2 探究加速度与力、质量的关系知识点题库

图1为“探究加速度与物体受力与质量的关系”实验装置图．图中A为小车，B为装有码的小桶，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电火花打点计时器相连，计时器接50Hz交流电．小车A的质量为m_A ，小桶B（及砝码）的质量为m_B ．

（1）下列说法正确的是（多选）

A . 本实验m_B应远小于m_A B . 实验时应先释放小车后接通电源 C . 每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力 D . 用图象探究加速度与质量关系时，应作a﹣ $\text{[math]}$ 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，他测量得到的a﹣F图象2，可能是图中的图线．（选填“甲”、“乙”或“丙”）
（3）如图3所示为某次实验得到的纸带，纸带中相邻计数点间的距离已标出，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大小 m/s² ．（结果保留二位有效数字）

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）一组同学在做探究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与图象．
（3）
如图2所示为甲同学根据测量数据做出的a﹣F图线，此图线说明实验存在的问题是．
（4）乙、丙两同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a﹣F图线如图3所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同．（）

小华所在的实验小组利用如图所示的实验装置探究牛顿第二定律，打点计时器使用的交流电频率f=50Hz，当地的重力加速度为g．

（1）在实验前必须进行平衡摩擦力，其步骤如下：取下细线和砂桶，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，小车做运动
（2）图（乙）是小华同学在正确操作下获得的一条纸带，其中A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出．若s₁=2.02cm，s₂=4.00cm，s₃=6.01cm，则B点的速度为：v_B=m/s（保留三位有效数字）．
（3）在平衡好摩擦力的情况下，探究小车加速度a与小车质量M的关系中，某次实验测得的数据如表所示．根据这些数据在坐标图丙中描点并作出 $\text{[math]}$ 图线．从 $\text{[math]}$ 图线求得合外力大小为N（计算结果保留两位有效数字）．
a/m•s^﹣2
1.2
1.1
0.6
0.4
0.3
$\text{[math]}$ /kg^﹣1
4.0
3.6
2.0
1.4
1.0
（4）如果在某次实验中根据测得的多组数据画出a﹣F关系图线如图丁所示．
①分析此图线的OA段可得出的实验结论是．
②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．轨道保持了水平状态
C．所挂砂及砂桶的总质量太大 D．所用小车的质量太大．

在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，采用如图所示的实验装置．

图片_x0020_100013

（1）本实验采用的实验方法是________．

A . 控制变量法 B . 理想实验法 C . 等效替代法 D . 实验推理法
（2）把长木板的一端垫高的目的是
（3）电磁打点计时器是一种使用低压（填“交”或“直”）流电源的计时仪器，其打点频率为Hz。周期秒

某同学用图示的实验装置探究加速度与力的关系。他在气垫导轨旁安装了一个光电门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，力传感器可直接测出绳中拉力大小，传感器下方悬挂钩码。改变钩码数量，每次都从A处由静止释放滑块。已知滑块（含遮光条）总质量为M，导轨上遮光条位置到光电门位置的距离为L。请回答下面相关问题。

（1）如图，实验时用游标卡尺测得遮光条的宽度为。某次实验中，由数字毫秒计记录遮光条通过光电门的时间为t，由力传感器记录对应的细线拉力大小为F，则滑块运动的加速度大小应表示为（用题干已知物理量和测得物理量字母表示）。
（2）下列实验要求中不必要的是（_________）

A . 应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 B . 应使遮光条位置与光电门间的距离适当大些 C . 应将气垫导轨调节至水平 D . 应使细线与气垫导轨平行

某同学在做“探究加速度与力的关系”和“探究加速度与质量的关系”实验时，误把两个实验的数据混在同一表格中，并将数据按加速度大小排列。导致做数据分析时，在建立坐标后就无法进行下去。请你帮他按要求继续完成实验。

序号	①	②	③	④	⑤	⑥	⑦	⑧	⑨
$\text{[math]}$	0.29	0.14	0.29	0.19	0.24	0.29	0.29	0.29	0.34
$\text{[math]}$	0.87	0.36	0.61	0.36	0.36	0.41	0.36	0.31	0.36
$\text{[math]}$	0.33	0.39	0.48	0.53	0.67	0.71	0.81	0.94	0.94

（1） “探究加速度与力的关系”应选（填序号）数据进行分析；
（2）在坐标纸上描出所有符合要求的点，绘出 $\text{[math]}$ 图线；
（3）根据描绘的图线，得出实验结论：。

在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某实验小组使用了如左图所示的装置。

打点计时器使用的交流电的频率为 $\text{[math]}$ 。

图片_x0020_100013 图片_x0020_100014

（1）他们用小垫块将长木板无滑轮的一端垫高的目的是。
（2）如图是某次实验得到的纸带，纸带上标出A、B、C、D、E五个计数点，且相邻两个计数点之间还有4个打出的点未画出。则 $\text{[math]}$ 两点的距离 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，小车下滑的加速度大小为 $\text{[math]}$ （保留3位有效数字）。

在“探究加速度与小车质量关系”实验中，实验小组采用如图所示的装置．M表示小车及砝码的总质量，m表示砂桶及砂的总质量．

图片_x0020_100010

（1）下列关于该实验的说法，不正确的是________

A . 所挂砂桶及砂的总质量必须远大于小车及砝码的总质量 B . 做实验之前必须平衡摩擦力 C . 应调节定滑轮的高度使细线与木板平行 D . 实验开始的时候，小车要靠近打点计时器
（2）实验时打点计时器每隔0.02秒打一个点，某学生得到一条纸带后，标出了几个计数且每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出，s₁=3.61cm, s₂=4.40cm, s₃=5.19cm, s₄=6.01cm, s₅=6.80cm, s₆=7.59cm．则小车的加速度a=m/s²,打点计时器在打点时小车的速度v_D=m/s．(结果均保留二位有效数字)
（3）在实验时，保持砂桶及砂的总质量一定改变小车及车中砝码的总质量，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与的图象．（填“M”或“ $\text{[math]}$ ”）

在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图（甲）所示的装置，

图片_x0020_100015

（1）打点计时器使用的电源是______（选填选项前的字母）。

A . 直流电源 B . 交流电源
（2）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力。正确操作方法是在不挂重物且______（选填选项前的字母）的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。

A . 计时器不打点 B . 计时器打点
（3）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O。在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得A、B、C……各点到O点的距离为x₁、x₂、x₃……，如图乙所示。则小车的加速度为。
（4）该同学通过数据的处理作出了a-F图像，如图丙所示，则：

①图中的直线不过原点的原因是。

②图中直线发生弯曲的原因是。

在“探究加速度与力、质量的关系的实验”时，采用了如图甲所示的实验方案。操作如下：

（1）平衡摩擦力时，若所有的操作均正确，打出的纸带如图乙所示，应（填“减小”或“增大”）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹为止。
（2）已知小车质量为M，盘和砝码的总质量为m，要使细线的拉力近似等于盘和砝码和总重力，应该满足的条件是mM（填“远小于”、“远大于”或“等于”）。
（3）图丙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 ，打下C点时小车运动的速度大小是m/s。（交流电的频率为50Hz，结果保留两位有效数字）

某实验小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。

（1）下列做法正确的是_________。

A . 实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源 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 . 当通过增减木块上的砝码改变质量时，需要重新调节木板倾斜度 D . 在利用调节木板倾斜度来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
（2）甲、乙两同学根据实验数据画出的图像如图所示：

①形成图线甲的原因可能是；

②形成图线乙的原因可能是。

如图所示，为探究“加速度与合力、质量的关系”的实验装置，请完成以下问题：

（1）实验中小车和木板间存在摩擦，为了设法排除摩擦的影响，可采用将木板一端垫高的方法来实现，则实验中应将图中木板侧（填“右”或“左”）垫高，从而达到平衡摩擦力；
（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中，根据测量的多组数据可画出a-F关系图线如图（a）所示，此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的原因是；
（3）若在原装置中的P处加装一个力传感器，重复上述实验，得到的a-F图线与图（a）中的图线相比，会有什么不同：；
（4）保证小车质量不变，探究加速度与所受力的关系时，某同学根据实验得到数据，画出F—a图像如图（b）所示，那么该同学实验中出现的问题最可能的是______。

A . 平衡摩擦力过度 B . 平衡摩擦力不足

如图1所示，某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验：

（1）为减少阻力的影响，应取下细绳及托盘，通过调整垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做运动；

（2）连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到如图2所示的纸带。纸带上О为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为 $\text{[math]}$ 的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G。实验时小车所受拉力为 $\text{[math]}$ ，小车的质量为 $\text{[math]}$ ，请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化 $\text{[math]}$ ，补填表中空格（结果保留至小数点后第四位）

	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
$\text{[math]}$	0.0432	0.0572	0.0734	0.0915
$\text{[math]}$	0.0430	0.0570	0.0734	0.0907

分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内 $\text{[math]}$ ，与理论推导结果一致。

（3）实验前已测得托盘质量为 $\text{[math]}$ ，实验时该组同学放人托盘中的砝码质量应为 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ ，结果保留两位有效数字）。

某同学在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，使用了如图甲所示的实验装置。保持小车质量不变，改变砂桶中砂的质量，小车的加速度a随其所受拉力F变化图线如图乙所示。对图线未经过原点O的原因分析，可能正确的是（）

A . 平衡小车所受阻力时木板右端垫得过高 B . 未将木板右端垫高以平衡小车所受阻力 C . 仅用桶中砂的重力来代替小车所受拉力F D . 小车质量未远大于砂和砂桶的总质量

“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示，已知打点计时器所用电源频率为50Hz，试回答下列问题.

（1）实验中在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示，A、B、C、D、E、F、G这些点的间距如图中标示，其中每相邻两点间还有个计时点未画出.根据测量结果计算：打C点时小车的速度大小为m/s；小车运动的加速度大小为m/s².（结果保留二位有效数字）
（2）在某次利用上述已调整好的装置进行实验时，保持砝码盘中砝码个数不变，小车自身的质量保持不变（已知小车的质量远大于砝码盘和盘中砝码的质量），在小车上加一个砝码，并测出此时小车的加速度a，调整小车上的砝码，进行多次实验，得到多组数据，以小车上砝码的质量m为横坐标，相应加速度的倒数 $\text{[math]}$ 为纵坐标，在坐标纸上作出如图丁所示的 $\text{[math]}$ -m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，图线的斜率为k，则小车的质量为。

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.

利用以上数据计算出小车的加速度为m/s²。

甲、乙、丙三个实验小组分别采用图甲、乙、丙所示的实验装置探究“加速度与力，质量的关系”。

（1）下列说法正确的是____

A . 三个实验中，甲必须平衡小车所受的摩擦力，乙和丙不需要 B . 三个实验中，甲必须使重物的质量远小于小车的质量，乙和丙不需要 C . 三个实验中，都必须用天平测量重物的质量
（2）某次实验中记录的纸带如图所示，从A点起每5个点取一个计数点，即两相邻计数点间的时间间隔为 $\text{[math]}$ ，则小车运动的加速度为 $\text{[math]}$ 。（结果保留三位有效数字）
（3）乙小组采用图乙实验装置，多次改变重物的质量，通过弹簧测力计读出拉力F，并求出小车的加速度a，然后以拉力F为横轴，加速度a为纵轴，画出的 $\text{[math]}$ 图像是一条倾斜直线，图线的斜率为k，则小车的质量M为。

在探究“物体质量一定时，加速度与力的关系”实验中，小荆同学做了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了力传感器来测细线中的拉力。

（1）实验时，下列说法正确的是____；

A . 需要用天平测出砂和砂桶的总质量 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，同时记录拉力传感器的示数 C . 使用电磁打点计时器时应选用220V的交流电源 D . 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
（2）实验得到如图乙所示的纸带，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，已知A、B、C、D各点到A点的距离分别是3.60cm，9.61cm，18.01cm，28.81cm，由以上数据可知，小车运动的加速度大小是m/s²（计算结果保留三位有效数字）；
（3）由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示。则小车运动过程中所受的阻力F_f=N，小车的质量M=kg。（结果保留二位有效数字）

学校物理兴趣小组利用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。实验前，调节定滑轮的高度使细线与木板平行，并平衡摩擦力。

（1）小车的质量（选填“必须”或“不必”）比所挂钩码的质量大得多；
（2）在探究加速度与质量的关系时，控制力的大小不变，多次在小车中增加或减少砝码数以改变小车的质量 $\text{[math]}$ 得到小车对应的加速度，为了更直观地得出加速度与质量的关系，应作加速度 $\text{[math]}$ 与（选填“质量 $\text{[math]}$ ”或“质量的倒数 $\text{[math]}$ ”）的关系图像；
（3）在探究加速度与力的关系时，在正确操作的情况下得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示。已知打点计时器采用的是频率为 $\text{[math]}$ 的交流电，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）

小明同学利用如图甲所示装置进行“探究加速度与力、质量的关系”实验，在某次实验中，打出一条纸带如图乙所示，已知相邻两个计数点之间还有4个计时点未画出。

（1）该实验需要平衡摩擦力。这个操作的目的是为了____。

A . 使重物的重力等于细线所受的拉力 B . 使重物的重力等于小车所受的合力 C . 使细线对小车的拉力等于小车所受的合力
（2）请指出图甲中该同学平衡摩擦力操作的两处错误，。
（3）小车运动时的加速度为 $\text{[math]}$ （计算结果保留两位有效数字）。
（4）天平是测量物体质量的仪器，下面四个实验中，必须用到天平的是____（填对应字母）。

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 . 验证机械能守恒定律 D . 验证动量守恒定律

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

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