2 实验：探究加速度与力、质量的关系知识点题库

用如图所示的装置可做以下几个相关的实验：探究小车速度随时间变化的规律，探究加速度与力、质量的关系，探究恒力做功与动能改变的关系．其操作过程中下列说法正确的是（）

A . 探究小车速度随时间变化的规律，可以不用调节木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力 B . 探究加速度与力、质量的关系，需要使牵引小车的细线与长木板保持平行 C . 探究恒力做功与动能改变的关系，平衡摩擦力时必须将托盘和砝码通过细线挂在小车上 D . 探究加速度与力、质量的关系，增减托盘中砝码时，需要重新调节木板倾斜度

某课外兴趣小组利用如图甲所示的实验装置探究加速度与合外力、质量的关系：

（1）下列关于该实验的说法，正确的是（选填选项前的字母）

A . 实验开始时应先释放小车，再接通电源 B . 实验前应调节定滑轮的高度使细线与木板平行 C . 实验开始的时候，小车最好距离打点计时器近一点 D . 实验前要把木板不带滑轮的一端适当垫高平衡摩擦力
（2）从实验中挑选出一条点迹清晰的纸带，用刻度尺测量计数点间的距离如图乙所示，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz（相邻两个计数点间有四个点未画出）．
从图乙中所给的刻度尺上读出A、B两点间的距离s₁=cm，计算打出C点时小车的速度v_C=m/s，该小车的加速度a=m/s²（计算结果保留两位有效数字）．
（3）该小组在探究小车加速度a与小车质量M的关系中，作出了a﹣ $\text{[math]}$ 的图线，如图丙所示，可求得小车受到的合外力大小为 N（计算结果保留两位有效数字）．

根据课本中“探究加速度与力、质量的关系”的实验，回答下列问题．

（1）本实验应用的实验方法是法，下列说法中正确的是．
A．在探究加速度与质量的关系时，应该改变拉力的大小
B．在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量
C．在探究加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a= $\text{[math]}$ 图象
D．当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小
（2）
某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如表所示：（小车质量保持不变）
F/N
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
a/（m•s²）
0.10
0.20
0.28
0.40
0.52
①根据表中的数据在如图的坐标图上作出a﹣F图象．
②产生实验误差的原因可能是．

用图示1实验装置来验证牛顿第二定律：

（1）为消除摩擦力的影响，实验前平衡摩擦力的具体操作为：取下，把木板不带滑轮的一端适当垫高并反复调节，直到轻推小车后，小车能沿木板做运动．
（2）小车及车中砝码的质量用M表示，砂桶及砂的质量用m表示，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砂桶及砂的重力．
（3）某次实验测得的数据如下表所示．根据这些数据在坐标图2中描点并作出a﹣ $\text{[math]}$ 图线，通过a﹣ $\text{[math]}$ 图线求得合外力大小为N（计算结果保留两位有效数字）．
$\text{[math]}$ /kg^﹣1
a/（m•s^﹣2）
4.0
1.2
3.6
1.1
2.0
0.6
1.4
0.4
1.0
0.3

用图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律（交流电频率为50Hz）：

（1）如图乙所示是某同学通过实验得到的一条纸带，他在纸带上取A、B、C、D、E、F、G等7个计数点（每相邻两个计数点之间还有4个点没有画出），将毫米刻度尺放在纸带上．
根据图乙可知，打下E点时小车的速度为m/s．小车的加速度为m/s² ．（计算结果均保留两位有效数字）
（2）另一同学在该实验中得到如下一组实验数据（表中F表示细线对小车的拉力，a表示小车的加速度）：
F/N
0.196
0.294
0.392
0.490
0.588
a/m•s^﹣2
0.25
0.58
0.90
1.20
1.53
①请在图丙所示的坐标系中画出a﹣F图线；
②根据图表分析，实验操作中存在的问题可能是（填字母序号）
A、没有平衡摩擦力
B、平衡摩擦力时木板倾角过小
C、平衡摩擦力时木板倾角过大
D、小车质量太大
E、砂桶和砂的质量太大．

在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图1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打上的点计算出．

（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及盘中砝码的重力．
（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，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据 $\text{[math]}$ 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 $\text{[math]}$ ，甲同学根据测量数据做出的 $\text{[math]}$ 图线，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 $\text{[math]}$ 图线，如图 $\text{[math]}$ 所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？．
（5）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，每相邻两个计数点间还有4个点未画出，利用图2给出的数据可求出小车下滑的加速度 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 结果保留三位有效数字 $\text{[math]}$

在“探究物体的加速度与力、质量的关系”的实验中：

（1）以下操作正确的是______________。

A . 平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上 B . 平衡摩擦力时，应将纸带连接在小车上并穿过打点计时器 C . 每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力 D . 实验时，应先放开小车，后接通电源
（2）为了更直接地反映物体的加速度a与物体质量m的关系，往往用 $\text{[math]}$ 关系图象表示出来。如果 $\text{[math]}$ 图象是通过坐标原点的一条直线，则说明。
（3）如图是该实验中打点计时器打出的纸带，打点频率50 Hz。O点为打出的第一个点，A、B、C、D、E、F、G是计数点，每相邻两计数点间有4个点未标出，OA=17.65 cm、AB=11.81 cm、BC=14.79 cm、CD=17.80 cm、DE=20.81 cm、EF=23.80 cm、FG=26.79 cm，根据以上数据进行处理。物体的加速度是m/s² ，打F点时的速度是m/s。（结果均保留三位有效数字）

小明用如图所示装置研究加速度与力的关系，图中带滑轮的长木板水平放置于桌面，拉力传感器可直接显示所受到的拉力大小．实验时，下列操作必要且正确的是________。

图片_x0020_100010 ．

A . 吊上砂桶时将长木板右端适当垫高，使小车能自由匀速滑动; B . 小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录传感器的示数; C . 改变砂和砂桶质量，重复步骤B，打出几条纸带; D . 用天平测出砂和砂桶的质量; E . 为了减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量

如图甲所示，在探究加速度与力、质量的关系实验中，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面拖动的纸带打上的点计算出．

（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约等于盘及盘中砝码的重力．
（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，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地观测加速度a与质量M的关系，应该做a与的图象．
（3）乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a— $\text{[math]}$ 图线如图乙所示，两个同学做实验时的盘及盘中砝码的质量m_乙(填“大于”“小于”或“等于”)m_丙．

学习牛顿第二定律后，某同学为验证“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量成反比”的结论设计了如图所示的实验装置.装置中用不可伸长的轻绳一端连接甲车、另一端与乙车相连，轻绳跨过不计质量的光滑滑轮，且在动滑轮下端挂一重物测量知甲、乙两车（含发射器）的质量分别记为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，所挂重物的质量记为 $\text{[math]}$ 。

（1）为达到本实验目的，平衡两车的阻力（填“需要”或“不需要”），满足钩码的质量远小于任一小车的质量（填“需要”或“不需要”）；
（2）安装调整实验器材后，同时静止释放两小车并用位移传感器记录乙两车在相同时间内，相对于其起始位置的位移分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，在误差允许的范围内，若等式近似成立，则可认为“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量成反比”（用题中字母表示）。

如图所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“验证牛顿第二定律”的实验。

（1）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，操作方法是把长木板右端用垫木垫高，在不挂重物且计时器打点的情况下，轻推一下小车，让小车拖着纸带在长木板上运动，通过纸带判断小车是否做匀速运动，若实验中发现打点计时器在纸带上打的点如图所示，通过纸带可判断小车并不是做匀速直线运动，可通过以下措施进行改进（____）

A . 若是纸带甲端与小车相连，则保持长木板在桌面上的位置不变，仅在原垫木的位置更换高度更矮的垫木即可 B . 若是纸带甲端与小车相连，则保持长木板在桌面上的位置不变，仅把垫木向左平移适当位置即可 C . 若是纸带乙端与小车相连，则保持长木板在桌面上的位置不变，仅在原垫木的位置更换高度更高的垫木即可 D . 若纸带乙端与小车相连，则保持长木板在桌面上的位置不变，仅把垫木向右平移适当位置即可
（2）采取合理的措施平衡摩擦力后开始进行实验，图是正确进行实验操作后打点计时器所打的纸带的一部分，在纸带上每隔四个点选一个点作为计数点，A、B、C、D和E为纸带上五个计数点。已知打点计时器所用的电源频率为50Hz，则AC间的距离为cm，可得小车的加速度a=m/s²（计算结果保留两位有效数字）

如图甲所示为“探究加速度与力的关系”的实验装置。

（1）为了减小实验误差，砝码和砝码盘的总质量应 $\text{[math]}$ 选填“远大于”“远小于”或“等于” $\text{[math]}$ 小车的质量 $\text{[math]}$ 每次改变小车质量 $\text{[math]}$ 或砝码质量 $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 选填“需要”或“不需要” $\text{[math]}$ 重新平衡摩擦力；
（2）按照正确的操作，实验打出的一条纸带如图乙所示，图中相邻的点间还有四个点未画出。已知打点计时器所接交流电的频率为50Hz，则小车运动到C点的速度大小为m/s；小车运动的加速度大小为 m/s² $\text{[math]}$ 结果均保留两位有效数字 $\text{[math]}$ ；
（3）某同学在平衡摩擦力时把木板的一端垫得过高，所得的a-F图像为下图中的。

为探究物体的加速度与力、质量的关系。

（1）甲同学采用装置甲，实验时，小盘和砝码牵引小车，使小车做初速度为零的匀加速运动。

①此实验中可以不测量小车加速度的具体值，原因是。

②通过改变，就可以改变小车所受的合力。
（2）乙同学采用图乙所示的气垫导轨装置进行实验，其中 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 光电门时，光束被挡的时 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 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，牵引码的质量为m，回答下列问题：

①若取 $\text{[math]}$ ，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． $\text{[math]}$ B． $\text{[math]}$ C． $\text{[math]}$ D． $\text{[math]}$

②在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，求得的加速度的表达式为。（ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，D，x表示）

某同学利用“验证牛顿第二定律”的实验器材测量滑块和长木板之间的动摩擦因数。如图所示，带滑轮的长木板水平放置，力传感器固定在墙上，轻绳分别跨过固定在滑块和长木板末端的滑轮，与力传感器和沙桶连接。在沙桶重力作用下滑块沿长木板做匀加速直线运动，滑块右侧纸带通过打点计时器打出一系列点迹，细绳拉力可由传感器直接读出。若轻绳与长木板平行，且不计轻绳与各滑轮之间的摩擦，试完成下列问题：

图片_x0020_100013

（1）实验时，一定要进行的操作是__________；

A . 将长木板右端垫高以平衡摩擦力 B . 使沙和沙桶的总质量远小于滑块质量 C . 将打点计时器接交流电源 D . 用天平测沙和沙桶的总质量
（2）实验获得的纸带如下图所示，相邻两个计数点之间的还有四个计时点未画出，打点计时器所接交流电的频率为f，则滑块加速度的表达式为；
（3）若力传感器示数为F，滑块的质量为m，重力加速度为g，用a表示滑块的加速度，则滑块与桌面之间的摩擦因数表达式为；
（4）若s₁=1.60cm，s₂=2.09cm，s₃=2.60cm，s₄=3.12cm，s₅=3.60cm，s₆=4.08cm，f=50Hz，F=0.14N，m=0.1kg，g=9.8m/s² ，则摩擦因数大小为。（保留两位有效数字）

如图1所示为实验室常用的力学实验装置。

图片_x0020_100015 图片_x0020_100016

（1）关于该装置，下列说法正确的是____________

A . 利用该装置做研究匀变速直线运动的实验时，需要平衡小车和木板间的摩擦力 B . 利用该装置探究小车的加速度与质量关系时，每次改变小车的质量后必须重新平衡小车与木板间的摩擦力 C . 利用该装置探究功与速度变化关系实验时，可以将木板带有打点计时器的一端适当垫高，目的是消除摩擦力对实验的影响 D . 将小车换成滑块，利用该装置测定滑块与木板间的动摩擦因数，可以不需要满足滑块的质量远大于钩码的质量
（2）某学生使用该装置平衡好摩擦力后，做“测定当地的重力加速度”的实验时，得到一条点迹清晰的纸带如图2所示。他用天平测得小车的质量为M，钩码质量为m，已知计时器所用交流电周期为T。
①打点2时小车的速度大小为v=（用d₁、d₂、d₃、d₄、d₅、d₆、T中的几个物理量来表示）

②通过纸带可以求出小车的加速度a＝（用d₁、d₂、d₃、d₄、d₅、d₆、T中的几个物理量来表示）

③通过纸带可以求出当地的重力加速度g＝（用d₁、d₂、d₃、d₄、d₅、d₆、T、M、m中的几个物理量来表示）

小谭同学利用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。

（1）一端固定有定滑轮的长木板放在水平桌面上，按照图甲安装好器材，图甲中电源插头应该插入________。

A . 4V～6V的正弦交流电源 B . 4V～6V的直流电源 C . 220V的直流电源 D . 220V的正弦交流电源
（2）往空砂桶里，逐渐加入砂子，当小车开始缓慢运动时，取下砂桶，在天平上称得砂和砂桶的质量为m₀ ，由此可知，小车受到的摩擦力为。
（3）在满足小车质量M远大于砂和砂桶质量m的条件下进行实验，根据实验得到的多组数据，即砂和砂桶的质量m和小车对应的加速度a，画出的图像如图乙所示，重力加速度大小为g，则图中b表示的物理量为，图像斜率为。

为验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律，物理实验小组同学安装了如图甲所示的实验装置（车与定滑轮间的细线与长木板平行）。

（1）若他们将细线中的力传感器示数作为小车所受合力，则他们在实验前还需要；
（2）实验中打出一条纸带，如图乙所示，从某清晰点开取计数点，分别标为0、1、2、3、4、5、6，测量计数点0到3的距离为d₁ ，计数点0到6的距离为d₂ ，已知相邻计数点间的时间间隔均为T，则小车的加速度大小a=；
（3）若根据实验数据得出如图丙所示的图线，其图线不过坐标原点的原因可能是；
（4）由图像可以求出小车的质量m=kg。（结果保留两位有效数字）

某实验小组设计了如下图（a）所示的实验装置，通过改变生蚝的的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象．他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条 $\text{[math]}$ 图线，如图（b）示．

（1）图线是在轨道左侧抬高成斜面情况下得到的（选填“①”或“②”）．
（2）滑块和位移传感器发射部分的总质量 $\text{[math]}$ kg：滑块和轨道间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ．

某同学用如图所示的实验装置做“探究加速度与力、质量关系”的实验．准确操作打出了一条纸带，已知计时器打点的时间间隔为0.02s，他按打点先后顺序每5个点取1个计数点，得到了O、A、B、C、D等几个计数点，用刻度尺量得OA=1.50cm，AB=1.90cm，BC=2.30cm，CD=2.70cm。

打计数点B时小车的瞬时速度为m/s。

图1为某同学“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置示意图，打点计时器打点的时间间隔用T表示，小车的加速度可由小车后面拖动的纸带上打出的点计算得出，完成以下小题：

（1）电火花计时器使用V（填“4-6”或“220”）的（填“交流”或“直流”）电源。
（2）实验之前需要平衡摩擦力，平衡摩擦力的方法如下：将木板的右端垫高，让小车在木板上运动，直到小车可以做（选填“匀速”或“加速”）运动时为止。
（3）实验时，应在释放纸带（选填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源。
（4）如图2为该同学打出的一条纸带，纸带上有O、A、B、C、D、E和F等计数点，测得O到C的距离为 $\text{[math]}$ ， C到F的距离为 $\text{[math]}$ ，用 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和T表示出小车的加速度a=。

$\text{[math]}$ /kg^﹣1	a/（m•s^﹣2）
4.0	1.2
3.6	1.1
2.0	0.6
1.4	0.4
1.0	0.3

F/N	0.196	0.294	0.392	0.490	0.588
a/m•s^﹣2	0.25	0.58	0.90	1.20	1.53

F/N	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
a/（m•s²）	0.10	0.20	0.28	0.40	0.52

2 实验：探究加速度与力、质量的关系 知识点题库

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