2 探究加速度与力、质量的关系知识点题库

为了探究加速度与力、质量的关系，甲、乙、丙三位同学分别设计了如图所示的实验装置，小车总质量用M表示（乙图中M包括小车与传感器，丙图中M包括小车和与小车固连的滑轮），钩码总质量用m表示．

（1）为便于测量合外力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与所受合外力成正比的结论，下列说法正确的是

A . 三组实验中只有甲需要平衡摩擦力 B . 三组实验都需要平衡摩擦力 C . 三组实验中只有甲需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件 D . 三组实验都需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件
（2）若乙、丙两位同学发现某次测量中力传感器和测力计读数相同，通过计算得到小车加速度均为a，a= $\text{[math]}$ g，g为当地重力加速度，则乙、丙两人实验时所用小车总质量之比为，乙、丙两人实验用的钩码总质量之比为．

图甲是用来探究加速度和力之间关系的实验装置示意图，图乙是其俯视图．两个相同的小车，放在比较光滑的水平板上（摩擦力很小，可以略去），前端各系一条细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里可放砝码．两个小车后端各系一条细线，细线后端用夹子固定，打开夹子，小盘和砝码牵引小车运动，合上夹子，两小车同时停止．用刻度尺测出两小车通过的位移，则位移之比就等于它们的加速度之比．为了探究加速度大小和力大小之间的关系，下列说法中正确的是（）

A . 使小盘和砝码的总质量尽可能等于小车质量 B . 若将小车放在粗糙水平板上，对实验结果没有影响 C . 位移之比等于加速度之比是因为小车的位移与加速度成正比 D . 可在两小盘内放置相同质量的砝码，在两小车内放置不同质量的砝码进行实验

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 ．（保留两位有效数字）
（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．图象中F是实验中测得的

A . F₁ B . F₂ C . F₁﹣F₀ D . F₂﹣F₀ ．

如图1所示为探究物体运动加速度与物体质量，物体受力关系的实验装置，砂和砂桶质量用m表示，小车和车上所加砝码总质量用M表示，小车运动加速度用a表示．

（1）实验过程中需要适当抬起长木板的一端以平衡小车所受的摩擦力，该步骤中木板被抬起的角度与小车质量（选填“有关”或“无关”）
（2）在探究加速度与小车受力关系的过程中，甲和乙两小组分别用下列两组数据进行实验操作，其中你认为合理的是（选填“甲”或“乙”）
M_甲=500g M_乙=500g
甲m（g）
20
22
24
26
乙m（g）
20
30
40
50
（3）
在探究加速度与小车质量的过程中，应保持不变，通过增减小车中砝码改变小车质量M，实验测出几组a、M数据，下列图线能直观合理且正确反映a﹣M关系的是
（4）图3为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz．根据纸带可求出小车的加速度大小为m/s² ．（结果保留二位有效数字）

在“探究加速度与质量的关系”的实验中．（g取10m/s²）

（1）备有器材：A．一端带有滑轮的长木板；B．电磁打点计时器、低压交流电源、复写纸、纸带；C．细绳、小车、砝码；D．装有细砂的小桶；E．小方木板；F．毫米刻度尺；还缺少的一件器材是．
（2）实验得到如图甲所示的一条纸带，相邻两计数点的时间间隔为T；B、C间距s₂和D、E间距s₄已量出，利用这两段间距计算小车加速度的表达式为．
（3）同学甲根据实验数据画出如图乙所示a﹣ $\text{[math]}$ 图线，从图线可得砂和砂桶的总质量为 kg；
（4）同学乙根据实验数据画出了如图丙所示的a﹣ $\text{[math]}$ 图象，从图线可知乙同学操作过程中遗漏的实验步骤是．

（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．图象中F表示的是实验中测得的　　．

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倾斜以平衡摩擦力 C . 实验中需要测出小车和传感器的总质量 D . 用加细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．

哈三中学生为探究加速度与合外力的关系，甲、乙、丙三个实验小组分别采用图1、图2、图3所示的实验装置,小车总质量用M表示（图1中M为小车和与小车固定连接的小滑轮的质量和，图2中M为小车与传感器的质量和），钩码总质量用m表示。重力加速度g已知，试回答下列问题:

（1）甲、乙、丙三组实验中，必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是(填 “甲”、“乙”、“丙”)。
（2）甲、乙、丙三组实验中必须满足“M＞＞m”的实验小组是(填“甲”、“乙”、“丙”)。
（3）实验时各组同学的操作均正确，甲、乙、丙三组同学作出的a—F图线如图4所示(甲组同学所用F为弹簧测力计示数，乙组同学所用F为传感器读数)，则甲组实验对应的图线是，乙组实验对应的图线是，丙组实验对应的图线是（填“A”、“B”、“C”）。
（4）实验时丙组同学操作正确，该组同学在保持小车质量不变的情况下，通过调整改变小车所受合力，多次实验，由实验数据作出的a-F图线如图5所示，则小车质量为kg。

某实验小组利用右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 . 调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行 B . 在调节木板倾斜度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 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）图是甲、乙两同学根据实验数据画出的图象。

形成图象甲的原因是

形成图象乙的原因是

（1）在“探究求合力的方法”的实验中，下列操作正确的是（）

A . 在使用弹簧秤时，使弹簧秤与木板平面平行 B . 每次拉伸橡皮筋时，只要使橡皮筋伸长量相同即可 C . 橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上 D . 描点确定拉力方向时，两点之间的距离应尽可能大一些
（2）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，两个相同的小车放在光滑水平板上，前段各系一条细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可放重物。小车的停和动通过用黑板擦按住小车后的细线和抬起来控制，如图1所示。实验要求小盘和重物所受的重力近似等于使小车做匀加速直线运动的力。

请指出图2中错误之处：。

调整好装置后，在某次实验中测得两小车的位移分别是x₁和x₂ ，则两车的加速度之比为。

如图为探究物体的加速度与质量和受力的关系的实验装置．沙和沙桶的质量为m，小车和砝码的质量为M.实验中将沙和沙桶的重力作为细线对小车的拉力．

（1）实验前，在进行平衡摩擦力的操作时，下列注意事项正确的是（_______）

A . 应该让小车连接纸带并穿过打点计时器 B . 必须让小车连接沙桶 C . 纸带和沙桶都应连接 D . 纸带和沙桶都不能连接
（2）现保持沙和沙桶的总质量m不变，改变小车和砝码的总质量M，探究加速度和质量的关系．如图是某次实验中打出的一条纸带，交变电流的频率为50 Hz，每隔4个点选一个计数点，则小车的加速度为m/s²(保留两位有效数字)．通过实验得到多组加速度a、质量M的数据，为了方便准确地研究二者关系，一般选用纵坐标为加速度a，则横坐标为(填M或 $\text{[math]}$ )．

在利用如图所示装置“探究加速度与力、质量关系”实验中：
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（1）某小组的几位同学在讨论制定实验方案时分别提出以下几点意见，你认为不正确的是_______

A . 实验中一定要测出加速度的具体数值 B . 实验中也可不测加速度的具体数值，只要测出不同情况下加速度的比值就行了 C . 若要验证“加速度与力的平方成正比”这一猜想，在作图线时最好以F2为横坐标 D . 不管是在探究加速度与力的关系时还是在探究加速度与质量关系时，所要测量的物理量都是3个
（2）实验装置如图所示，实验中使小车M做匀加速运动的力与小盘和砝码总质量m重力近似相等的条件是。
（3）在探究加速度与力的关系时，要保持不变。
（4）保持小车质量不变，改变砝码盘及砝码质量，该组同学根据实验数据作出了加速度a随合力F的变化图线如图所示。该图线不通过原点，其主要原因是。

在研究“加速度与力的关系”实验中，某同学根据学过的理论设计了如下装置（如图甲）：水平桌面上放置了气垫导轨，装有挡光片的滑块放在气垫导轨的某处（档光片左端与滑块左端齐平）。实验中测出了滑块释放点到光电门（固定）的距离为s，挡光片经过光电门的速度为v，钩码的质量为m，（重力加速度为g，摩擦可忽略）

（1）本实验中钩码的质量要满足的条件是；
（2）该同学作出了v²—m的关系图象（如图乙），发现是一条过原点的直线，间接验证了“加速度与力的关系”，依据图象，每次小车的释放点有无改变（选填“有”或“无”），从该图象还可以求得的物理量是。

用如图所示的实验装置，探究加速度与力、质量的关系。

实验中，将一端带滑轮的长木板放在水平实验台上，实验小车通过轻细线跨过定滑轮与钩码相连，小车与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为 $\text{[math]}$ 50Hz。在保持实验小车质量不变的情况下，放开钩码，小车加速运动，处理纸带得到小车运动的加速度a，改变钩码的个数，重复实验。

（1）实验时，要求钩码的质量远小于小车的质量，这样做的目的是______。

A . 避免在小车运动的过程中发生抖动 B . 使小车获得较大的加速度 C . 使细线的拉力等于小车受到的合外力 D . 使小车最终能匀速运动 E . 使纸带上点迹清晰，便于进行测量 F . 使钩码重力近似等于细线的拉力
（2）实验过程中打出的一条纸带如图，在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点，在这个点上标明A，第六个点上标明B，第十一个点上标明C，第十六个点上标明D，第二十一个点上标明E。测量时发现B点已模糊不清，于是测得AC的长度为12.26cm，CD的长度为6.60cm，DE的长度为6.90cm，则应用所有测得的数据，可计算得出小车运动的加速度a=m/s²（结果保留两位有效数字）
（3）根据实验测得的数据，以小车运动的加速度a为纵轴，钩码的质量m为横轴，得到如图所示的a-m图像如图中图线A所示，现仅增大木板与水平方向夹角，得到的图像可能是图中的（图中所示的A，B，D，E图线相互平行）

在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图甲所示的实验装置，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面拖动的纸带上由打点计时器打出的点计算出，在m<<M的前提下可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的总重力．

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（1）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，为了比较容易地找出加速度a与质量M的关系，应该作a与的图象.
（2）如图乙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．
（3）乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a－F图象如图丙所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同．

某同学利用图（a）所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码质量m的对应关系图，如图（b）所示。实验中小车（含发射器）的质量为200g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到，回答下列问题：

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（1）根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成（选填“线性”或“非线性”）关系；
（2）由图（b）可知， $\text{[math]}$ 图线不经过原点，可能的原因是；
（3）若利用本实验装置来验证“在小车质量不变情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg做为小车受到的合外力，钩码的质量应满足的条件是。

如图甲所示是研究小车加速度与力的关系的实验装置。木板置于水平桌面上，一端系有砂桶的细绳通过滑轮与固定的拉力传感器相连，拉力传感器可显示所受的拉力大小F，改变砂桶中砂的质量并多次实验。请回答下列问题：

（1）实验中需要________；

A . 测量砂和砂桶的总质量 B . 保持细绳与长木板平行 C . 保持小车的质量不变 D . 满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
（2）如图乙所示为实验中得到的一条纸带，相邻计数点间有四个点未标出，打点计时器所接电源的频率为50 Hz，则打B点时小车的速度大小为 m/s，小车的加速度大小为 m/s²（小数点后均保留两位）。
（3）实验中描绘出a-F图像如图丙所示，图像不过原点的原因是。

在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，实验装置如图甲所示。实验先平衡摩擦力，然后让小车在砂桶作用下做加速运动，处理所得纸带可以求出小车的加速度 $\text{[math]}$ 。

（1）图甲中打点计时器与图乙中学生电源端口（填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”）连接；则图甲中打点计时器为图乙中的（填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”）；
（2）在需要平衡摩擦力的实验中，某同学进行了如下操作：在滑板右侧端下方加以垫上垫块，用以平衡摩擦力，如图丙所示。开启电源，轻推小车，打出一条纸带，如图丁所示，根据纸带需将垫块________；

A . 向左移动一些 B . 向右移动一些 C . 保持不动
（3）保持小车的质量 $\text{[math]}$ 不变，改变砂桶中沙子质量，砂桶和沙子的总质量为 $\text{[math]}$ ，多次重复实验。根据数据描绘的 $\text{[math]}$ 关系图象如图戊所示，由图可求小车质量 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

（1）某校实验室提供图实验器材可以完成的实验有___________；

A . 探究加速度与力、质量的关系 B . 验证机械能守恒定律实验 C . 探究速度随时间变化关系
（2）小红同学在探究小车加速度a与所受合外力F的关系时，设计并采用了如图所示的方案。其实验操作步骤如下：

a.挂上砝码盘和砝码，调节木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；

b.取下砝码盘和砝码，测出其总质量为m，并让小车沿木板下滑，测出加速度a；

c.改变砝码盘中砝码的个数，重复步骤a和b，多次测量，作出a-F图像。

①该实验方案满足条件M>m（选填“需要”或“不需要”）；

②若小红同学实验操作规范，随砝码盘中砝码个数的增加，作出的a-F图象最接近。
（3）小军同学进行“用双缝干涉测波长”的实验，某次观察时，透过测量头观察到了绿光的干涉条纹，但条纹不清晰，为了便于观察测量，下列方法能够使条纹更清晰___________；

A . 将毛玻璃换成透明玻璃| B . 调节拨杆| C . 调节测量头的位置

为探究加速度与力、质量的关系，实验装置如图所示：

（1）以下实验操作正确的是___ 。

A . 平衡摩擦力时，需将木板不带定滑轮一端适当垫高，使小车在钩码的牵引下恰好做匀速直线运动 B . 调节定滑轮的高度，使细线与木板平行 C . 平衡好摩擦力后，将小车停在打点计时器附近，接通电源，释放小车，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一系列点，断开电源 D . 实验中为减小误差应保证车及车中砝码的总质量远小于钩码的总质量
（2）实验中得到如图所示一条纸带（相邻两计数点间还有两个点没有画出），已知打点计时器频率为50Hz，根据纸带可求出小车的加速度为m/s²（结果保留两位有效数字）
（3）某同学保持小车及车中砝码质量一定，探究加速度 $\text{[math]}$ 与所受外力F关系，他在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到两条 $\text{[math]}$ 图线，如图所示。图线是在轨道水平情况下得到的（填①或“②）；小车及车中砝码的总质量m=kg。

某实验小组利用如图甲所示的装置探究加速度和力、质量的关系．图中带滑轮的粗糙长木板放置于水平桌面上，两段轻绳始终与桌面平行，根据弹簧测力计可读出轻绳拉力的大小，滑轮的质量不计。

（1）实验时，下列操作必要且正确的是________。

A . 用天平测出砂桶（含砂）的质量 B . 将带滑轮的长木板右端适当垫高，以平衡摩擦力 C . 为了减小误差，实验中要保证砂桶（含砂）的总质量远小于小车的质量
（2）某次实验中，得到如图乙所示的一条纸带，已知打点计时器所接交流电源的频率为 $\text{[math]}$ ，则此次实验中打点计时器打计数点2时小车运动的速度大小为 $\text{[math]}$ ，小车运动的加速度大小为 $\text{[math]}$ 。（结果均保留两位有效数字）
（3）实验中，当弹簧测力计的示数为F时，小车的合力大小为；改变砂桶中砂的质量，多次实验，若操作无误，则根据得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计示数F的关系图像应为。
A． B． C．

甲m（g）	20	22	24	26
乙m（g）	20	30	40	50

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