4.2 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．

某物理兴趣小组的同学用图甲所示装置来“验证牛顿第二定律”．同学们在实验中，都将砂和小桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小，通过改变小桶中砂的质量改变拉力．为使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，实验中需要平衡摩擦力．

（1）下列器材中不必要的是（填字母代号）．

A . 低压交流电源 B . 秒表 C . 天平（含砝码） D . 刻度尺
（2）下列实验操作中，哪些是正确的（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 . 每次实验，都要先放开小车，再接通打点计时器的电源 C . 平衡摩擦力时，将悬挂小桶的细线系在小车上 D . 平衡摩擦力时，让小车后面连着已经穿过打点计时器的纸带
（3）图乙是某同学实验中获得的一条纸带．A、B、C为三个相邻的计数点，若相邻计数点之间的时间间隔为T．A、B间的距离为x₁ ， A、C间的距离为x₂ ，则小车的加速度a=（用字母表达）．
（4）图丙是小刚和小芳两位同学在保证小车质量一定时，分别以砂和小桶的总重力mg为横坐标，以小车运动的加速度a为纵坐标，利用各自实验数据作出的a﹣mg图象．
a．由小刚的图象，可以得到实验结论：．
b．小芳与小刚的图象有较大差异，既不过原点，又发生了弯曲，下列原因分析正确的是（填字母代号）．
A．图象不过原点，可能是平衡摩擦力时木板倾角过大
B．图象不过原点，可能是平衡摩擦力时木板倾角过小
C．图象发生弯曲，可能是砂和小桶的质量过大
D．图象发生弯曲，可能是小车的质量过大
（5）正确平衡摩擦力后，小组中一位同学保持砂和小桶总重力mg不变，通过在小车上增加砝码改变小车质量，进行实验并得到实验数据．处理数据时，他以小车和砝码的总质量M为横坐标， $\text{[math]}$ 为纵坐标，作出 $\text{[math]}$ ﹣M关系图象，示意图如图丁所示，发现图线从纵轴上有截距（设为b）．该同学进行思考后预测：若将砂和小桶总重力换成另一定值（m+△m）g，重复上述实验过程，再作出 $\text{[math]}$ ﹣M图象．两次图象的斜率不同，但截距相同均为b．若牛顿定律成立，请通过推导说明该同学的预测是正确的．

根据所学知识完成填空：

（1）
有一种游标卡尺，与普通游标卡尺不同，它游标尺的刻线看起来就很“稀疏”，使得读数时清晰明了，方便了使用者正确读取数据（图1）．
①如果此游标尺的刻线是将“39mm等分成20份”那么它的准确度是 mm
②用游标卡尺测量某一物体的厚度，如图所示，正确的读数是mm
（2）
一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力F与弹簧长度L的图象．如图2所示，下列表述正确的是

A . a的原长比b的长 B . a的劲度系数比b的大 C . a的劲度系数比b的小 D . 测得的弹力与弹簧的长度成正比
（3）
①如图3所示为某同学所安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置，若在图示状态下开始做实验，请从该同学的装置和操作中指出存在的问题或错误
②图4是①中更正后实验打出的一条纸带，已知打点计时器的打点周期是0.02s，求出小车运动加速度的大小为m/s² ，（计算结果保留2位有效数字）

某学生做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，在平衡摩擦力时．把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大．他所得到的a﹣F关系可用下列哪个图象表示？（图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力）（　　）

A .

B .

C .

D .

（1）利用下图装置可以做力学中的若干实验，以下说法正确的是____（多选）。

A . 用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响 B . 在用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，应使小盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量 C . 用此装置“探究加速度a与力F的关系” 每次改变砝码及砝码盘总质量后，不需要重新平衡摩擦力 D . 用此装置探究“探究功与速度变化的关系”实验时，不需要平衡小车运动中所受摩擦力的影响。
（2）在用此装置做“探究加速度与力、质量的关系”时，下列说法正确的是_______（多选）

A . 先释放纸带再接通电源 B . 拉小车的细线应尽可能与长木板平行 C . 纸带与小车相连端的点迹较密 D . 轻推小车，拖着纸带的小车能够匀速下滑说明摩擦力已被平衡
（3）如图所示是实验时打出的一条纸带，ABCD……为每隔2个打点取一计数点，据此纸带可知小车在E点速度大小为m/s。

为“验证牛顿第二定律”，某同学设计了如下实验方案：

A．实验装置如图甲所示，一端系在滑块上的轻质细绳通过转轴光滑的轻质滑轮，另一端挂一质量为m＝0.5 kg的钩码。用垫块将长木板附定滑轮的一端垫起，调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块沿长木板向下做匀速直线运动；

B．保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，连接纸带，接通打点计时器的电源，然后让滑块沿长木板滑下，打点计时器打下的纸带如图乙所示。

请回答下列问题：

（1）图乙中纸带的端与滑块相连（选填“左”或“右”）。
（2）图乙中相邻两个计数点之间还有4个点未画出，打点计时器接频率为50 Hz的交流电源，根据图乙求出滑块的加速度a＝ m／s²。
（3）不计纸带与打点计时器间的阻力，滑块的质量M＝ kg（g取9.8 m／s² ，结果保留3位有效数字）。

如图所示，某同学利用图示装置做“探究加速度与物体所受合力的关系”的实验。在气垫导轨上安装了两个光电门1、2，滑块上固定一遮光条，滑块通过绕过两个滑轮的细绳与弹簧秤相连，C为弹簧秤，实验时改变钩码的质量，读出弹簧秤的不同示数F，不计细绳与滑轮之间的摩擦力。

（1）根据实验原理图，本实验(填“需要”或“不需要”)将带滑轮的气垫导轨右端垫高，以平衡摩擦力；实验中(填“一定要”或“不必要”)保证钩码的质量远小于滑块和遮光条的总质量；实验中(填“一定要”或“不必要”)用天平测出所挂钩码的质量；滑块(含遮光条)的加速度(填“大于”“等于”或“小于”)钩码的加速度。
（2）某同学实验时，未挂细绳和钩码接通气源，推一下滑块使其从轨道右端向左运动，发现遮光条通过光电门2的时间大于通过光电门1的时间，该同学疏忽大意，未采取措施调节导轨，继续进行其他实验步骤(其他实验步骤没有失误)，则该同学作出的滑块(含遮光条)加速度a与弹簧秤拉力F的图象可能是(填图象下方的字母)。
（3）若该同学作出的a－F图象中图线的斜率为k，则滑块(含遮光条)的质量为。

某物理课外小组利用如图甲所示的装置完成探究小车的加速度与其所受合外力F之间的关系实验

（1）请补充完整下列实验步骤的相关内容，
①用天平测量砝码盘的质量m₀；用游标卡尺测量光板的宽度d，游标卡尺的示数如图乙所示，则其读数为cm；按图甲所示安装好实验装置，用米尺测量两光电门之同的距离s；

②在砝码盘中放入适量的砝码，适当调节长木板的倾角，直到轻推小车，遮光片先后经过光电门A和光电门B的时间相等；

③取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m；

④让小车从靠近滑轮处由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间Δt_A和Δt_B；

⑤步骤④中，小车从光电门A下滑至光电门B的过程中所受合外力为，小车的加速度为：（用上述步中的物理量表示，重力加速度为g）

⑥重新挂上细线和砝码盘，改变砝码盘中砝码的质量和长本板的倾角，重复②～⑤步骤
（2）本实验中，以下操作或要求是为了减小实验误差的是_____

A . 尽量减小两光电门间的距离s B . 尽量增大遮光片的宽度d C . 调整滑轮，使细线与长木板平行 D . 砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量

利用力传感器研究“加速度与合外力的关系”的实验装置如图甲所示．

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（1）下列关于该实验的说法，错误的是________．

A . 做实验之前必须平衡摩擦力 B . 小车的质量必须比所挂钩码的质量大得多 C . 应调节定滑轮的高度使细线与木板平行 D . 为了实验安全，打点计时器接直流电源
（2）从实验中挑选一条点迹清晰的纸带，每5个点取一个计数点，用刻度尺测量计数点间的距离如图所示．已知打点计时器每间隔0.02 s打一个点．

从图可知A、B两点间的距离s₁＝cm；该小车的加速度a＝m/s²(计算结果保留2位有效数字)，实验中纸带的(填“左”或“右”)端与小车相连接．
（3）利用测得数据在坐标系中作出了图乙所示的a－F图象．
①图线不过坐标原点的原因是．

②小车和传感器的总质量为kg.

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，小车左端连一条纸带，通过打点计时器记录其运动情况。

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（1）下列做法正确的是_____

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 . 在探究加速度与力的关系时，作a--F图象应该用折线将所描的点依次连 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，不需要重新调节木板倾斜度
（2）下图是实验时平衡阻力的情形，其中正确的是（选填字母）
（3）某学生在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大。他所得到的a–F关系可用图中的表示（图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力）。
（4）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50 Hz。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）

某物理课外小组利用图甲中的装置探究物体加速度与其所受外力之间的关系。图中，利用铁架台固定一轻质滑轮，通过跨过滑轮的轻质细绳悬吊相同的两个物块A、B，质量均为M，物块A侧面粘贴小遮光片，其宽度为d、质量忽略不计。在物块A、B下各挂5个相同的小钩码，质量均为m＝0.010kg。光电门C、D通过连杆固定于铁架台上，并处于同一竖直线上，且光电门C、D之间的距离为h。两光电门与数字计时器相连（图中未画出）可记录遮光片通过光电门的时间。整个装置现处于静止状态，取当地的重力加速度g＝9.8m/s² ．实验步骤如下：

（1）将n（依次取n＝1，2，3，4，5）个钩码从物块B的下端摘下并挂在物块A下端的钩码下面。释放物块，用计时器记录遮光片通过光电门C、D的时间t₁、t₂ ．由匀变速运动规律可得到物块A下落过程的加速度a＝（用“h、d、t₁、t₂”表示）
（2）该小组同学测量的数据见下表。他们将表格中的数据转变为坐标点画在图乙的坐标系中，并作出a﹣n图象。从图象可以得出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的外力成（“正比”或“反比“）。

N

a/•s^﹣2

1

0.20

2

0.41

3

0.59

4

0.79

5

1.00
（3）该小组同学利用a﹣n图象，进一步求得物块A（或B）的质量M为kg（保留2位有效数字）。
（4）若实验过程中摩擦阻力的影响明显（可看成定值），用上述方法得到的物块质量M的测量值物块质量的直实值（填“大于”，“小于”或“等于”）

某实验小组做“探究加速度和力、质量的关系”实验。

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（1）用如图甲所示装置做实验，图中带滑轮的长木板放置于水平桌面上，拉力传感器可直接显示所受拉力的大小。做实验时，下列操作必要且正确的是___

A . 将长木板右端适当垫高，小车未挂砂桶时，在木板上静止释放，轻推小车后，恰能匀速下滑 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 . 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 D . 用天平测出砂和砂桶的质量
（2）实验时，该小组同学平衡了摩擦力后，在小车质量M保持不变的情况下，不断往砂桶里加砂，直到砂和砂桶的质量最终达到M。测出每次加砂后拉力传感器的示数F和小车的加速度a，作 $\text{[math]}$ 的图象。下列图线中正确的表示该小组的图象是
（3）下图是实验中得到的一条纸带，图中打相邻两计数点的时间间隔为0.1 s，由图中的数据可得小车的加速度a为 m/s²。

用图甲所示装置探究物体的加速度与力的关系。实验时保持小车(含车中重物)的质量M不变，细线下端悬挂钩码的总重力mg作为小车受到的合力F，用打点计时器测出小车运动的加速度a.

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（1）为了让细线下端悬挂钩码的总重力作为小车受到的合力F，需满足的条件是
（2）关于实验操作，下列说祛正确的是______。

A . 实验前应调节滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行 B . 平衡摩擦力时，在细线的下端悬挂钩码，使小车在线的拉力作用下能匀速下滑 C . 每次改变小车所受的拉力后都要重新平衡摩擦力 D . 实验时应先接通打点计时器电源，后释放小车
（3）图乙为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，测出各计数点到A点间的距离。已知所用电源的频率为50Hz，打B点时小车的速度v=m/s，小车的加速度a=m/s².（结果保留两位有效数字）
（4）改变细线下端钩码的个数，得到a-F图象如图丙所示，造成图线上端弯曲的原因可能是。

一研究性学习小组采用图示实验装置来探究“加速度与力、质量的关系”。图（甲）中A为小车，B为打点计时器，C为弹簧测力计，P为小桶（内有细沙），一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置．实验前，把长木板不带滑轮的一端垫起适当的高度，以平衡摩擦力。实验时，先接通电源再松开小车，并记下小车运动过程中弹簧测力计的示数作为小车所受的合力。

（1）本实验中小车所受的合力大小弹簧测力计大小（填“大于”，“等于”或“小于”），是否要满足小桶（含内部细沙）的质量远小于小车的质量?答：（填“是”或“否”）。
（2）实验中得到的一条纸带如图（乙）所示，打点计时器使用的电源频率为50Hz，纸带上相邻两个计数点之间还有四个计时点未画出，测量可得2、4点间距离为16.0mm，4、6点间距离为32.1mm，6、8点间距离为48.0mm，8、10点间距离为64.1mm，则小车的加速度为m/s² ，打点“8”时纸带的运动速度为m/s（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，一位同学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。该图线不通过原点，其主要原因是。

某实验小组为探究加速度与力之间的关系设计了如图（a）所示的实验装置，用钩码所受重力作为小车所受的拉力，用DIS（数字化信息系统）测小车的加速度。通过改变钩码的数量，多次重复测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力的关系图象。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图线是在轨道水平的情况下得到的（选填“Ⅰ”或“Ⅱ”）；

②小车和位移传感器发射部分的总质量为kg，小车在水平轨道上运动时受到的摩擦力大小为N。

在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学组装了如图所示的装置。

（1）为了消除打点计时器和木板对小车阻力的影响，关于该操作环节，下列四种装置图中正确的是（）
（2）实验中，为使小车运动时所受的拉力近似等于盘和重物的总重力，则盘和重物的总质量m与小车的质量M应满足的关系是（______）

A . m远大于M B . m远小于M C . m略大于M D . m略小于M
（3）在用打点计时器研究匀变速直线运动的实验中，某同学打出了一条纸带。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，如图所示，用刻度尺量得OA=1.50cm、AB=1.90cm、BC=2.30cm、CD=2.70cm。则打C点时纸带的速度大小为m/s（计算结果保留两位有效数字）。

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（字母表示）。

某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像，图中力传感器可直接显示绳中拉力大小，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）图线是在轨道左侧抬高，成为斜面情况下得到的（选填“1”或“2”）；要想使得该图线过原点应轨道的倾角（填“增大”或“减小”）
（2）滑块和位移传感器发射部分的总质m =kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ=．（g=10m/s²）
（3）实验中是否要满足，滑块和位移传感器发射部分的总质量远远大于重物质量的条件?．

某实验小组的同学在“验证牛顿第二定律”实验中，使用了如图所示的实验装置。

（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a-F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）下图是实验中得到的一条纸袋，A、B、C、D、E是计数点（相邻计数点间有4个点，电源频率50HZ），其中L₁=3.07cm，L₂=12.38cm，L₃=27.87cm，L₄=49.62cm．则打C点时小车的速度为m/s，小车的加速度是m/s²。（计算结果均保留三位有效数字）

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。

N	a/•s^﹣2
1	0.20
2	0.41
3	0.59
4	0.79
5	1.00

4.2 探究加速度与力质量的关系 知识点题库

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