4.2 加速度与力、质量的关系同步练习 2021—2022 学年高中物理粤教 版（2019）必修第一册 一、选择题（共 15 题） 1．在物理学的探索和发现过程中，科学家们运用了许多研究方法．以下关于物理学研究方法的叙述中正 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是微元法 B．根据速度定义式 v  x x Δt→0 时， ，当 就可以表示物体在 t 时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思 t t 维法 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，这里运用了假设法 D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运 动，再把各小段位移相加，这里运用了理想模型法 2．北宋文学家欧阳修有句名言：任其事必图其效；欲责其效，必尽其方．这句话的意思是：承担任一工 作，必定要考虑工作的成效，想要求得工作的成效，尽可能采用好的方式、方法。学习和研究物理问题更 加需要科学思想方法的指引，对下面列举的物理研究过程采用的思想方法认识错误的是（　　） A．瞬时速度概念的建立体现了等效替代的方法 B．质点概念的引入运用了理想化模型的方法 C．探究加速度与力、质量的关系的实验，采用了控制变量的方法 D．伽利略对自由落体运动进行系统研究．运用了实验和逻辑推理（包括数学演算）相结合的方法 3．在物理学的探索和发现过程中，运用了许多研究方法，如：理想实验法、控制变量法、极限思维法、 建立理想模型法、假设法、类比法、微元法等。以下关于所用研究方法的叙述中不正确的是（ 　　） 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是假设法 B．根据速度定义式 v  x x ，当 t � 0 时， 就可以表示物体在 t 时刻的瞬时速度，该定义运用了极限 t t 思维法 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，该实验运用了控制变量法 D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运 动，再把各小段位移相加，这里运用了微元法 4．关于物理学方法，下列说法正确的是( ) A．合力与分力的概念的提出用到了等效替代的思想方法 B．探究加速度与力、质量的关系实验用到了微元法 C．由平均速度得到瞬时速度的概念用到了控制变量法 D．推导匀变速直线运动的位移时间公式用到了极限法 5．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验步骤中，下列做法中正确的是 ( 　　 ) A．同时改变拉力 F 和小车质量 m 的大小 B．先保持小车质量 m 不变，研究加速度 a 与拉力 F 的关系，再保持 F 不变，研究 a 与 m 的关系，最后导 出 a 与 m 及 F 的关系 C．只改变拉力 F 的大小，小车质量 m 的大小始终保持不变 D．只改变小车质量 m 的大小，拉力 F 的大小始终保持不变 6．在物理学的发展过程中，科学家们创造出了许多物理学研究方法，以下关于所用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微元法 B．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，该实验采用了假设法 C．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运 动，然后把各小段的位移相加，这里采用了理想模型法 D．伽利略认为自由落体运动就是物体在倾角为 90°的斜面上的运动，再根据铜球在斜面上的运动规律得出 自由落体的运动规律，这里采用了实验和逻辑推理相结合的方法 7．关于物理学思想方法，下列说法中正确的是（　　） A．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一段近似看成匀速直线运动， 然后把各小段的位移相加，这里运用了等效替代法 B．在研究加速度 a 和外力 F，质量 m 的关系时，主要应用了理想模型的方法 C．“验证力的平行四边形定则”时，主要应用了理想实验方法 D．在定义“速度”、“加速度”、“密度”等物理量时，主要应用了比值法定义物理量 8．2020 年 9 月 6 日，未来科学大奖新闻发布会公布：中国科学院院士卢柯获物质科学奖。在物理学的探 索和发现过程中，物理过程和研究方法比物理知识本身更加重要。下列关于物理学研究方法的叙述中不正 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是理想模型法 B．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，这里运用了假设法 C．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运 动，再把各小段位移相加，这里运用了微元法 D．牛顿第一定律是在伽利略的理想斜面实验的基础上通过逻辑推理得出的规律 9．如图所示为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置．为研究加速度 a 与力 F 之间的关系，下列说法正 确的是( ) A．需保持盘和砝码质量不变 B．需保持小车质量不变 C．需保证小车质量远小于盘和砝码的总质量 D．处理数据时作出 a- 1 a F F 图象能直观判断 与 之间的关系 10．下列说法中，不正确的是（　　） A．随着科技的进步，牛顿第一定律可用实验验证 B．探究加速度与力、质量关系的实验，运用的是控制变量法 C．用质点来代替有质量的物体是采用了理想模型的方法 D．加速度表达式 a＝ v 是利用比值法得到的定义式 t 11．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，采用如图所示的实验装置与方案．本实验的特点是通过黑 板擦控制两小车的起动与停止，将测量两车的加速度转换为测量两车的位移．实验中不需要测量的物理量 是( ) A．小车运动的时间 B．小车通过的位移 C．盘和盘中重物的总质量 D．车和车上重物的总质量 12．某研究性学习小组用如图所示的装置探究牛顿第二定律。该小组在实验中确定的研究对象是小车，而 且认为细线对小车的拉力等于砂桶和砂的总重力，也是小车所受的合外力。则对该实验，以下说法中不正 确的是 (　　) A．在长木板不带定滑轮的一端下面垫一木块，反复移动木块的位置，直到小车在砂桶和砂的拉动下带动 纸带做匀速直线运动，以平衡小车运动中受到的摩擦力 B．实验中必须使砂桶和砂的总质量远小于小车的质量 C．细线对小车的真实拉力一定略小于砂桶和砂的总重力 D．该实验是应用“控制变量法”来探究牛顿第二定律的 13．关于“验证牛顿第二定律”实验中验证“作用力一定时，加速度与质量成反比”的实验过程，以下做法中正 确的是(　　 ) 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，再接通电源 D．可以利用天平测出砂桶和砂的质量 m 和小车的质量 M，直接用公式 a= mg M 求出加速度 14．“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示． 实验时小刚同学将长木板平放在水平桌面上，并利用安装在小车上的拉力传感器测出细线的拉力，保持小 车的质量不变，改变钩码的个数，得到多组数据，从而确定小车加速度 a 与细线拉力 F 的关系．图乙中符 合小刚的实验结果的是（ ） A． B． C． D． 15．小明同学按如图所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。释放小车时，实验装置如图甲 所示，小芳指出了该装置的错误。小明多余的甚至错误的操作如下： ① 电磁打点计时器接在直流电源上了 ② 小车质量没有远大于槽码质量 ③ 小车离打点计时器过远 ④ 没有平衡摩擦力 小芳的说法正确的是（　　） A．①③ B．①②③ C．①③④ D．①②④ 二、填空题（共 4 题） 16．分析加速度 a 与质量 m 的定量关系；根据记录的数据，以 a 为纵坐标，以 1 m 为横坐标，根据测量数据 1 1 1 描点，然后作出 a－ m 图像，如图所示。若 a－ m 图像是一条过原点的直线，说明 a 与 m 成______，即 a 与 m 成______。 17．在研究物体的“加速度、力和质量”三个物理量的关系时，这种研究物质问题的科学方法是_____。 18．在探究物理有关问题时，会采用一些研究方法。在研究力的合成时，采用了_________研究方法；在 研究加速度与力和质量的关系时，采用了_________研究方法。 19．2013 年 6 月 20 日宇航员王亚平在“天宫一号”上做了一个测质量的实验，原理是测出物体受到恒力作用 后的加速度，利用牛顿第二定律得到物体的质量。某物理学习小组根据上述实验原理设计了如图甲所示实 验装置来测物体的质量。将待测质量的物体放在小车上，释放砝码和砝码盘，小车在拉力（大小由力传感 器测出）作用下沿长木板运动，得到的一条纸带如图乙所示（打点频率为 50Hz ，每相邻两个计数点间还 有四个点没有画出），通过处理纸带可以得到加速度。改变砝码盘中砝码的个数，多次重复实验，得到小 车的加速度与所受拉力 a  F 的图像，如图丙所示。 （1）实验装置中垫块将木板右端垫起的目的是______。 2 （2）乙图中小车运动的加速度为______ m / s （保留三位有效数字）； （3）丙图中①表示没有放入待测物体时的情况，②表示放入待测物时的情况，则待测物体的质量 m  ____ __（用图像中所给物理量的符号表示）； 三、综合题（共 4 题） 20．试判断下列说法是否正确，并简述理由。 （1）物体的加速度越大，其速度越大。 （2）物体受到的合外力越大，其速度越大。 （3）物体受到的合外力越大，其加速度越大。 （4）物体在合外力作用下做匀加速直线运动，当合外力逐渐减小时，物体的速度逐渐减小。 21．实验中用抬高平板一端的方法来平衡摩擦力。当小车质量改变时，是否需要重新调整平板的倾斜程度？ 为什么？ 22．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 1 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 1 中空格）。请你把这些数据分拆填入表 2 和表 3 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 1 中。 表 1 实验记录 F/N m/kg a/（m·s²） 0.29 0.86 0.34 0.14 0.36 0.39 0.29 0.61 0.48 0.19 0.3