高中物理人教版 (新课标)必修13 牛顿第二定律当堂达标检测题

1．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”的本质就是想办法让小车受到的摩擦力为零

B．“平衡摩擦力”的本质就是使小车所受的重力的下滑分力与所受到的摩擦阻力相平衡

C．“平衡摩擦力”的目的就是使小车所受的合力等于所挂钩码通过细绳和滑轮对小车施加的拉力

D．“平衡摩擦力”是否成功，可根据小车拖动由打点计时器打出的纸带上的点迹间距是否均匀确定

解析：小车所受的摩擦力不可避免，平衡摩擦力的本质就是使小车的重力沿斜面方向的分力与小车所受的阻力相平衡，其目的是使小车所受的合力等于细绳对小车的拉力，故A错，B、C正确；恰好平衡摩擦力时，不给小车提供拉力，给小车一个初速度，小车拖动纸带，由打点计时器打出的纸带上的点应该是均匀的，故D正确。

答案：BCD

2．在保持小车质量M不变，探究a与F的关系时，小车质量M及砂桶和砂子的质量m分别选取下列四组值。若其他操作都正确，那么在选用哪一组值测量时，所画出的a－F图线较准确(　　)

A．M＝500 g，m分别为50 g、70 g、100 g、125 g

B．M＝500 g，m分别为20 g、30 g、40 g、50 g

C．M＝200 g，m分别为50 g、70 g、100 g、125 g

D．M＝100 g，m分别为30 g、40 g、50 g、60 g

解析：在保持小车质量M不变，探究a与F的关系时，必须满足M≫m，故选B。

答案：B

3. 如图5－2－9所示，在探究加速度与力、质量的关系实验中，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s1、s2，则在实验误差允许的范围内，有(　　)

A．当m1＝m2、F1＝2F2时，s1＝2s2          图5－2－9

B．当m1＝m2、F1＝2F2时，s2＝2s1

C．当m1＝2m2、F1＝F2时，s1＝2s2

D．当m1＝2m2、F1＝F2时，s2＝2s1

解析：题中m1和m2是车中砝码的质量，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，两车加砝码后质量仍相等，若F1＝2F2，则a1＝2a2，由s＝at2得s1＝2s2，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。

答案：A

4. 如图5－2－10所示是某同学探究加速度与力、质量的关系时，已接通电源正要释放纸带时的情况，请你指出该同学的五个差错；

(1)电源________________；

(2)电磁打点计时器位置________________；         图5－2－10

(3)滑轮位置________________；

(4)小车位置________________；

(5)长木板__________________________。

解析：探究加速度与力、质量的关系时，电磁打点计时器应使用低压(6 V)交流电源，且要固定在长木板无滑轮的一端，即应靠右端；释放纸带时小车应靠近打点计时器；连接小车的细线应保持水平，故应调节滑轮位置使拉线与长木板平行；实验时应平衡摩擦力，使小车所受重力沿斜面方向的分力与小车所受摩擦力平衡，故应垫高长木板右端平衡摩擦力。

答案：(1)应用6 V交流电源　(2)应靠右端

(3)应使拉线与长木板平行　(4)应靠近打点计时器

(5)应垫高右端平衡摩擦力

5．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(可放在气垫导轨上)；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__________________________________________________；

实验的研究对象是________________________________________________________。

(2)本实验分两大步骤进行：①______________________________________________；

②________________________________________________________________________。

解析：做本实验时，在m一定时，根据不同力作用下打出的纸带，求出加速度；F一定时，根据不同质量条件下打出的纸带，求出加速度。只要明确电火花计时器及气垫导轨的工作条件，则不难将器材选出。

答案：(1)A、B、D、F、G、H、I、J　放在气垫导轨上的滑块　(2)见解析

6．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，计算出纸带的加速度后，将加速度与力、质量的有关数值记入下表中。

表一

表二

(1)根据表中所列数据，分别画出a－F图像和a－图像。

图5－2－11

(2)根据图像可以判定：当M一定时，a与F的关系是____________；当F一定时，a与M的关系是______________。

(3)由a－F图像可知M＝________。

(4)由a－图像可知F＝________。

解析：(1)如图所示：

(2)从图像来看，图线都过原点，说明当M一定时，a与F成正比；当F一定时，a与成正比，即a与M成反比。

(3)在a－F图像中，图线的斜率表示质量的倒数，则有M＝＝＝ kg＝0.49 kg。

(4)在a－图像中，图线的斜率表示物体受的合力，

则F＝k＝＝ N＝3.88 N。

答案：(1)见解析　(2)成正比关系　成反比关系

(3)0.49 kg　(4)3.88 N

7．如图5－2－12为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度与力的关系”的实验装置。

图5－2－12

(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系统测小车的加速度。

(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5－2－13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(　　)     图5－2－13

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

解析：(1)研究a与F的关系，应保持小车的质量不变．在满足钩码质量远小于小车质量，可用钩码受到的重力作为小车受到的拉力。

(2)此图线的OA段是过原点的直线，表示钩码质量较小时，小车加速度与受到的拉力成正比；AB段明显偏离直线，是因为钩码质量较大时，不满足钩码质量远小于小车质量时，a与F不成正比，即仅C正确。

答案：(1)小车的总质量　小车所受外力　(2)①在质量不变的条件下，加速度与外力成正比　②C