2024-2025学年高一物理人教版必修第一册同步作业：实验：探究加速度与力、质量的关系
一、单选题
1．某小组用如图所示的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。下列说法正确的是( )
A.电火花计时器应接直流电源
B.实验前应把长木板的一端垫起适当高度，以补偿小车运动时所受阻力的影响
C.实验中槽码质量应远远大于小车质量
D.实验时应先释放小车，再启动电火花计时器
2．如图所示，倾角为θ的粗糙斜面固定在水平地面上，跨过轻质滑轮的轻质细绳左端与物块A连接，右端与物块B连接时，物块A恰好能沿斜面匀速下滑，仅将细绳右端的物块B换为物块C时.物块A恰好能沿斜面匀速上滑.已知物块A与斜面间的动摩擦因数为滑轮摩擦不计，物块B，C的质量之比为( )
A. B. C. D.
3．完成“探究加速度a与质量m的关系”实验后，小凡得出了加速度与质量成反比的结论。下列图像中，与这一结论相符的是( )
A. B. C. D.
4．以下关于物理学研究方法的叙述正确的是( )
A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法
B.根据速度的定义式，当非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了放大思想方法
C.在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，该探究运用了类比的思想方法
D.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里运用了微元法
5．如图甲为用DIS（拉力传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系的实验装置，图乙为根据测得的多组数据画出的关系图线。对于该实验下列说法正确的是( )
A.小车受到的拉力等于钩码的重力
B.钩码的质量必须远小于小车的质量
C.该实验必须保持钩码的质量不变
D.乙图中直线未过原点的原因是补偿阻力时轨道右端垫得过高
6．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，为直观判断加速度a和质量m之间的关系，应根据实验数据做出的图像是( )
A.图像 B.图像 C.图像 D.图像
7．在“探究加速度与力，质量的关系”的实验中，保持物体受力不变，探究得到物体的加速度a与物体质量m之间的关系，下列关系正确的是( )
A. B. C. D.
8．用图示气垫导轨装置探究滑块（含挡光片）的加速度a与其质量M的关系，所有操作为正确。某次实验中滑块的质量为M时，测得它的加速度为；滑块质量变为时，测得它得加速度为，则( )
A. B. C. D.
二、多选题
9．下列有关物理问题的思想与方法说法中，正确的是( )
A.探究加速度与力、质量的关系实验中使用了控制变量的方法
B.伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律，采用等效替代法
C.库仑扭秤实验中通过测量平面镜反射光线在标尺上的偏移量，计算金属丝的扭转角，采用了放大的思想
D.研究一段弯曲的导线在磁场中受到安培力时，将其分为很多小段的直导线的处理方法，采用了割补思维法
10．在“验证牛顿运动定律”的实验中，以下做法错误的是( )
A.平衡摩擦力时，应将小盘用细绳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，再接通打点计时器电源
D.求小车运动的加速度时，可用天平测出小盘的质量以及小车质量M，直接用公式求出
11．在高中物理力学实验中，下列说法中正确的是( )
A.利用打点计时器在“研究匀变速直线运动规律”的实验中，可以根据纸带上的点迹计算物体运动的加速度
B.在“验证力的平行四边形定则”实验中，要使力的作用效果相同，只需橡皮条具有相同的伸长量
C.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，需要先平衡摩擦力
D.在“验证机械能守恒定律”的实验中，应选取密度大体积小的物体
三、填空题
12．在“探究加速度与力，质量的关系”实验中，得到甲，乙两个实验图线。其中，描述关系图线的是________；描述关系图线的是_________。
13．如图所示是“探究加速度与质量之间的关系”实验装置，实验中不计摩擦阻力并保持钩码质量5克不变，正确完成实验步骤后，得到小车加速度的倒数与小车质量M的关系图。则图线在纵轴截距为___________，斜率为___________。
14．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a与质量m的数量关系，应作________图象（选填“”或“”）。
四、计算题
15．某同学用图所示的实验装置探究小车的加速度a与质量m的关系。所用交变电流的频率为50 Hz。
（1）图是他某次实验得到的纸带，两计数点间有四个点未画出，部分实验数据如图所示。求小车的加速度是多少。
（2）保持小车所受的拉力不变，改变小车质量m，分别测得不同质量时小车加速度a的数据如表6所示。
请在图的坐标纸中作出图像。根据图像可以得到什么实验结论？
次数 1 2 3 4 5 6 7 8
质量 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67
加速度 0.318 0.557 0.482 0.403 0.317 0.235 0.152 0.086
质量倒数 4.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60
16．某同学在做“探究加速度与力的关系”和“探究加速度与质量的关系”实验时，把两个实验的数据都记录在表3中。数据是按加速度的大小排列的，两个实验的数据混在一起，而且有两个加速度数据模糊不清（表3中空格）。请你把这些数据分拆填入表4和表5中，如果模糊的加速度数据是正确的，其数值应该是多少？请填在表3中。
表3 实验记录
0.29 0.86 0.34
0.14 0.36 0.39
0.29 0.61 0.48
0.19 0.36 0.53
0.24 0.36 0.67
0.29 0.41 0.71
0.29 0.36 0.81
0.29 0.31 0.94
0.34 0.36 0.94
表4 探究加速度与力的关系（条件：）
0.14 0.19 0.24 0.29 0.34
0.39 0.53 0.81 0.94
表5 探究加速度与质量的关系（条件：）
0.86 0.61 0.41 0.36 0.31
0.34 0.48 0.71 0.81
参考答案
1．答案：B
解析：A.电火花计时器应接220V交流电源，选项A错误；
B.实验前应把长木板的一端垫起适当高度，以补偿小车运动时所受阻力的影响，即平衡摩擦力，选项B正确；
C.实验中槽码质量应远远小于小车质量，这样可认为小车受到的拉力近似等于槽码的重力，选项C错误；
D.实验时应先启动电火花计时器，再释放小车，选项D错误。
故选B。
2．答案：B
解析：右端与物块B连接时，物块A恰好能沿斜面匀速下滑，根据受力平衡可得，右端与物块C连接时，物块A恰好能沿斜面匀速上滑，根据受力平衡可得，联立可得物块B、C的质量之比为，故选B。
3．答案：C
解析：加速度与质量成反比，则am图像应为一条曲线，故A、B错误；加速度与质量成反比，则加速度与质量的倒数成正比，则图像为一条过原点的倾斜直线，故C正确，D错误。
4．答案：D
解析：A.质点采用的科学方法为建立理想化的物理模型的方法，故A错误；
B.为研究某一时刻或某一位置时的速度，我们采用了取时间非常小，即让时间趋向无穷小时的平均速度作为瞬时速度，即采用了极限思维法，故B错误；
C.在研究加速度与质量和合外力的关系时，由于影响加速度的量有质量和力，故应采用控制变量法，故C错误；
D.在探究匀变速运动的位移公式时，采用了微元法将变速运动无限微分后变成了一段段的匀速运动，即采用了微元法；故D正确。
故选D。
5．答案：D
解析：A.钩码加速向下运动时处于失重状态，此时小车受到的拉力小于钩码的重力，选项A错误；
B.由于有力传感器测量拉力，则不需要钩码的质量必须远小于小车的质量，选项B错误；
C.实验中研究小车受的力和加速度的关系，则该实验必须保持小车的质量不变，选项C错误；
D.乙图可知，当时加速度不为零，可知直线未过原点的原因是补偿阻力时轨道右端垫得过高，平衡摩擦力过头造成的，选项D正确。
故选D。
6．答案：C
解析：在研究两个变量之间的关系时，为了直观判断二者间的关系，应做出直线图形。在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，探究加速度与质量的关系时，为了直观判断二者间的关系，应做出图像，该图像是一条直线，其他图像分析加速度与力、质量的关系不直观。
故选C。
7．答案：C
解析：探究物体的加速度a与物体质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出直线图形。因此当作出图象时，其是过原点的一条直线，那么可确定a与m成反比，而，，的图象均不是过原点的直线，故ABD错误，C正确；
故选：C。
8．答案：D
解析：当滑块的质量为M时，设绳子拉力为，以滑块M为对象，根据牛顿第二定律可得
以重物m为对象，根据牛顿第二定律可得
联立解得
当滑块的质量为时，设绳子拉力为，以滑块为对象，根据牛顿第二定律可得
以重物m为对象，根据牛顿第二定律可得
联立解得
D正确，ABC错误；
故选D。
9．答案：AC
解析：A.探究加速度与力的关系时，我们控制小车质量不变；探究加速度与质量的关系时我们控制小车受的合力不变，所以实验使用了控制变量的方法，A正确；
B.伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律，采用逻辑推理法，B错；
C.库仑扭秤实验中金属丝扭转的角度较小，不便直接测量，通过放大后可测量，C正确；
D.研究一段弯曲的导线在磁场中受到安培力时，将其分为很多小段的直导线的处理方法，采用了微元的思维方法，D错误。
故选AC。
10．答案：ACD
解析：A.平衡摩擦力时，应让小车自由下滑，使其匀速运动，此时小盘不能与小车连上，故A错误，符合题意；
B.每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，故B正确，不符合题意；
C.实验时，为充分利用纸带，先接通打点计时器电源，再释放小车，故C错误，符合题意；
D.求小车运动的加速度时，可用天平测出小盘的质量以及小车质量M，根据牛顿第二定律
求出，故D错误，符合题意。
故选ACD。
11．答案：ACD
解析：A.“研究匀变速直线运动规律”的实验中利用逐差法可求出加速度大小，故A正确；
B.在“验证力的平行四边形定则”实验中，要使力的作用效果相同，橡皮条具有相同的伸长量，且拉伸方向相同，故B错误；
C.“探究加速度与力、质量的关系”实验中，需要先平衡摩擦力，故C正确；
D.“验证机械能守恒定律”的实验中，应使物体所受重力远大于阻力，所以，应选取密度大体积小的物体，故D正确。
故选ACD。
12．答案：乙；甲
解析：根据牛顿第二定律
合外力一定时，加速度与质量成反比，描述关系图线的是乙；
质量一定时，加速度与合外力成正比，描述关系图线的是甲。
13．答案：0.1；20
解析：根据牛顿第二定律
整理得
故图线在纵轴截距为
斜率为
14．答案：
解析：根据控制变量法可知在探究小车的加速度和质量的关系，应该保持小车所受拉力F不变；根据
可整理为
的线性函数关系，为了直观地判断加速度a与质量m之间的关系，应该建立的图像。
15、
（1）答案：见解析
解析：解：由题意相邻计数点时间间隔，由得
（2）答案：见解析
解析：如图所示
16．答案：见解析
解析：解：表4：探究加速度与力的关系，需保证质量不变，取多组数据，故小车质量取，有5组数据，填入表4中，由已知表格数据知：m一定时，比值约为，故当时，。
表5：探究加速度与质量的关系，需保证合力（拉力）不变，取多组数据，故，有5组数据，填入表5中，由已知数据知：
F一定时，，可得当时，。
