4.2 探究加速度与力质量的关系知识点题库

某同学设计了如图甲所示的装置来研究小车的加速度与所受合力的关系．将装有力传感器的小车放置于水平长木板上，缓慢向小桶中加入细砂，直到小车刚开始运动为止，记下传感器的最大示数F₀ ．再将小车放回原处并按住，继续向小桶中加入细砂，记下传感器的示数F₁ ．释放小车，记录小车运动时传感器的示数F₂ ．

（1）接通频率为50Hz的交流电源，释放小车，打出如图乙所示的纸带．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，则小车的加速度a=m/s² ．
（2）同一次实验中，F₁F₂（选填“＜”、“=”或“＞”）．
（3）改变小桶中砂的重力，多次重复实验，获得多组数据，描绘小车加速度a与F的关系如图丙．不计纸带与计时器间的摩擦．图像中F是实验中测得的

A . F₁ B . F₂ C . F₁﹣F₀ D . F₂﹣F₀
（4）关于该实验，下列说法中正确的是．

A . 小车和传感器的总质量应远大于小桶和砂的总质量 B . 实验中需要将长木板右端垫高 C . 实验中需要测出小车和传感器的总质量 D . 用加砂的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，可更方便地获取多组实验数据．

在“验证牛顿第二定律”实验中，为验证小车质量M不变时，a与F成正比，滑块质量M和砝码质量m分别选取下列四组值

A．M=500g，m分别为50g、70g、100g、125g

B．M=500g，m分别为20g、30g、40g、50g

C．M=200g，m分别为50g、70g、100g、125g

D．M=200g，m分别为30g、40g、50g、60g

若其它操作都正确，那么在选用组值测量时所画出的a﹣F图线较准确，在选用此组值，m取克时实验误差较大．

某同学在实验室用如图甲所示的装置来研究牛顿第二定律和有关做功的问题．

（1）在此实验中，此同学先接通计时器的电源（频率为50Hz），再放开纸带，如图乙是在m=100g，M=1kg情况下打出的一条纸带，O为起点，A、B、C为三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，有关数据如图所示，其中s_A=42.05cm，s_B=51.55cm，s_C=62.00cm，则小车的加速度为a=m/s² ，打B点时小车的速度v_B=m/s（保留2位有效数字）
（2）一组同学在做探究加速度与质量的关系实验时，保持沙和沙桶的质量一定，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．为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该作a与的关系图象．
（3）在此实验中，要验证沙和沙桶以及小车的系统机械能守恒，实验数据应满足的关系是（用上题的符号表示，不要求计算结果）．

图1为“探究加速度与物体受力的关系”的实验装置图。图中小车A的质量为m₁ ，连接在小车后的纸带穿过电火花打点计时器B，它们均置于水平放置的一端带有定滑轮且足够长的木板上，P的质量为m₂ ， C为力传感器，实验时改变P的质量，读出对应的力传感器的示数F，不计绳与滑轮间的摩擦。

（1）电火花打点计时器的工作电压为(选填“交”或“直”)流V。
（2）下列说法正确的是__________。

A . 一端带有定滑轮的长木板必须保持水平 B . 实验中通过打点计时器打出的点来求解小车运动时的加速度 C . 实验中m₂应远小于m₁ D . 传感器的示数始终为 m₂g
（3）图2为某次实验得到的纸带，纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离，相邻计数点间还有四个点没有画出由此可求得小车的加速度的大小是m/s².(交流电的频率为50Hz，结果保留二位有效数字)
（4）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a—F图象是图3中的。

在“验证牛顿第二定律”实验中，某同学使用了图甲所示的装置，打点计时器打点频率为50Hz．

（1）下列做法正确的是_______（填字母代号）

A . 调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行 B . 在平衡小车受到的滑动摩擦力时，将装有砂的砂桶通过定滑轮拴在小车上 C . 实验时，先放开小车再接通打点计时器的电源 D . 通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要再次平衡摩擦力
（2）某同学得到一条纸带，在纸带上取连续的六个点，如图丙所示，自A点起，相邻两点间的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm，则打E点时小车的速度 m/s，小车的加速度为 m/s² ．
（3）该同学在实验中保持小车的质量M不变，改变砂桶与砂的总重力F，多次实验，根据得到的数据，在a﹣F图象中描点，如图乙所示．现在请你对本实验进行进一步研究：
①在图乙中根据所描出的点连线．

②观察所连a﹣F图象，本实验结果与牛顿第二定律并不一致，造成不一致的原因有：

原因一：.

原因二：

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M表示，盘及盘中的砝码质量用m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：

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（1）当M与m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）一组同学在保持盘及盘中的砝码质量一定的情况下，探究加速度与小车质量的关系，以下做法正确的是________．

A . 平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细线绕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 . 小车运动的加速度可用天平测出m和M，直接用公式a＝ $\text{[math]}$ 求出　
（3）在保持小车及车中的砝码质量M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a－F关系分别如图中甲、乙所示（a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力）．

其原因分别是：

甲图：；

乙图：.

用图甲所示装置探究物体的加速度与力、质量的关系。实验前已经调节滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行，已经平衡了摩擦力。g=9.8m/s²。

（1）实验时保持小车(含车中砝码)的质量M不变，用打点计时器测出小车运动的加速度a。

图乙为悬挂一个钩码后实验中打出纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出，测得各计数点到A点间的距离如图乙所示。已知所用电源的频率为50Hz，则小车的加速度大小a=m/s²。若悬挂钩码的质量为50g，把悬挂的钩码和小车(含车中砝码)看成一个整体，则小车(含车中砝码)的质量M=kg。(结果均保留两位有效数字)
（2）实验时保持悬挂钩码的质量m不变，在小车上增加砝码，改变小车的质量，得到对应的加速度，若用加速度作为纵轴，小车(含车中砝码)的质量用M表示，为得到线性图象，则横轴代表的物理量为______

A . 小车(含车中砝码)的质量M B . 小车(含车中砝码)的质量与悬挂钩码的质量之和m＋M C . 小车(含车中砝码)的质量与悬挂钩码的质量之和的倒数 $\text{[math]}$ D . 悬挂钩码质量的倒数 $\text{[math]}$

某同学利用如图的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。

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（1）如图是实验提供的电源，该同学应选择图中的（填字母）
（2）该实验需要平衡阻力，下列关于平衡阻力的说法，正确的是________

A . 平衡阻力的目的是保证砝码和砝码盘的重力大小等于小车受到的合力大小 B . 平衡阻力的目的是保证细线对小车拉力大小等于小车受到的合力大小 C . 平衡阻力时需要调节砝码的质量，直至小车在水平轨道做匀速运动 D . 平衡阻力时不能在小车后面连上纸带
（3）该同学通过实验得到一条纸带如图所示，打点计时器每隔0.02s打一个点，从比较清晰的点起，每5个打印点取一个计数点，分别表上1、2、3……并在纸带上沿着点迹放置毫米刻度尺，则打点2时小车的速度大小为m/s（保留2位小数）。

（1）在下列学生实验中，需要用到打点计时器和天平的实验有_______(填字母)。

A . “探究小车速度随时间变化的规律” B . “探究加速度与力、质量的关系” C . “探究功与物体速度变化的关系” D . 两小车碰撞“探究碰撞中的不变量”
（2）如图甲所示为实验室常用的力学实验装置。关于该装置，下列说法正确的是________。

A . 用该装置做研究匀变速直线运动的实验时，需要平衡摩擦力 B . 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摩擦力 C . 用该装置探究功与速度变化关系的实验时，若不平衡摩擦力，虽不能求出做功的具体数值，但依然可以探究
（3）如图乙和丙是“探究加速度与力、质量的关系”和“验证机械能守恒”所打下的两条纸带的一部分，A、B、C、…、G是纸带上标出的计数点，图乙中相邻两计数点是连续的，图丙中相邻两计数点之间还有4个点。其中图（填“乙”或“丙”）所示的是“探究加速度与力、质量的关系”的实验纸带，小车的加速度大小a＝m/s²（保留2位有效数字）。

如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置．他在气垫导轨上安装了一个光电门B．滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放．

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（1）该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d＝mm．
（2）实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是．
（3）下列不必要的一项实验要求是________．(填选项前的字母)

A . 应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 B . 应使A位置与光电门间的距离适当大些 C . 应将气垫导轨调节水平 D . 应使细线与气垫导轨平行
（4）改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图象，研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出（填“t²-F”“ -F”或“ $\text{[math]}$ -F”）图象．

某同学采用如图装置来验证当外力一定时加速度和质量的关系，左右等高的水平桌面上都有一端带滑轮的长木板，木板上都固定有打点计时器，质量分别为m₁和m₂的两个小滑块通过一条细绳绕过各自长木板上的定滑轮相连，动滑轮下吊有沙桶，调整装置使m₁和m₂在同一直线上，并使细线与长木板平行，两个小滑块都与穿过打点计时器限位孔的纸带相连。

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（1）本次实验中需要满足沙和沙桶的总质量远小于滑块质量这个条件吗？（填写“需要”或“不需要”）
（2）去掉细线，分别垫高长木板一端平衡摩擦力。连接细线，调整沙桶中沙子的质量，接通两个打点计时器的电源，然后从静止释放沙桶，同时得到对应的甲乙两条纸带，纸带上相邻两个计数点间还有4个点未画出，实验时使用的交流电的频率为50Hz，其中乙图中第三个计数点未画出，

通过纸带计算两个加速度a₁ =m/s² ，a₂ =m/s²（均保留三位有效数字）
（3）由计算可知m₁ m₂（选填“>”、“<"或“="）。

为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙两同学设计了如图所示的实验装置，其中M为带小滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量，m₀为小滑轮的质量。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。

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（1）实验时，不需要进行的操作是_________。

A . 用天平测出砂和砂桶的质量 B . 将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 C . 小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车 D . 为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
（2）甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为m/s²（结果保留三位有效数字）。
（3）甲同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的 $\text{[math]}$ 图像是一条直线，用量角器测得图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为_____。

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$
（4）乙同学根据测量数据做出如图所示的 $\text{[math]}$ 图线，该同学做实验时存在的问题是。

某同学用如图甲所示装置探究加速度与力的关系。当地的重力加速度为g。

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（1）将长木板固定在水平桌面上，调节定滑轮高度，使连接小车的细线与长木板，接通电源，释放小车，打出的纸带如图乙所示，在纸带上取一系列计数点，每两计数点间还有4个点没有画出来，图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为50Hz，则小车运动的加速度a=m/s²（结果保留3位有效数字）；
（2）保持小车质量M不变，多次改变砂和砂桶的质量m，重复实验，测得多组砂和砂桶的质量m及对应小车运动的加速度a，作出a-m图象如图丙中①所示，由图象可知，实验过程（填“满足”或“不满足”）m远小于M；
（3）实验时，要使砂和砂桶的重力近似等于小车受到的合外力，需要将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，使长木板与水平的夹角正切值为（用题目及图丙中相关字母表示），以平衡摩擦力，然后重新实验，测得多组加速度a与砂和砂桶的质量m，作出的图线应是图丙中的图线（填“①”“②”“③”或“④”）。

在探究小车质量一定时加速度a与力F的关系时，某小组设计了图甲所示的实验装置。补偿摩擦力后，通过力传感器测量细线中的弹力T计算出小车受到的拉力。

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（1）关于实验的操作，下列说法中正确的一项是__________；

A . 必须用天平测出砂和砂桶的质量 B . 要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量 C . 改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带
（2）实验中得到的一条纸带如图乙所示。已知打点计时器使用交流电的频率为50Hz，相邻两计数点间还有四个点未画出，则打下B点时，小车的速度为m/s² ，可求得加速度的大小是m/s²；（结果保留三位有效数字）
（3）小组作出的a-T图像如图丙所示，可求得小车的质量为。（用f、h表示）

（1）下列是我们高中阶段常用的实验器材，在实验①“探究加速度与力、质量的关系”、实验②“探究做功与速度变化的关系”、实验③“验证机械能守恒定律”中都要用到的器材是___________；

A . B . C . D .
（2）如图是上述三个实验得到的纸带中其中较为清晰的一条（单位：cm），已知打点计时器的频率为50Hz，每两个计数点间有4个点没有画出，则打点计时器打点“3”时纸带的速度是m/s（结果保留2位有效数字）。
（3）请结合数据分析，这是上述实验（填“①”、“②”、“③”）打出的纸带，理由是：。

（1）在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中：
①已提供了小车、一端附有滑轮的长木板、纸带、细绳、刻度尺。为了完成实验，还需从下列所示实验器材中选取；（填写相应的字母符号）

A． B． C． D．

②在实验操作中，下列说法正确的是。

A．实验时必须将木板一端垫高

B．小车释放时尽量靠近长木板的滑轮一侧

C．小车释放时应先接通打点计时器电源后放手

D．实验结束时应先取下纸带后关闭电源
（2）某同学利用如图1的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。
①如图2是为计时器提供的电源，该同学应选择图中的；

②该实验需要平衡阻力，下列关于平衡阻力的说法正确的是；

A．平衡阻力时不能在小车后面连上纸带

B．平衡阻力时需要调节槽码的质量，直至小车在水平轨道做匀速运动

C．平衡阻力的目的是保证实验时细线对小车拉力大小等于小车受到的合力大小

③该同学通过实验得到一条如图3所示的纸带，打点计时器每隔0.02s打一个点，则此次实验中打下点2时小车的瞬时速度大小为m/s。（结果保留2位有效数字）

在“探究加速度与力的关系”实验中，某小组设计了如图所示的实验装置。图中上、下两层前端固定有光滑定滑轮，两相同小车前端各系一条细线，细线跨过定滑轮并挂上一个砝码盘，盘中可放砝码，小车Ⅱ所挂砝码和砝码盘的总质量是小车Ⅰ所挂砝码和砝码盘总质量的两倍。将砝码和砝码盘的总重力作为小车所受合外力，两小车尾部各系一条细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，按下装置两小车立即同时停止。某次实验时小车Ⅰ的位移为s₁ ，小车Ⅱ的位移为s₂。

（1）为了减小实验误差，下列说法正确的是（____）

A . 实验之前将轨道倾斜来平衡摩擦力，平衡摩擦力时需要挂上砝码盘 B . 实验之前将轨道倾斜来平衡摩擦力，平衡摩擦力时不需要挂上砝码盘 C . 砝码盘和砝码的总质量应远大于小车的质量 D . 砝码盘和砝码的总质量应远小于小车的质量
（2）若实验测得小车Ⅱ位移近似是小车Ⅰ位移的两倍，则可得实验结论是：在质量一定的情况下，物体的加速度与所受到的合外力成（填“正比”或“反比”）。

某同学用如图1所示的装置测量滑块与斜面间的动摩擦因数并验证牛顿第二定律。在水平桌面上放一倾角可调的斜面，斜面左侧固定一光滑定滑轮，物块A通过跨过定滑轮的细线连接放置在斜面上的物块B，细线与斜面平行，光电门1、2固定在斜面上，间距为L，重力加速度为g。问答下列问题：

（1）用天平测量物块A的质量为m、B的质量（包括遮光片）为M，用游标卡尺测量挡光片的宽度d，如图2所示，则d=cm；
（2）现不断调节斜面的倾角，给物块A一个向下的初速度，直到观察到挡光片通过光电门1、2的时间相等，若测得此时斜面的倾角为θ，则物块与滑板间的动摩擦因数μ=；（用已知量的字母表示）
（3）撤掉物块A和细线，单独让物块B从斜面顶端滑下，测得挡光片通过两个光电门1、2的时间分别为t₁、t₂ ，则B的加速度大小a=；（用已知量及测量量的字母表示）
（4）当关系式成立时，即可验证牛顿第二定律成立。

某实验小组利用如图甲所示的装置进行“探究加速度与力及质量的关系”的实验，已知小车质量为M，重力加速度为g。

（1）某次实验中打出的一条纸带如图乙所示，图中1、2、3、4、5、为相邻计数点，且相邻计数点间的时间间隔为0.1s，由该纸带可求得小车打3号点时的小车的速度v=m/s。由该纸带可求得小车的加速度a=m/s²。（结果均保留3位有效数字）
（2）在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验中。如图所示为两种常用的打点计时器，其中工作电压需要交流220V的是（选填“A”或“B”）
（3）某同学安装好实验器材进行实验，接通电源释放小车瞬间如图所示，请指出实验操作不足之处。至少指出两处、

某同学设计用甲图所示的装置测量当地的重力加速度。

（1）跨过滑轮组的不可伸长的轻绳两端分别与质量为M的钩码以及力传感器相连，通过力传感器可测出轻绳的拉力。质量为m的重物通过动滑轮挂在轻绳上。重物的下端与纸带相连，让纸带穿过打点计时器上的；
（2）接通电源、释放钩码、重物（填“上升”，“下落”），打点计时器在纸带上打出一系列的点，如图乙所示，记下此时力传感器的示数F，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，重物的加速度a=m/s²（计算结果保留三位有效数字）：
（3）改变钩码的质量，重复实验步骤（2），得到多组数据：
由实验得到重物的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示，则当地的重力加速度g=（用图中字母表示），该实验误差的主要来源是。

4.2 探究加速度与力质量的关系 知识点题库

4.2 探究加速度与力质量的关系知识点题库