2 实验：探究加速度与力、质量的关系知识点题库

在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图A所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打出的点计算出．

①当M与m的大小关系满足时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力．

②一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变车中砝码的质量，测出相应的加速度．采用图象法处理数据．为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与的图象．

③如图B所示为甲同学根据测量数据作出的a﹣F图象，说明实验存在的问题是．

④乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a﹣F图象如图C所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同，它是．

在探究“加速度与力、质量的关系”的活动中：

（1）
某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装成如图1所示．请你指出该装置中两处错误或不妥之处：
① ；
② ．
（2）改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验．图2是他在实验中得到的一条纸带，图中相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s，由图中的数据可算得小车的加速度a为 m/s² ．（图中数据单位均为cm，结果保留两位有效数字）
（3）为保证绳子对小车的拉力约等于沙桶和沙子的重力mg，则沙桶和沙子的质量m与小车的质量M应满足的关系是：

某小组利用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律．实验中，他们平衡了摩擦力，用天平测出小车的总质量，用细线所挂钩码的总重代替小车所受的牵引力大小F．

（1）他们还在实验时调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细线与木板平行．这样做的目的是．

A . 避免小车在运动过程中发生抖动 B . 使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰 C . 保证小车最终能够做匀速直线运动 D . 使细线拉力等于小车受到的合力
（2）实验得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示，O、A、B、C、D是在纸带上选取的计数点，相邻计数点间还有4个打的点未画出，AB、CD间的距离分别为x₁、x₂ ，打点计时器的打点周期为T，则小车运动的加速度大小为．
（3）如表录了小车质量一定时，牵引力大小F与对应的加速度a的几组数据，请在图丙的坐标中描点作出a﹣F图线．
钩码个数
1
2
3
4
5
F（N）
0.49
0.98
1.47
1.96
2.45
a（m•s^﹣²）
0.92
1.68
2.32
2.88
3.32
（4）实验中画出的a﹣F图线与理论计算的图线（图中已画出）有明显偏差，其原因主要是．

某同学设计了如甲、乙两图所示的实验装置来探究加速度与物体质量、物体受力的关系。

（1）（填“甲”或“乙”）实验装置比较好，原因是.
（2）该同学选择比较理想的实验装置后，平衡摩擦力后，打出了一条纸带如图丙所示，计时器打点的时间间隔为0.02s。从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离，该小车经过计数点“2”的瞬时速度v = m/s的加速度a = m/s² （结果保留两位有效数字）
（3）在实验误差允许范围内，当小车的质量不变时，小车的加速度与小车的合外力满足图的关系。

如图(a)所示，用来验证牛顿第二定律的实验装置，也可以用来验证动能定理.其实验过程为：

A.测出小车的质量M=900g；

B.在木板右侧垫小木块以平衡小车受到的摩擦力；

C.测出小桶和沙的总质量m=100g；

D.按图安装好实验装置，接通频率为50Hz的低压交流电源，放开小车，让打点计时器在纸带上打好点后取下纸带；

E.纸带上的一段如图(b)所示，每5个打点取一个计数点，各计数点间的距离如图所示.

（1）选从A到E对应的过程研究，重力加速度取9.8m/s² ，则小桶和沙的重力所做的功W=J；小车动能的增量△E_k=J(两空均保留3位有效数字)
（2）如果实验操作和数值计算的过程都正确无误，但实验结果W和△E_k在误差允许范围内总是不相等，你认为主要原因是：.

某次“探究加速度a跟物体所受的合外力F和质量m的关系”时，实验如下

（1）下列做法正确的是________ (填字母代号)

A . 调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行 B . 在调节木板倾斜角度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上 C . 实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源 D . 通过增减木块上的砝码改变质量时，不需重新调节木板倾角
（2）图甲为实验装置图。图乙为某次实验得到的一段纸带，计数点A、B、C、D、E间的时间间隔为0.1 s，根据纸带可求出小车的加速度大小为m/s²(结果保留两位有效数字)
（3）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，进行多次测量。根据实验数据作出了加速度a随拉力F的变化图线如图所示。图中直线没有通过原点，其主要原因是
（4）保持砂和砂桶质量不变，改变小车中砝码质量，进行多次测量，得到小车加速度a、质量m及其对应的 $\text{[math]}$ 的数据如表中所示：

①在图示的坐标纸中画出物体的a－ $\text{[math]}$ 图线；

②根据作出的a－ $\text{[math]}$ 图象可以得到的结论是：

做“探究功与速度变化的关系”实验,，有如下图所示的两种实验方案

图片_x0020_100017

图片_x0020_100018

图片_x0020_100019

图片_x0020_100020

（1）若采用如图1所示的实验方案，
①关于橡皮筋做功，下列说法正确的是

A.橡皮筋做功的具体值可以直接测量

B.橡皮筋在小车运动的全程中始终做功

C.通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加

D.若橡皮筋伸长量变为原来的2倍，则橡皮筋做功也增加为原来的2倍

②在正确操作情况下，打在纸带上的点如图3所示，点与点之间的时间间隔为 $\text{[math]}$ 。请求出此次橡皮筋做功后小车最终获得的速度为 $\text{[math]}$ (结果保留2位小数)。
（2）若采用如图2所示的实验方案，尝试通过测得细绳拉力( 近似等于悬挂重物重力)做的功和小车获得的速度值进行探究，则:
①除图2所示器材外，另外准备了打点计时器的墨粉纸盘、纸带、小车、细沙、刻度尺，为完成实验还需要下图4中的实验器材是 ( 填写相应器材的名称)。

②下列说法正确的是

A.该方案不需要平衡摩擦力

B.该方案操作时细线应该与木板平行

C.该方案处理数据时应选择匀速运动时的速度

D.该方案中要使小车的质量远大于小沙桶和桶中沙的质量

③按图2所示装置调整完毕后接通电源，释放小车，打出一条纸带，然后以 $\text{[math]}$ 为纵坐标， $\text{[math]}$ 为横坐标，利用实验数据做出如图5所示的正 $\text{[math]}$ 图象。由此图象可得 $\text{[math]}$ 随 $\text{[math]}$ 变化的表达式为。

某实验小组应用如图所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为m₂ ，所挂砝码质量为m₁ ，打点计时器所接的交流电的频率为50Hz，动滑轮轻质。实验步骤如下：

A.按图所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；

B.调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；

C.挂上钩码，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；

D.改变钩码的数量，重复步骤C，求得小车在不同合力作用下的加速度。

根据以上实验过程，回答以下问题：

（1）对于上述实验，下列说法正确的是_________。

A . 钩码的质量应远小于小车的质量 B . 实验过程中钩码处于超重状态 C . 与小车相连的轻绳与长木板一定要平行 D . 弹簧测力计的读数应为钩码重力的一半
（2）实验中打出的其中一条纸带如图所示，由该纸带可求得小车的加速度a= $\text{[math]}$ （结果保留两位有效数字）
（3）由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象，与本实验相符合的是_____________。

A . B . C . D .
（4）实验时，某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，若轨道水平，他测量得到的 $\text{[math]}$ 图象如图2，设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则小车与木板间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ =.

用如图甲所示的实验装置，探究加速度与力、质量的关系实验中，将一端带定滑轮的长木板放在水平桌面上，实验小车通过轻细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为f＝50Hz．在保持沙桶及沙的总质量不变的情况下，放开砂桶，小车加速运动，处理纸带得到小车运动的加速度为a。改变小车上钩码的质量，重做多次实验，分析纸带，作a﹣ $\text{[math]}$ 图获取a与m的关系。

（1）某次得到图乙所示纸带。纸带上相邻计数点之间还有4个点未画出，由纸带数据计算加速度为m/s² ．（保留3位有效数字）
（2）以上实验操作前，（填“需要”或“不需要”）垫高木板打点计时器一端以平衡小车摩擦力；（填“需要”或“不需要”）满足沙和沙桶总质量远小于小车和车上钩码总质量。

用图甲所示的装置进行探究加速度与力、质量之间的关系实验，图乙是其俯视图。两个相同的小车放在平板上，车左端各系一条细绳，绳跨过过定滑轮各挂一个相同的小盘。实验中可以通过增减车中的砝码改变小车的质量，通过增减盘中的砝码改变拉力。两个小车右端通过细线用夹子固定，打开夹子，小车在小盘和砝码的牵引下运动，合上夹子，辆小车同时停止。

（1）小盘和砝码的总质量（选填“需要”或“不需要”）远小于小车的质量；
（2）探究“加速度与合力之间的关系”时，应在砝码盘中放质量（选填“相同”或“不相同”）的砝码；
（3）探究“加速度与质量之间的关系”时，事实上小车和平板间存在摩擦力，下列说法中正确的是。

A . 若用气垫导轨代替平板有利于减小误差 B . 因为两小车质量相同时与桌面的摩擦力相同，所以摩擦力不影响实验结果 C . 砝码盘中加的砝码越多加速度越大，摩擦力近似可以忽略，有利于减小误差

用图甲所示的装置“探究加速度与力、质量的关系”，实验中，保持小车质量一定时，探究小车加速度与合力F的关系。

（1）除了电火花计时器、小车、天平（附砝码）、砝码盘、细线、附有定滑轮的长木板、垫木、导线及开关外，在下列器材中必须使用的有_____________（选填选项前的字母）

A . 220V、50Hz的交流电源 B . 电压可调的直流电源 C . 刻度尺 D . 秒表
（2）为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，以下操作正确的是_____________。

A . 调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行 B . 在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将砝码和砝码盘通过细线挂在小车上 C . 在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上
（3）某同学得到了图乙所示的一条纸带，由此得到小车加速度的大小a=m/s²（保留三位有效数字）
（4）在本实验中认为细线的拉力F等于破码和砝码盘的总重力mg，已知三位同学利用实验数据作出的a —F图象如图丙中的1、2、3所示，下列分析正确的是_________（选填选项前的字母）

A . 出现图线1的原因可能是没有平衡摩擦力 B . 出现图线2的原因可能是破码和破码盘的质量不合适 C . 出现图线3的原因可能是在平衡摩擦力时长木板的倾斜度过大
（5）在本实验中认为细线的拉力F等午砝码和砝码盘的总重力mg，由此造成的误差是（选填“系统”或“偶然”）误差，设拉力的真实值为F_真，小车的质量为M，为了使 $\text{[math]}$ <5%，应当满足的条件是 $\text{[math]}$ ＜。

某实验小组应用如图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，砝码及砝码盘的总质量为m，所用的打点计时器所接的交流电的频率为50Hz，实验步骤如下：

图片_x0020_1082578242

A．按图所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；

B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；

C．挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；

D．改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤C，求得小车在不同合力作用下的加速度.

根据以上实验过程，回答以下问题：

（1）对于上述实验，下列说法正确的是（___________）

A . 小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等 B . 实验过程中砝码盘处于超重状态 C . 与小车相连的轻绳与长木板一定要平行 D . 弹簧测力计的读数应为砝码和砝码盘总重力的一半 E . 砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量
（2）实验中打出的一条纸带如图乙所示，由该纸带可求得小车的加速度为m/s²。（结果保留2位有效数字）
（3）由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象，与本实验相符合的是（）

某同学利用如图装置“探究加速度与力、质量的关系”

图片_x0020_327497545 图片_x0020_100002 图片_x0020_100003

（1）本实验采用的物理思想方法是（_________）

A . 等效替代法 B . 控制变量法 C . 直接比较法 D . 理想实验法
（2）实验中小车质量应沙和沙桶的总质量（选填“远大于”、“远小于”或“等于”）;
（3）该同学实验中打出如图2一条纸带，计时器打点的时间间隔为0.02s，从比较清晰的点起，每5个点取1个计数点，量出相邻两个计数点之间的距离分别为：OA=1.20cm，AB=1.50cm，BC=1.80cm，CD=2.10cm，则小车的加速度大小为m/s² （保留两位有效数字）；
（4）在实验中保持小车质量不变，改变沙和沙桶的总质量，测得沙和沙桶的总重力F和加速度a的数据如下表：

F/N

0.15

0.30

0.48

0.62

0.74

a/（m•s^﹣2）

0.05

0.16

0.30

0.40

0.49

①根据测得的数据，在图3中作出 a - F 图象；

②根据图1可知a – F 图象未过坐标原点的原因可能是；

（1）某实验小组欲利用图甲所示装置“探究加速度 $\text{[math]}$ 与质量 $\text{[math]}$ 的关系”，其操作正确的是___________。

A . 如图安装好实验器材后，首先平衡摩擦力，即不挂钩码，调节长木板的倾角，然后接通电源，并轻推小车让小车带着纸带匀速滑下 B . 实验时所挂钩码的总质量应保持不变，且钩码的总质量必须远小于小车的质量 C . 每次改变小车的质量后均需重新平衡摩擦力 D . 测出多组 $\text{[math]}$ 数据后，为了找到 $\text{[math]}$ 的关系，应作 $\text{[math]}$ 图像
（2）该实验小组若欲继续探究“加速度与合力的关系”，为了更准确地测出小车所受合力的情况，该小组将实验装置改装成了如图乙所示的装置，其具体操作步骤如下：
①按图乙所示安装好实验器材，木板放在水平桌面上，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；

②挂上钩码，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，根据纸带求出小车的加速度；

③改变钩码的数量，重复步骤②，求得小车在不同合力作用下的加速度。

i.对于上述实验，下列说法正确的是；

A．实验过程中应保证小车的质量不变    B．钩码的质量应远小于小车的质量

C．与小车相连的细线与长木板一定要平行    D．弹簧测力计的读数应为钩码重力的一半

ⅱ.由本实验得到的数据做出小车的加速度 $\text{[math]}$ 与弹簧测力计的示数 $\text{[math]}$ 的关系图像应为；

A．    B．     C．     D．

ⅲ.如图丙所示为某次实验得到的一条纸带， $\text{[math]}$ 为连续取出的六个计数点，打出的每5个点为一个计数点，所用电源的频率为 $\text{[math]}$ 。由于不小心，纸带 $\text{[math]}$ 间被扯断，因此实验小组只测出了计数点 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 间的距离，则由所测纸带数据可得小车运动的加速度大小为 $\text{[math]}$ ，并由此可计算出 $\text{[math]}$ 间的距离应为 $\text{[math]}$ 。（均保留两位小数）

在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时，采用如图所示的实验装置，小车及车中的砝码质量用 $\text{[math]}$ 表示，盘及盘中的砝码质量用 $\text{[math]}$ 表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带上由打点计时器打出的点计算出。

图片_x0020_100022

（1）当 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的大小关系满足时，才可以认为细线对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力；
（2）在保持小车及车中的砝码质量 $\text{[math]}$ 一定，探究加速度与所受合外力的关系时，由于平衡摩擦力时操作不当，两位同学得到的 $\text{[math]}$ 关系分别如图中甲、乙所示( $\text{[math]}$ 是小车的加速度， $\text{[math]}$ 是细线作用于小车的拉力)。其原因分别是：

甲图：；乙图：。

某研究性学习小组用图甲装置测定当地重力加速度，其主要操作步骤如下：

①将电磁铁（小铁球）、光电门调节在同一竖直线上；

②切断电磁铁电源，小铁球由静止下落，光电计时器记录小铁球通过光电门的时间t，并用刻度尺测量出小铁球下落前和光电门的距离h；。

③改变光电门的位置，重复②的操作，测出多组h和t；

④计算出小铁球每次通过光电门的速度v，作出v²-h图像。

请结合以上操作，回答以下问题：

（1）用游标卡尺测小球的直径，如图乙所示，则d=mm；

（2）实验数据如下表，将表格中空缺的数据补全：

实验次数	1	2	3	4	5
h（m）	0.390	0.420	0.450	0.490	0.510
t（×10^-3s）	3.63	3.49	3.38	3.24	3.17
v（m/s）	2.75	2.87		3.09	3.15
v²（m²/s²）	7.56	8.24		9.55	9.92

（3）根据上表数据作出v²-h图像，并根据图像得出当地重力加速度g=m/s²（结果保留两位有效数字）；
（4）该实验装置（选填“能”或“不能”）验证机械能守恒定律。

在“探究加速度与物体质量的关系”的实验中，实验装置如图甲所示，一端装有定滑轮的轨道放在水平桌面上，将槽码、小车、打点计时器、纸带安装好。

（1）实验中使用的是电火花计时器，其工作电压是___________。

A . 约为8V的直流电压 B . 约为8V交流电压 C . 220V直流电压 D . 220V交流电压

（2）保持槽码的质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的 $\text{[math]}$ 数据如下表，请在图乙给出的方格坐标纸中画出 $\text{[math]}$ 图像。

次数	1	2	3	4	5
小车加速度a/（m·s^-2）	1.98	1.48	1.00	0.67	0.50
小车质量m/kg	0.25	0.33	0.50	0.75	1.00
质量倒数 $\text{[math]}$ /kg^-1	4.00	3.00	2.00	1.33	1.00

（3）根据 $\text{[math]}$ 图像可得出：外力一定时，小车加速度与质量成（选填“正比”或“反比”）。

小华利用如图1所示的装置完成了“探究加速度与外力的关系”实验，用一轻绳将两个完全相同的托盘拴接后跨过光滑的定滑轮，另在两侧的托盘中放入相同数目钩码。已知每个钩码的质量均为m，此时两侧托盘的总质量均为M，遮光条的宽度为d，重力加速度用g表示。

实验时进行了如下的操作：

（1）平衡时遮光条与光电门相平齐；小华从托盘甲中取走一个钩码放在托盘乙中，将托盘甲向下拉至遮光条距离光电门h处，然后将装置由静止释放，遮光条经过光电门时的挡光时间为t，托盘甲经过光电门时的速度为，托盘甲的加速度大小为。（结果用d、h、t表示）
（2）将托盘甲中的钩码逐个地放到托盘乙中，保持（1）中的h不变，重复操作，记录取走的钩码数N和与之相对应的挡光时间t，将记录的实验数据描绘在图2中，当图线的斜率 $\text{[math]}$ 时，即可证明物体的质量一定时，物体的加速度与合外力成正比。（用M、m、d、h、g表示）

用图甲装置探究“物体质量一定时，加速度与力的关系”实验中，用力传感器测量力的大小。

①若某次实验中得到图乙纸带，已知交流电源的频率为 $\text{[math]}$ ，相邻两计数点之间还有四个点未画出，则小车的加速度大小是 $\text{[math]}$ ；（计算结果保留2位有效数字）

②对于本实验，下列说法正确的是（单选）。

A．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量

B．实验前需要平衡摩擦力

C．作出 $\text{[math]}$ 图像，斜率为小车的质量

D．作出 $\text{[math]}$ 图像，斜率为小车的质量

在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图所示的装置

（1）为使小车所受合力等于细线的拉力，应采取的措施是平衡摩擦力，具体的操作是____

A . 将木板的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动 B . 将木板的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动 C . 将木板的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动 D . 将木板的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动
（2）要使细线的拉力约等于钩码的总重力，应满足的条件是钩码的质量要小车的质量（填“等于”或“远小于”或“远大于”）
（3）如图是某同学打出的一条被小车拖动的纸带，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，相邻点间的距离如图所示，相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1s则打点计时器打下D点时，小车的瞬时速度vD=m/s；小车运动的加速度为a=m/s²（结果保留3位有效数字）

钩码个数	1	2	3	4	5
F（N）	0.49	0.98	1.47	1.96	2.45
a（m•s^﹣²）	0.92	1.68	2.32	2.88	3.32

F/N	0.15	0.30	0.48	0.62	0.74
a/（m•s^﹣2）	0.05	0.16	0.30	0.40	0.49

2 实验：探究加速度与力、质量的关系 知识点题库

2 实验：探究加速度与力、质量的关系知识点题库