若保持力F 不变，改变小车和砝码的总质量，通过实验探究可知小车的加速度a 与小车和砝码的总质量成反比. 因此可以判断(1)中图象斜率表示小车和砝码总质量的倒数.
(3)由(1)中图象可得：1∆a =，解得M=1 kg. M ∆F
(4)由a-F 图象可知, 当力F=0.1 N时, 小车开始运动, 说明此时小车受到的阻力为0.1 N.
答案：(1)见解析 (2)小车和砝码总质量的倒数
(3)1 (4)小车受到的阻力为0.1 N
8．【解析】(1)如果气垫导轨水平，则不挂砝码时，M 应能在任意位置静止不动，或推动M 后能使M 匀速运动．
(2) M和m 应满足M 》m ，故m 4＝400 g不合适．
(3)由v 1=d d 22,v 2=,v 2-v 1=2as ∆t 1∆t 2
(d 2d 2) -() ∆t 2∆t 1. 可得：a=2s
答案：(1)取下牵引砝码，M 放在任意位置都不动；或取下牵引砝码，轻推滑行器M ，数字计时器记录每一个光电门的光束被挡的时间Δt 都相等．
d 2d 2) -() ∆t 2∆t 1(2)D (3)a= 2s (
【总结提升】探究加速度与力、质量的关系实验误差分析
(1)由实验原理mg=Ma得a=mg F mg =，而实际上a ′=，所以小车的实际加速度小于真实的加速M M M +m 度，存在着系统误差，为了尽可能的减小误差，本实验要求M 》m.
(2)在a -F图象和a-1图象中，若出现图线不过原点的情况，则是由于平衡摩擦力不够或平衡摩擦力过M
1增大到一定值时) ，小车才开始有加速度，说明木板的倾M 量而引起. 甲图表示的是拉力为0时，小车已经具有了加速度，说明木板的倾角过大，平衡摩擦力过度；乙图表示的是小车的质量减小到一定值时(即
角过小，平衡摩擦力不够
.
高一物理 4.2、4.3影响加速度的因素 探究加速度与力、质量的定量关系课后
巩固作业 粤教版必修1
（40分钟 50分）
1.(5分) 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”的本质就是设法让小车受到的摩擦力为零
B. “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对小车施加的拉力
C. “平衡摩擦力”时应将小车在挂上钩码后通过细绳和滑轮拉动在其运动过程中进行调整
D. “平衡摩擦力”是否成功，可由小车拖动而由打点计时器打出的纸带上的点迹间距是否均匀来确定
2.(5分) 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. 实验中所用电源为低压直流电源
B. 可以将装有砝码的小盘用钩码代替，这样会使实验更加方便
C. 实验结果不作a -M图象，而作a -1图象，是为了便于根据图象直观地作出判断 M
D. 改变小车质量时，要重新平衡摩擦力
3.(5分) 卡车质量大于小车质量，两车以相同速度行驶，当两车以相同的制动力刹车时，下面说法正确的是( )
A. 两车同时停止 B.卡车先停止
C. 小车先停止 D.无法判断
4.(5分) 在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”实验中，要采用控制变量法来进行研究，实验装置如图所示
.
(1)在研究加速度与物体质量的关系中，需要保持__________不变，而改变小车质量，来探究小车运动加速度与小车质量的关系.
(2)在实验中，为减小实验误差，要把斜面右端垫高一些，以平衡摩擦力，使小车受到的合力等于绳对小车的拉力；那么在每次改变小车质量后，是否要重新平衡摩擦力？__________ (选填“不要”或“要”).
(3)在寻找加速度和质量的关系时，采用图象方法处理数据，图象坐标应该选用__________ (选填“a -m”
或“a -1/m”).
5.(6分) 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，我们得到了如图所示的两个实验图象甲、乙，描述加速度与质量关系的图线是__________，描述加速度与力的关系的图线是
__________.
6.(7分) 在“探究加速度与力、质量的关系”实验时，已提供了小车、一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线. 为了完成实验，还须从图中选取实验器材，其名称是____________ (漏选或全选得零分) ；并分别写出所选器材的作用
____________________________.
7.(8分) 在做“探究加速度和力、质量的关系”的实验中，保持小车和砝码的总质量不变，测得小车的加速度a 和拉力F 的数据如表所示
(1)根据表中的数据在坐标系上作出a-F 图象；
(2)图象斜率的物理意义是_____________________________________.
(3)小车和砝码的总质量为____________kg.
(4)图线(或延长线) 与F 轴截距的物理意义是________________________.
8．(9分) 为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验．其中G 1、G 2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G 1、G 2光电门时，光束被遮挡的时间Δt 1、Δt 2都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M ，挡光片宽度为d ，光电门间距离为s ，牵引砝码的质量为m. 回答下列问题：
(1)实验开始前应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位？
答：____________________________________________________________
(2)若取M ＝0.4 kg，改变m 的值，进行多次实验，以下m 的取值不合适的一个是
____________________________________．
A ．m 1＝5 g B．m 2＝15 g
C ．m 3＝40 g D．m 4＝400 g
(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为：
____________________________________________________________.
(用Δt 1、Δt 2、d 、s 表示)
答案解析 1. 【解析】选B 、D. 在小车的运动过程中受到的摩擦阻力是永远存在、无法使之为零的，故A 选项错误. 平衡摩擦力的实质就是让小车轨道具有合适的倾角而成为一个斜面, 从而使小车所受重力的下滑分力mgsin θ与摩擦阻力f 相平衡, 进而使小车所受的合力等于所挂的钩码通过细绳和滑轮对小车施加的拉力.
故B 选项正确，平衡摩擦力时必须在不挂钩码让小车拖动纸带自由运动时进行调整(即调整轨道斜面倾角), 直至所打出的纸带上的点迹间距均匀分布为止, 故D 选项正确而C 选项错误.
2. 【解析】选C. 打点计时器要用交流电源，A 错误；用钩码代替装有砝码的小盘，因钩码质量太大，不能满足小车质量远远大于钩码质量，误差太大，B 错误；实验结果作a -1 图象，更能直观地作出判断，C M
正确；从本实验平衡摩擦力来看，改变小车质量时，不用重新平衡摩擦力，D 错误.
3. 【解析】选C. 两车制动力相同，卡车的质量大，所以卡车的制动加速度小，由v=at可知，卡车停止运动需要的时间长，所以小车先停止.
4. 【解析】(1)研究加速度与质量的关系时，是通过改变小车质量来探究加速度的变化，此过程中拉小车的力不变，即小沙袋的重力不变.
(2)平衡摩擦力后不要再调整来平衡摩擦力，因为mgsin θ=μmgcos θ, 平衡摩擦力与小车质量的改变无关.
(3)a -m图象是曲线不易画也不易判断a 和m 的关系，而a -1图象是直线易画也易判断a 和m 的关系. m 答案：(1)小沙袋重力(或绳对小车拉力) (2)不要 (3)a-1/m
5. 【解题指南】解答本题应把握以下两点：
(1)m不变，a 与F 成正比.
(2)F不变，a 与m 成反比.
【解析】甲图中的图象为经过原点的倾斜直线，表明加速度a 与横坐标轴所表示的物理量成正比，即甲图描述了加速度与力的关系；乙图为双曲线的一支，表明加速度与横坐标轴所表示的物理量成反比，故乙图描述了加速度与质量的关系.
答案：乙 甲
6. 【解析】为测量小车的加速度, 需记录小车运动的位置和时间, 这可利用打点计时器和纸带完成. 所以, 实验中应有打点计时器. 实验中需要改变小车的质量, 这可通过在小车上添加钩码来实现, 所以实验中应有钩码. 实验中还需要改变小车所受拉力的大小, 这可通过改变盘中的砝码的数目来改变, 所以实验中应有砝码.
答案：学生电源、电磁打点计时器、钩码、砝码(或电火花计时器、钩码、砝码)
学生电源为电磁打点计时器提供交流电源；电磁打点计时器(电火花计时器) 记录小车运动的位置和时间；钩码用以改变小车的质量；砝码用以改变小车受到的拉力的大小，还可用于测量小车质量
【变式备选】在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中备有下列器材：A. 打点计时器;B. 天平;C. 秒表;D. 低压交流电源;E. 电池;F. 纸带;G. 细绳、砝码、小车、小盘；H. 薄木块;I. 装有细沙的小桶
其中多余的器材是__________________________________________________；
缺少的器材是______________________________________________________.
【解析】本实验中不需要测时间，秒表多余；电磁打点计时器所用电源为低压交流电源，不用电池；需要用刻度尺测纸带上计数点间的距离，小车运动的平台是一端带滑轮的长木板.
答案：C 、E 刻度尺、一端带滑轮的长木板
7. 【解析】(1)根据所给数据在所给坐标系中准确描点，作出的a-F 图象如图所示
.
(2)根据(1)中图象可知，保持小车和砝码的总质量不变，小车的加速度a 和拉力F 成正比；若保持力F 不变，改变小车和砝码的总质量，通过实验探究可知小车的加速度a 与小车和砝码的总质量成反比. 因此可以判断(1)中图象斜率表示小车和砝码总质量的倒数.
(3)由(1)中图象可得：1∆a =，解得M=1 kg. M ∆F
(4)由a-F 图象可知, 当力F=0.1 N时, 小车开始运动, 说明此时小车受到的阻力为0.1 N.
答案：(1)见解析 (2)小车和砝码总质量的倒数
(3)1 (4)小车受到的阻力为0.1 N
8．【解析】(1)如果气垫导轨水平，则不挂砝码时，M 应能在任意位置静止不动，或推动M 后能使M 匀速运动．
(2) M和m 应满足M 》m ，故m 4＝400 g不合适．
(3)由v 1=d d 22,v 2=,v 2-v 1=2as ∆t 1∆t 2
(d 2d 2) -() ∆t 2∆t 1. 可得：a=2s
答案：(1)取下牵引砝码，M 放在任意位置都不动；或取下牵引砝码，轻推滑行器M ，数字计时器记录每一个光电门的光束被挡的时间Δt 都相等．
d 2d 2) -() ∆t 2∆t 1(2)D (3)a= 2s (
【总结提升】探究加速度与力、质量的关系实验误差分析
(1)由实验原理mg=Ma得a=mg F mg =，而实际上a ′=，所以小车的实际加速度小于真实的加速M M M +m 度，存在着系统误差，为了尽可能的减小误差，本实验要求M 》m.
(2)在a -F图象和a-1图象中，若出现图线不过原点的情况，则是由于平衡摩擦力不够或平衡摩擦力过M
1增大到一定值时) ，小车才开始有加速度，说明木板的倾M 量而引起. 甲图表示的是拉力为0时，小车已经具有了加速度，说明木板的倾角过大，平衡摩擦力过度；乙图表示的是小车的质量减小到一定值时(即
角过小，平衡摩擦力不够
.