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第四章牛顿运动定律4-2基础训练1．(上海市浦东新区09－10学年高一上学期期末)在研究物体的“加速度、作用力和质量”三个物理量的关系时，我们用实验研究了小车“在质量一定的情况下，加速度和作用力的关系”；又研究了“在作用力一定的情况下，加速度和质量之间的关系”．这种研究物理问题的科学方法是()A．建立理想模型的方法B．控制变量法C．等效替代法D．类比法答案：B2．在利用“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，下列说法中正确的是()A．平衡摩擦力时，应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上B．连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行C．平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动D．小车释放前应靠近打点计时器，且应先接电源再释放小车答案：BCD解析：本题考查实验过程中应注意的事项，选项A中平衡摩擦力时，不能将砝码盘及盘内砝码(或小桶)拴在小车上，A错；选项B、C、D符合正确的操作方法，B、C、D对．3．探究加速度与力、质量的关系实验如下：(1)在探究物体的加速度与力的关系时，应保持________不变，分别改变施加在物体上的力F，测出相对应的加速度a.(2)在探究物体的加速度与物体的质量的关系时，应保持________不变，分别改变物体的质量m，测出相应的加速度a.(3)为了更直观地反映物体的加速度a与物体质量m的关系，往往用二者的关系图象表示出来，该关系图象应选用()A．a－m图象B．m－a图象C．a－1m图象D.1m－a图象(4)如果a－1m图象是通过原点的一条直线，则说明()A．物体的加速度a与质量m成正比B．物体的加速度a与质量成反比C．物体的质量m与加速度a成正比D．物体的质量与加速度a成反比(5)如果a－F图象是通过原点的一条直线，说明物体的加速度a与施加在物体上的力成________关系．答案：(1)物体质量m(2)施加在物体的力F(3)C(4)B(5)正比4．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，备有下列器材：A．电火花计时器；B.天平；C.秒表；D.交流电源；E.电池；F.纸带；G.细绳、砝码、滑块(可骑在气垫导轨上)；H.气垫导轨(一端带定滑轮)；I.毫米刻度尺；J.小型气泵(1)实验中应选用的器材有________________________________________________________________________；实验的研究对象________________________________________________________________________．(2)本实验分两大步骤进行：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________.答案：(1)ABDFGHIJ；滑块(2)①在m一定时，根据不同力作用下打出的纸带，求出加速度；②F一定时，根据不同质量条件下打出的纸带，求出加速度．5．(河北衡水中学09－10学年上学期第三次调研)如图是某同学利用教材提供的方案进行“探究加速度与力、质量的关系”实验时，正要打开夹子开始实验时的情况．该同学实验存在的错误是__________________________________________________．答案：该实验前没有平衡摩擦力、拉小车的细线应平行桌面、实验电源应为4～6伏交流电源、小车应靠近打点计时器、打点计时器应距左端较远．6．用斜面、小车、砂桶、砝码等器材做“探究加速度与力、质量的关系”实验，下图是实验中一条打点的纸带，相邻记数点的时间间隔为T，且间距s1，s2，s3，…，s6已量出．i(1)请写出三个不同的计算加速度的表达式．(2)如图a，甲同学根据测量数据画出a－F图线，表明实验的问题是________．(3)乙、丙同学用同一装置实验，画出了各自得到的a－F图线如图b所示，说明两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？并比较其大小．答案：(1)a＝(s2－s1)/T2；a＝(s4－s1)/3T2；a＝[(s6＋s5＋s4)－(s3＋s2＋s1)]/9T2.(2)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够．(3)两小车及车上的砝码的质量不同，且M乙M丙．能力提升1．如下图所示为某些同学根据实验数据画出的图象，下列说法中正确的是()A．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答案：AD解析：甲图是平衡摩擦力时长木板倾角过大，牵引力为零时，小车已有加速度，所以A对，C错．丁图是平衡摩擦力时长木板倾角过小，导致图线不过原点，有一定拉力后才有加速度，所以B错，D对．2．如图所示，在探究牛顿第二定律的演示实验中，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m1＝m2、F1＝2F2时，x1＝2x2B．当m1＝m2、F1＝2F2时，x2＝2x1C．当m1＝2m2时，x1＝2x2D．当m1＝2m2、F1＝F2时，x2＝2x1答案：A解析：题中m1和m2是车中砝码的质量，决不能认为是小车的质量．本题中只说明了两小车是相同的，并没有告诉小车的质量是多少．当m1＝m2时，两车加砝码质量仍相等，若F1＝2F2，则a1＝2a2，由x＝12at2得x1＝2x2，A对．若m1＝2m2时，无法确定两车加砝码后的质量关系，两小车的加速度关系也就不明确，自然无法判定两车的位移关系．3．(河北正定中学09－10学年高一上学期期末)如图为“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．(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．(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a－F关系图线(如图所示)．①分析此图线的OA段可得出的实验结论是________________________________________．②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(2)小车受到的合外力(2)①质量一定时，加速度与合外力成正比②C4．(沈阳二中08－09学年高一上学期期末)下面是某实验小组用气垫导轨和光电计时器(数字计时器)“探究加速度与外力关系”时的实验装置和得到的数据表格．保持滑块质量M不变时的实验数据如下表：砝码的质量滑块所受拉滑块通过光滑块通过光两光电门的滑块加速度m/kg力大小的近似值F/N电门1的速度v1(m/s)电门2的速度v2(m/s)距离s/m的计算值a/(m/s2)5×10－34.9×10－20.090.150.50a1＝____×10－210×10－39.8×10－20.120.210.50a2＝____×10－215×10－314.7×10－20.140.250.50a3＝____×10－2①请完成上面表格内的“加速度的计算值”的填空(结果取2位有效数字)②根据表中数据，在下图的a－F坐标系中描出相应的点．并作出a－F图象③由a－F图象得出的结论为：________________________________________________________________________.答案：①a1＝1.4a2＝3.0a3＝4.3②图略，要点：过原点的直线③在保持物体质量M不变时，加速度a与合外力F成正比．5．(2009·潍坊模拟)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G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间Δt1、Δt2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x，牵引砝码的质量为m.回答下列问题：(1)实验开始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＝0.4kg，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．m1＝5gB．m2＝15gC．m3＝40gD．m4＝400g(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求加速度的表达式为：________________________________________________________________________.(用Δt1、Δt2、D、x表示)[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．(2)D(3)a＝DΔt22－DΔt122x[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)应满足M≫m，故m4＝400g不合适．(3)由v1＝DΔt1，v2＝DΔt2，v22－v21＝2ax可得：a＝DΔt22－DΔt122x.