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1、实验：探究加速度与力、质量的关系习题一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）1 .在“探究加速度与力、 质量的关系”的实验中，当作用力一定，探究加速度与质量的关系时，以下做法正确的是（）。A.平衡摩擦力时，应将装祛码的托盘用细线通过定滑轮系在小车上B.每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力C.实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源D.实验数据处理时应作 a-m图象寻找加速度与质量的关系2 .物体A、B C均静止在同一水平面上，它们的质量分别为mA、m b、m c,与水平面的动摩擦因数分别为科A、科B、科C,用平行于水平面的拉力 F分别拉物体 A B、C,所得加速 度与拉力F的关系图线
2、如图4-2-15所对应的直线甲、乙、 丙所示.甲、乙两直线平行，则以 下说法正确的是（）图 4-2-15A.心 a< 心 B）ra= mBB.心 b> 心 c, mB> meC.心 b心 c, mB> meD.心 av 心 e, ra> me3.某同学在做“探究加速度与力和质量的关系”实验时，采用了课本上案例的装置，由于没有考虑重物的质量，结果得到的a-1/m图象可能是图4-2-11中的哪一个（）A.B.C.D.图 4-2-114.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,当作用力一定，探究加速度与质量的关系时，以下做法正确的是（A.平衡摩擦力时，应将装祛码的托盘用
3、细线通过定滑轮系在小车上B.每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力C.实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源D.实验数据处理时应作a- m图象寻找加速度与质量的关系a和小车的质量 M的关系时，由于没有始终满足M»m (m为砂桶及砂桶中砂的质量）的条件，结果得到的5.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，在研究小车的加速度图象应是图中的哪一个（6.A.C.I.'VB.D.某学生在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时， 在平衡摩擦力时把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大 .他所得到的aF关系可用下列哪一图线表示（a是小车的 加速度，F是细线作用于小车的拉力）A.B
4、.图 4-2-47.某学生做“探究加速度与力、质量的关系”实验中，在平衡摩擦力时，把长板的一端垫得过高，使得倾角偏大，他所得到的aF关系可用图4-2-6中的哪个图线表示（图 4-2-6所示A.C.图 4-2-6D.中，a是小车加速度，F是细线作用于小车的拉力）（）8 .在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，研究作用力一定时加速度与质量成反比的结论时，下列说法中错误的是（）A.平衡摩擦力时，应将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上B.每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力C.实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源D.在小车中增减祛码，应使小车和祛码的质量远大于砂和小桶的总质量二、填空题
5、（本大题共1小题，共4.0分）9 .质量为m的物体在F甲和F乙作用下由静止开始运动， 规律如图4-2-1所示，则F甲是F乙的 倍.若图为同一恒力F分别作用在质量为 m甲和m乙的两个物体上由静止开始运动的规律，则m甲是m乙的 倍.图 4-2-1三、计算题(本大题共3小题，共30.0分)10 .在光滑的水平面上放置着紧靠在一起的两个物体A和B (如图4-2-9所示)，它们的质量分别为ma、m b.当用水平恒力F推物体A时，问：Fl，A B图 4-2-9(1) A、B两物体的加速度多大？(2) 物体A对物体B的作用力多大？11 .如图4-2-8所示，A B、C三木块并排放在光滑水平面上，对A施加一水
6、平向右的恒力F,已知三木块白质量都是 m,分别求每一个木块所受合外力以及A对B的弹力大小。ABC图 4 一 2 一 812 .如图4-2-6所示，物体A与B, B与地面的动摩擦因数都是科，A和B相对静止，在拉力F作用下向右做匀加速运动，A B的质量分别是 ma和m b,求物体A受到的摩擦力。4BI图 4-2-6【答案】1.B2.A3.D4.B5.D6.C7.C8.D19.3.10. (1) a=F/ (m+mb)(2) T=Fm/ (m+mb)F 2F11. ；m.F12. 一吨【解析】1 .选项A中，平衡摩擦力实际上就是使小车所受重力的下滑分力与小车所受阻力相平衡，即mgsin 0 = mg
7、cos。，可见，平衡摩擦力时，不应将装祛码的托盘系在小车上；选项 B中，平衡摩擦力以后，再改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力；选项 C中，实验时，先 通电，待振针振动稳定后再放小车，使打点清晰，便于测量；选项 D中，在寻找加速度与质量的关系时，应作出 a与 豆之间的关系图象，因为 a与m的关系图线为一曲线，不能直 观地得出a与m之间的关系。2 .图象的斜率表示质量的倒数，甲、乙图象平行，所以m a= m b,丙的斜率最小，则 C物体的质量最大.由图象与横坐标的截距可知，B的最大静摩擦力大于 A的最大静摩擦力，所以有 A<Bo3 .在彳a-5关系实验时，用小盘和祛码的重力 mg代替了小车
8、所受的拉力 F,事实上，砂 和砂桶的重力 mg与小车所受的拉力 F是不相等的，这是产生实验系统误差的原因 .设小车实际加速度为a,则a=mg/(M+m).又设F=mg在这种情况下的加速度 a' =mg/M在本实验中，F (即mg)保持不变，且由a和a'对比可知，实际加速度 a与M成非线性关系，且 m越 小，图象斜率越小。4 .选项A中，平衡摩擦力实际上就是使小车所受重力的下滑分力与小车所受阻力相平衡，即m§in 0 =科mgcos。，可见，平衡摩擦力时，不应将小桶系在小车上；选项 B中，摩擦力平衡以后，再改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力；选项 C中，实验时，先通电
9、，待振针振动稳定后再放小车，使打点清晰，便于测量；选项D中，在寻找加速度与质量的关系时,应作出a与1/ m之间的关系图象，因为 a与m的关系图线为一曲线，不能直观地得出a与m之间的关系。5 .在有关实验误差的讨论问题中，经常采取把准确的（经常是理论的） 计算方法同实验中采泮igmg用的计算方法进行比较讨论。这道题就是把a= M +幽和a，= M两式进行比较，说明由此引起的图象的误差。mg在本实验中a= M +用。在研究加速度和质量的关系时，保才I m不变，由上式可知加速度 a与系统的质量（M+ g成反比。如果横轴表示顺+切，a- M +附图象应是过坐标加1 11 + 原点的直线。现将前面的式子
10、改写成a=（M）M ,由此式可知，M前面的系数M 和 九f有关，在改变 M时会发生变化，它并不是常数，因此， a和 M不是1 1正比关系。随着 M的增大，式中 M前面的系数会减小，因此图象向下弯曲偏离直线，mg11但在M mB寸，a= M , a正比于 M ,所以在 M较大（M较小）时图象近似为直线。由以上讨论可知 D选项正确。6 .当木板垫得倾角偏大时，mgsin 0 >mgcosQ ,这样，即使不悬挂祛码和小盘，小车也会产生加速度，所以应选 C。7 .长板一端垫得过高， 倾角过大时，小车的重力平行斜向下的分力大于摩擦力，没有砂桶的牵引力时，小车所受的合外力不为零 ，便有加速度，从 a
11、-F图线看，即F=。时，a=a 00, 故C选项正确。8 .平衡摩擦力时不应挂砂桶，只需将小车放在长木板上，使长木板的一端垫高， 当小车刚好能匀速运动时，即平衡了摩擦力，A选项错误.当改变小车质量时，沿斜面向下的分力、摩擦力都跟质量成正比地改变，一次平衡后，就不用再平衡了，B选项正确.实验时应先接通电源，让打点计时器正常工作，再放开小车，才能打出完整的纸带，C选项错误.在小车减少祛码时，必须保证小车的质量远大于小桶和砂的总质量，才能近似使小车受到的牵引力等于砂和桶的重力。小甲 3F罩ti甲二19 .由图象知甲、乙的加速度之比为僦 1若物体的质量一定，由 aF知之 气 1修甲一口乙_ 1若物体受
12、力相同，由aal/m知 尚之口甲3。10 .两个物体在推力的作用下在水平面上一定做匀加速直线运动.对整体来说符合牛顿第二定律；对于两个孤立的物体分别用牛顿第二定律也是正确的.设物体运动的加速度为 a,两物体间的作用力为 T,把A、B两个物体隔离出来画在右侧 .因为物体组只在水平面上运动，在竖直方向上是平衡的，所以分析每个物体受力时可以只讨论水平方向的受力.A物体受水平向右的推力F和水平向左的作用力 T, B物体只受一个水平向右的作用力T.对两个物体分别列牛顿第二定律的方程：T F T4 I纥对ma满足F-T=maa对mb满足T=ma+得F= (m+mb) a解得：a=F/ (ma+mb)将式代
13、入式可得 T=Fm b/ (m a+m b)11 .在竖直方向上各物体受力平衡，我们只考虑水平方向即可：根据牛顿第二定律对整体可 列方程F=3ma而每一个木块受合外力为 Fi=ma联立式解得Fi=与再以BC整体为研究对象，则A对B的弹力F AB=2ma2F联立式解得Fae=；A物体加速度的力只是静12 .由于整体都在加速，A物体有与整体相同的加速度，而能产生摩擦力.运用整体法和隔离法的受力情况分别为4 27,VI图 4-2- 7根据牛顿第二定律对 A、B整体可列方程F-f=(m a+m>)a而 f= M nN=(ma+m)g以A为研究对象，根据牛顿第二定律可列方程f a=maam.Ffl.式联立，解得fa=-科mg.