4.2 探究加速度与力质量的关系知识点题库

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．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2，甲同学根据测量数据做出的a﹣F图线，说明实验存在的问题是．

在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图所示的装置．在实验过程中：

（1）打点计时器应该与（选填“交流”或“直流”）电源连接；在闭合电键前，将小车放置在一端；（选填“靠近滑轮”或“靠近打点计时器”）．
（2）该同学如图所示的实验操作中，还需要改进的地方有：
a，b
（3）为了探究加速度与质量的关系，应保持不变（选填“m”、“a”、“F”）；为了直观地判断加速度a与质量m的数量关系，应作图象（选填“a﹣m”、“a﹣ $\text{[math]}$ ”）．

如图1所示，为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置，该装置依靠电子信息系统获得了小车加速度a的信息，由计算机绘制出a与钩码重力的关系图 $\text{[math]}$ 钩码的质量为m，小车和钩码的质量为M，重力加速度为g．

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（1）下列说法正确的是______

A . 每次在小车上加减钩码时，应重新平衡摩擦力 B . $\text{[math]}$ 实验时若用打点计时器应先释放小车后接通电源 C . 本实验m应远小于M D . 在用图象探究加速度与质量关系时，应作 $\text{[math]}$ 图象
（2）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他作出的 $\text{[math]}$ 图可能是图2中 $\text{[math]}$ 选填“甲”、“乙”、“丙” $\text{[math]}$ 图线 $\text{[math]}$ 此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是
A.小车与轨道之间存在摩擦 B.导轨保持了水平状态

C.钩码的总质量太大 D.所用小车的质量太大
（3）实验时，某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，其它操作均正确，若轨道水平，他测量得到的图象如图 $\text{[math]}$ 设图中纵轴上的截距为 $\text{[math]}$ ，则小车与木板间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ．

某实验小组利用如图所示的实验装置进行实验：探究加速度a与合外力F的关系，已知打点计时器使用的交流频率f=50Hz.

（1）如图所示，在进行平衡摩擦力操作中，取下细线和砂桶，把木板不带滑轮的一端用木块适当垫高，轻推小车后，发现小车很快停下，则应该将木块沿木板向(选填“左”或“右”)移动
（2）某次实验得到的纸带如图所示，A、B、C、D、E每相邻两点之间还有4个点没有标出，s₁=1.50cm，s₂=3.00cm，s₃=4.50cm，s₄=6.00cm.则B点的速度v_B=m/s，小车的加速度大小为m/s².
（3）多次实验到小车运动的加速度a和对应合力F的数据如下表，请在坐标图中描点并作出a-F的图线，并从中得到小车的质量为kg(结果保留两位有效数字).

“用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置如图（a）所示，实验中用所挂钩码的重量作为细线对小车的拉力F．通过增加钩码的数量，多次测量，可得小车运动的加速度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a﹣F图线，如图（b）所示．

（1）图线（选填“①”或“②”）是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的；
（2）在轨道水平时，小车运动的阻力F_f=N；
（3）（单选）图（b）中，拉力F较大时，a﹣F图线明显弯曲，产生误差．为避免此误差可采取的措施是．

A . 调整轨道的倾角，在未挂钩码时使小车能在轨道上匀速运动 B . 在增加钩码数量的同时在小车上增加砝码，使钩码的总质量始终远小于小车的总质量 C . 将无线力传感器捆绑在小车上，再将细线连在力传感器上，用力传感器读数代替钩码的重力 D . 更换实验中使用的钩码规格，采用质量较小的钩码进行上述实验．

研究性学习小组的同学欲探究小车质量不变时其加速度与力的关系，该小组在实验室设计了一套如图所示的装置，图中A为小车，B为打点计时器，C为力传感器（测绳子的拉力），P为小桶（内有砂子），M是一端带定滑轮的水平放置的足够长的木板。不计绳子与滑轮间的摩擦。

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（1）要顺利完成该实验，除图中实验仪器和低压交流电源（含导线）外，还需要的实验仪器是（填“刻度尺”、“天平”或“秒表”）。
（2）平衡摩擦力后再按上述方案做实验，是否要求砂桶和沙的总质量远小于小车的质量？。（填“是”或“否”）
（3）已知交流电源的频率50Hz，某次实验得到的纸带如图所示，图中相邻计数点之间还4个点未画出，由该纸带可求得小车的加速度a= m/s²。（结果保留2位效数字）

某兴趣小组利用如图所示装置进行“探究加速度与力、质量的关系”实验．重物P的质量为m，挂在光滑的轻滑轮上拉上小车（已调节细绳与木板平行），C为弹簧测力计．

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（1）除图中已给出的实验器材外，以下器材中还需要的是_______

A . 直流电源 B . 交流电源 C . 秒表 D . 刻度尺
（2）在做该实验时，为了将细绳对小车的拉力视为小车所受的合外力，还需要进行的操作是
（3）某次实验时，弹簧秤C的读数如图所示，弹力F的大小为N，2Fmg（填“大于”、“等于”或“小于”）；本实验（填“需要”或“不需要”）满足重物P的质量远小于小车的质量．

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）。

某小组利用如图装置 “探究加速度与力、质量的关系”。实验中，用天平测出小车的总质量，用细线所挂钩码的总重力代替小车所受的牵引力大小F。

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（1）在实验时调节水板上定滑轮的高度。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）在平衡小车所受摩擦力时，通过打点计时器打出一条纸带如图，说明小车所受的摩擦力平衡好（选填“已经”或“没有”）
（3）在研究“小车质量一定时，加速度与质量的关系”时，根据测得的数据作出a−F图象，如图。发现图象既不过原点，末端又发生了弯曲，可能原因是_________.

A . 平衡摩擦力时，木板的倾斜角度过大，且钩码的质量较大 B . 平衡摩擦力时，木板的倾斜角度过小，且钩码的质量较大 C . 平衡摩擦力时，木板的倾斜角度过大，且小车的质量较大 D . 平衡摩擦力时，木板的倾斜角度过小，且小车的质量较大。

某同学用图甲所示的实验装置探究小车的加速度a与质量m的关系。

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（1）为完成本实验，还需要下列实验器材或仪器中的。（填写序号）
①秒表 ②适当电压的交流电源 ③适当电压的直流电源 ④刻度尺 ⑤天平
（2）实验中平衡小车所受的阻力时，应调节木板的倾斜程度，使小车在（填“受”或“不受”）牵引时能拖动纸带做（填“匀速“或“匀加速”）运动。
（3）该实验中，应保持所挂钩码的总重m₀g不变，通过增减小车中的重物以改变小车的质量m。为减小实验误差，需满足条件（填“m₀<<m”“m₀>>m”或“m₀≈m”）。
（4）图乙是某次实验得到的纸带，A、B、C、D、E为五个连续的计数点，若相邻计数点之间的时间间隔为T，已测得各相邻计数点之间的距离依次为x₁、x₂、x₃、x₄ ，则打下B点时小车的速度为；小车的加速度a=。（用已知和测得的物理量表示）

实验小组的同学在“验证牛顿第二定律“实验中，使用了如图所示的实验装置，

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（1）在下列测量工具中，本次实验需要用的测量仪器有______（选填测量仪器前的字母）

A . 游标卡尺 B . 刻度尺 C . 秒表 D . 天平
（2）实验中，为了可以将细线对小车的拉力看成是小车所受的合外力，某同学先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项必须且正确的操作是_______。（选填选项前的字母）

A . 将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节砂和砂桶的总质量的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动 B . 将长木板的右端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推一下小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动 C . 将长木板的右端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推一下小车，观察判断小车是否做匀速运动
（3）某同学在做保持小车质量不变，验证小车的加速度与其合外力成正比的实验时，根据测得的数据作出如图所示的 $\text{[math]}$ 图线，所得的图线既不过原点，又不是直线，原因可能是_______。（选填选项前的字母）

A . 木板右端所垫物体较低，使得木板的倾角偏小 B . 木板右端所垫物体较高，使得木板的倾角偏大 C . 小车质量远大于砂和砂桶的质量 D . 砂和砂桶的质量不满足远小于小车质量
（4）在某次利用上述已调整好的装置进行实验中，保持砂和砂桶的总质量不变，小车自身的质量为M且保持不变，改变小车中砝码的质量m，并测出小车中不同砝码质量时所对应的加速度a，以m为横坐标， $\text{[math]}$ 为纵坐标，在坐标纸上作出如图所示的 $\text{[math]}$ 关系图线，实验结果验证了牛顿第二定律。如果图中纵轴上的截距为b，则小车受到的拉力大小为。

为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学用拉力传感器设计了如图的实验装置。

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（1）实验时，需要满足的条件或正确进行的操作是______；

A . 实验中一定要保证钩码的质量m远小于小车的质量M B . 平衡摩擦力时，不挂钩码，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列间隔均匀的点 C . 连接小车的细绳应跟长木板保持平行 D . 让小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数
（2）下图是实验中得到的一条纸带的一部分，1、2、3、4、5是计数点，相邻两个计数点间还有4个点未画出，打点计时器所用电源频率为50Hz。由此可得出当打点计时器打下计数点4时，小车的速度大小v=m/s，小车的加速度a=m/s²（计算结果保留三位有效数字）；
（3）该同学实验时由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，测量出多组a、F（F拉力传感器的示数）值，作出的a-F图象可能是。

（1）赵同学用如图甲所示的装置做“探究加速度与力的关系”实验。正确补偿阻力后，挂上装有砂的砂桶，得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器所使用的交流电频率为 $\text{[math]}$ ，则小车的加速度为 $\text{[math]}$ （保留两位有效数字），由此可判断砂桶质量（选填“满足”或“不满足”）本实验要求。
（2）钱同学仍用图甲装置做“探究小车速度随时间变化的规律”实验。重新调整实验装置后，获取了一条新的纸带，利用实验数据绘制成如图丙所示的“ $\text{[math]}$ ”图像，发现其图线末端发生了弯曲，以下四个操作中，你认为最可能是___________（单选）。

A . 实验前没有补偿阻力 B . 实验前补偿阻力时板垫起的太高 C . 砂桶质量不满足实验要求 D . 没有调节好定滑轮的高度

在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，某实验小组利用如图所示的实验装置，将一端带滑轮的长木板固定在水平桌面上，木块置于长木板上并用细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车及车上砝码质量m₁ ，悬挂的砂桶和砂总质量为m₂ ，小车左端连一条纸带通过打点计时器记录其运动情况。

（1）下列做法不正确的是______；

A . 本实验原理采用了“控制变量”的思想方法 B . 调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行 C . 在探究加速度与力的关系时，作a－F图像应该用折线将所描的点依次连接 D . 实验时，先接通打点计时器的电源再放开木块 E . 通过增减木块上的砝码改变质量m₁时，必须重新调节木板倾斜度 F . 本实验m₂应远大于m₁ ，但若用拉力传感器获取绳中拉力，则不需满足此条件
（2）如图是实验时平衡阻力的情形，其中正确的是______；（选填字母）

A . B . C .
（3）如图是打出纸带的一段，相邻计数点间还有四个点未画出，已知打点计时器使用的交流电频率50Hz。由图可知，打纸带上B点时小车的瞬时速度v_B=m/s，木块的加速度a=m/s²。（结果保留两位有效数字）

某同学利用气垫导轨、光电门和力传感器等器材，做“探究加速度与物体所受合力关系”实验，装置如图甲所示。

（1）实验前先用螺旋测微器测出遮光条的宽度，示数如图乙所示，则遮光条的宽度d=mm。
（2）关于实验要点，下列说法正确的是_______。

A . 调整旋钮 $\text{[math]}$ ，使气垫导轨水平 B . 调节定滑轮，使连接滑块的细线与气垫导轨平行 C . 每次实验，保证钩码的质量远小于滑块的质量 D . 每次实验，将钩码的重力作为滑块受到的合外力
（3）调节好装置，接通气源，从图甲所示位置由静止释放滑块，滑块通过光电门1、2时遮光条遮光时间分别为 $\text{[math]}$ ，测出两光电门间距离为 $\text{[math]}$ ，则滑块运动的加速度 $\text{[math]}$ （用所测物理量的符号表示）。
（4）改变悬挂钩码的质量，进行多次实验，测出多组滑块运动的加速度 $\text{[math]}$ 及力传感器的示数 $\text{[math]}$ ，若作出的图像如图丙所示，则图像不过原点的原因可能是。（写出一条即可）

某实验小组利用图甲装置“探究加速度与力、质量的关系”，操作步骤如下：

ⅰ．挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为 $\text{[math]}$ 的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；

ⅱ．取下托盘和砝码，测出其总质量为 $\text{[math]}$ ，让小车沿木板下滑，测出加速度 $\text{[math]}$ ；

ⅲ．改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图探究加速度 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的关系

（1）实验获得如图乙所示的纸带，其上取0、1、2、3、4、5、6、7八个计数点，相邻两计数点间均有四个点未画出，实验所用交变电源的频率为 $\text{[math]}$ ，则在打计数点“3”点时小车的速度大小 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，小车的加速度 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。（结果均保留两位有效数字）
（2）若小组实验操作规范，随砝码盘中砝码个数的增加，作出的 $\text{[math]}$ 图像最接近下图中______。

A . B . 　 C .

某实验小组采用如图甲所示的实验装置测物块与水平桌面间的动摩擦因数，跨过定滑轮的轻质细线左端连接重物，右端与水平放置的物块相连，物块的另一端连接一条穿过打点计时器的纸带。物块质量为 $\text{[math]}$ ，悬挂的重物质量为 $\text{[math]}$ ，在某次实验中，通过打点计时器打下一条纸带的一部分如图乙所示，纸带上标出了5个计数点 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，每两个计数点间还有4个计时点没有标出，取重力加速度大小为 $\text{[math]}$ ，打点计时器使用交流电的频率为 $\text{[math]}$ 。

（1）下列实验要求中，不必要的是__________；

A . 实验时，调节滑轮的高度，使得细线与桌面平行 B . 重物的质量要远小于滑块的质量 C . 应先接通打点计时器的电源，再释放物块 D . 接通电源前物块要靠近打点计时器
（2）图乙中，实验小组测得 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，则物块运动的加速度的表达式为 $\text{[math]}$ ；
（3）如果利用 $\text{[math]}$ 来计算物块与桌面间的动摩擦因数，则计算得到的数值与理论值相比会（选填“相等”、“偏大”或“偏小”）。

利用如图1所示装置进行“探究合外力一定时物体的加速度与质量之间的关系”的实验。

（1）实验装置需要对小车进行平衡摩擦力．其目的是使细线的拉力为打点计时器纸带小车做匀加速运动的合外力。
实验中小桶质量m和小车质量M之间应满足的关系为。

（2）保持小桶质量m和其他条件不变，只改变小车质量M，多次实验小师口测出相应加速度大小a，记录在下列表格中：

次数	1	2	3	4	5	6
质量 $\text{[math]}$	0.25	0.30	0.35	0.40	0.45	0.50
加速度 $\text{[math]}$	0.39	0.32	X	0.24	0.22	0.19
质量倒数 $\text{[math]}$	4.0	3.3	2.9	2.5	2.2	2.0

其中，在第3次实验中，忘记了记录加速度X的数值，该次实验的部分纸带如题图2所示，O、A、B、C、D、E、F为7个连续的计数点，相邻两计数点间还有四个实际打点未画出，打点计时器的打点频率为 $\text{[math]}$ ，测得A、B、C、D、E、F与O点间距分别为 $\text{[math]}$ ，可计算加速度的数值 $\text{[math]}$ 。

（3）在如题图3所示坐标纸上，根据表格数据描点，并作出图线，得出实验结论：。

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）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）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
（3）要使细线的拉力约等于钩码的总重力，应满足的条件是小车的质量要钩码的质量（填“等于”或“远小于”或“远大于”）；
（4）实验中获得一条纸带，如图所示其中两相邻计数点间有四个点未画出。已知所用电源的频率为50Hz，则打A点时小车运动的速度大小 $\text{[math]}$ m/s，小车运动的加速度大小 $\text{[math]}$ m/s²（计算结果要求保留两位有效数字）。

图1为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置示意图，图中打点计时器打点的时间间隔用T表示，小车及车中的砝码的质量用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上打出的点计算得出，完成以下小题：

（1）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，直到小车可以做运动时为止
（2）如图2，纸带上有O、A、B、C、D、E和F等计数点，测得O到A的距离为s₁_，A到B的距离分别为s₂ ，用s₁、s₂和T表示出：小车的加速度a=，点A的瞬时速度vA= ；
（3）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，采用图像法处理数据，为了较容易观测加速度a与质量M之间的关系，应该做出a与的图像；
（4）某小组同学，在做实验时忘记了平衡摩擦力，那么所得到的a-F图像关系可能是图中哪一个？（a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力）( )

A . B . C . D .

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