2 实验：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”，现提供如图1所示的实验装置．请回答下列问题：

（1）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取的做法是；

A . 将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动 B . 将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动 C . 将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动 D . 将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动
（2）某学生在平衡摩擦力时，使得长木板倾角偏大，图2中能正确反映他所得到的a﹣F关系图线是；（图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力）
（3）消除小车与木板之间摩擦力的影响后，要用钩码总重力代替小车所受的拉力，此时钩码质量m与小车总质量M之间应满足的关系为；
（4）打点计时器使用的交流电频率f=50Hz．图3是某同学在正确操作下获得的一条纸带，依次选取计数点A、B、C、D、E，每两点之间还有4个计时点没有标出．根据纸带所提供的数据，算得小车的加速度大小为 m/s² ．（结果保留两位有效数字）

图甲为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图．砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M．实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小．

（1）实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，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操作是

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m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 . 将长木板的一端垫起适当的高度，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 . 将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动．
（2）图乙是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．量出相邻的计数点之间的距离分别为x_AB=4.22cm、x_BC=4.65cm、x_CD=5.08cm、x_DE=5.49cm、x_EF=5.91cm、x_FG=6.34cm可求得小车的加速度a=m/s² ，打下D点时小车运动的速度为v_D=m/s．（结果保留2位有效数字）

在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M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．

（1）当M与m的大小关系满足时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力．小车运动的加速度可直接用公式a＝求出。
（2）一组同学保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度a与所受外力F的关系，由于他们操作不当，这得到的a－F关系图象如图所示，其原因是：。

某实验小组利用如图所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，单个钩码的质量为m，打点计时器所接的交流电源的频率为50 Hz，动滑轮质量不计。实验步骤如下：

①按图所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；

②调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；

③挂上钩码，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；

④改变钩码的数量，重复步骤③，求得小车在不同合力作用下的加速度。

根据上述实验过程，回答以下问题：

（1）对于上述实验，下列说法正确的是___________。(填选项前的字母)

A . 钩码的质量应远小于小车的质量 B . 实验过程中钩码处于超重状态 C . 与小车相连的细线与长木板一定要平行 D . 弹簧测力计的读数应为钩码重力的一半
（2）实验中打出的一条纸带如图所示，图中两邻两计数点间还有4个点
未画出，由该纸带可求得小车的加速度a=m/s²(结果保留两位有效
数字)。若交流电的实际频率大于50 Hz，则上述计算结果与实际值相比较(填“偏大”“偏小”或“相同”)。
（3）由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图像，与本实验相符合的是。

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

某实验小组采用如图甲所示的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验,在保持小车及车上砝码总质量M不变,且满足所挂钩码的总质量m远小于M的条件下,测得小车的加速度a和拉力F的数据如表所示:

图片_x0020_100003

F/（N）	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
a/（m/s²）	0.11	0.19	0.29	0.40	0.51

（1）根据表中的数据在如图乙所示的坐标纸中作出 $\text{[math]}$ 图象;
（2）图象的斜率的物理意义是
（3）图象(或延长线)与F轴的截距的物理意义是
（4）小车及车上砝码总质量为kg (结果保留两位有效数字).

“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示。所用交变电流的频率为50Hz。

图片_x0020_100011

（1）补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力的操作：取下槽码，把木板不带滑轮的一端垫高；接通打点计时器电源，轻推小车，让小车拖着纸带运动。如果打出的纸带如图乙所示，则应（选填“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）图丙是某次实验得到的纸带，两计数点间均有四个点未画出，部分实验数据如图所示，则小车的加速度为m/s².

在“探究加速度与力、质量的关系”实验中。

（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_______

A . B . C . D .
（2）先接通电源，小车由静止释放，获得的一条纸带如图乙，计时器打点的时间间隔为 0.02s。从较清晰的A点起,每五个点取一个计数点,测量出各点到A点的距离并标示在纸带上各点的下方,则小车运动的加速度a=m/s²,打D点时物块的速度v=m/s。

某同学用图甲所示的实验装置验证“牛顿第二定律”：

图片_x0020_100014

（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，应将装有砝码的砝码盘通过定滑轮拴在木块上 C . 平衡摩擦时，要让小车连着已经穿过打点计时器的纸带 D . 实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源
（2）为使砝码和砝码盘的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力，应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足的条件。
（3）该同学进行实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图乙所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）。s₁=3.59cm，s₂=4.41cm，s₃==5.19cm，s₄=5.97cm，s₅=6.78cm，s₆=7.64cm。则小车的加速度a=m/s²（要求充分利用测量的数据），打点计时器在打B点时小车的速度v_B=m/s。（结果均保留两位有效数字）
（4）通过实验得到如图所示的a—F图象，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面的夹角（选填“偏大”或“偏小”）。

在探究“ 物体质量一定时加速度与力的关系” 的实验中，某兴趣小组对教材介绍的实验方案进行了优化，设计了如图所示的实验装置．其中 M 为带滑轮的小车的质量， m为砂和砂桶的质量（滑轮质量不计）．

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（1）依据优化后实验原理图，该实验（填“需要” 或“ 不需要”）将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力；实验中（填“ 一定要” 或“ 不必要”）保证砂和砂桶的质量 m 远小于小车的质量 M；
（2）该同学在实验中得到如图(a)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（结果保留两位有效数字）．
（3）如图(b)所示，以弹簧测力计的示数 F 为横坐标，加速度为纵坐标，画出的 a－F 图象是一条直线，求得直线的斜率为 k，则小车的质量为．

小明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。

图片_x0020_100013

图片_x0020_100014

（1）图乙为某次实验得到的一段纸带，计数点A、B、C、D、E间的时间间隔为0.1 s，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）。

（2）小明同学在保持小车质量不变的情况下，改变砂和砂桶质量，进行多次测量。得到一组小车的加速度与小车运动时传感器的示数F₂的数据如下表：

传感器示数F₂（N）	0.62	0.81	0.92	1.11	1.21
加速度a（m/s²）	0.48	1.25	1.67	2.45	2.82

请根据实验数据在下面左图中作出a－F₂的关系图像。

图片_x0020_100015

（3）若小明测出a－F₂图像的F₂轴上截距为F₃ ，则F₃F₀（选填“<”、“>”或“=”）。
（4）在同一组测量中，传感器示数F₁与F₂的大小关系满足F₁F₂（选填“<”、“>”或“=”）。

为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验。其中G₁、G₂为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G_l、G₂光电门时，光束被遮挡的时间△t₁、△t₂都可以被测量并记录。滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为s，牵引砝码的质量为m。

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回答下列问题：

（1）用上述装置在做“探究滑块的加速度与力的关系实验”中，若取M=0.4kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是_____；

A . m₁=5g B . m₂=15g C . m₃=40g D . m₄=400g
（2）在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为：；（用△t₁、△t₂、D、S表示）
（3）某学习小组还想用此装置来“验证机械能守恒定律”，写出需要验证的表达式（用题目所给的字母符号表示）

某同学利用“验证牛顿第二定律”的实验器材测量滑块和长木板之间的动摩擦因数。如图所示，带滑轮的长木板水平放置，力传感器固定在墙上，轻绳分别跨过固定在滑块和长木板末端的滑轮，与力传感器和沙桶连接。在沙桶重力作用下滑块沿长木板做匀加速直线运动，滑块右侧纸带通过打点计时器打出一系列点迹，细绳拉力可由传感器直接读出。若轻绳与长木板平行，且不计轻绳与各滑轮之间的摩擦，试完成下列问题：

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（1）实验时，一定要进行的操作是__________；

A . 将长木板右端垫高以平衡摩擦力 B . 使沙和沙桶的总质量远小于滑块质量 C . 将打点计时器接交流电源 D . 用天平测沙和沙桶的总质量
（2）实验获得的纸带如下图所示，相邻两个计数点之间的还有四个计时点未画出，打点计时器所接交流电的频率为f，则滑块加速度的表达式为；
（3）若力传感器示数为F，滑块的质量为m，重力加速度为g，用a表示滑块的加速度，则滑块与桌面之间的摩擦因数表达式为；
（4）若s₁=1.60cm，s₂=2.09cm，s₃=2.60cm，s₄=3.12cm，s₅=3.60cm，s₆=4.08cm，f=50Hz，F=0.14N，m=0.1kg，g=9.8m/s² ，则摩擦因数大小为。（保留两位有效数字）

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，

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（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。

在高中力学实验中经常用到如图甲所示的实验装置，设小车质量为M，重物质量为m

（1）完成下列哪些实验可用该实验装置_______（填写选项前面的字母）

A . 研究平抛运动 B . 研究匀变速直线运动 C . 验证机械能守恒定律 D . 探究物体的加速度与合外力质量的关系
（2）在做探究“功与速度变化的关系”的实验中，某同学在平衡摩擦力之后，将重物重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总要比小车动能增量大一些，其原因可能是_______

A . M＞＞m B . M＜＜ m C . M= m D . M=2 m
（3）如图乙为探究“功与速度变化的关系”的实验中打出的一条纸带，现选取纸带中的B、E两点来探究功与速度变化的关系，已知打点计时器的打点频率为f，相邻两个计数点之间还有一个点未画出，重力加速度为g，图中已经注明了要测量的物理量，另外，小车的质量为M，所挂重物的质量为m，请你把要探究的结果用题中给出的字母表达出来：

下列关于物理学思想方法的叙述错误的是（）

A . 探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验运用了控制变量法 B . 玻璃瓶内装满水，用穿有两端开口的透明细管的橡皮胶塞封口。手捏玻璃瓶，细管内液面高度变化，说明玻璃瓶发生形变，该实验采用了将微小量放大的思想 C . 力学中将物体看成质点运用了理想化模型法 D . 当物体的运动时间 $\text{[math]}$ 趋近于0时， $\text{[math]}$ 时间内的平均速度可看成瞬时速度运用了等效替代的思想

小李同学采用了如图1所示的实验方案做“用阻力补偿法探究加速度与力质量的关系”的实验。

（1）为使细线的拉力大小近似等于重物的重力重物应选择图2中的（选填“A”或“B”）
（2）为补偿小车所受的阻力，小李撤掉了图1中的重物，在小车右端固定上纸带，纸带另一端穿过限位孔，并将木板右端垫高接通电源后轻推小车，打出了一条如图3所示的纸带。你对小李的建议是____。

A . 补偿小车所受阻力时，重物应悬挂着操作 B . 补偿小车所受阻力时，小车后面不要拖着纸带 C . 小车右端垫得太高，应适当放低一点 D . 小车右端垫得不够高，应再适当垫高一点
（3）在完成“用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系”的实验后，小李又用该装置做了“有空气阻力作用时物体运动速度随时间的变化规律”的实验。实验时，在小车上安装一轻薄板，以增大空气对运动小车的阻力。
在正确补偿阻力加装上薄板后，利用纸带求出小车不同时刻的速度，作出小车的 $\text{[math]}$ 图象，如图5所示。通过图象分析可知，随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力选填（“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）若 $\text{[math]}$ 图象中 $\text{[math]}$ 时刻，曲线的切线如图中虚线所示，则 $\text{[math]}$ 时，物体的加速度大小为 $\text{[math]}$ 。（结果保留两位有效数字）

“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示。

（1）如图所示为实验室常用的装置，该装置用的电源是____

A . 交流220V B . 直流220V C . 交流8V D . 直流8V
（2）关于此实验，下列说法正确的是____

A . 槽码牵引小车运动时，一定要让细线与水平桌面保持平行 B . 槽码的质量要比小车的质量小很多 C . 补偿阻力时小车的牵引细线上需要挂上槽码 D . 在探究小车加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a-m图象
（3）如图是某次实验得到的纸带，两计数点间还有四个点未画出，部分实验数据如图所示，小车加速度大小a=m/s²。（答案保留2位有效数字）

某同学借助力传感器、光电门等器材完成“探究加速度与力、质量关系”实验。如图所示，他将光电门A、B固定在带滑轮木板上的不同位置，带遮光条的滑块左端与力传感器固定在一起，通过细线跨过定滑轮与沙桶相连，光电门及配套的计时器（图中未画出）和力传感器都与电脑连接。

（1）本实验采用的实验方法是；
（2）下列实验措施中正确的有____；

A . 实验需要平衡摩擦力，在取下沙桶的情况下抬高木板右端，使滑块做匀速直线运动 B . 每次实验滑块释放的初始位置都必须是光电门A右侧的同一点 C . 若探究加速度与质量关系时，实验结果采用 $\text{[math]}$ 坐标作图，是为了更直观地根据图线作出判断
（3）平衡摩擦力后，滑块及传感器所受合力用力传感器读数表示，则（填“需要”或“不需要”）保持沙和沙桶质量远小于滑块及传感器总质量。已知遮光条的宽度为d，某次实验中计时器测得遮光条通过两个光电门的时间间隔分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，遮光条从光电门A到光电门B的时间为 $\text{[math]}$ ，则滑块加速度为（用题中所给字母表示）。

（1）已知交变电流的频率为50Hz，则打点计时器打点的时间间隔为s。
（2） “探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示，用该装置研究小车加速度a与质量M的关系时，下列说法正确的是_______。

A . 先释放小车，再接通电源 B . 打点计时器接电源直流输出端 C . 牵引小车的细绳应与长木板保持平行 D . 在增加小车质量的同时，增大木板的倾角
（3）图乙中相邻两个计数点之间还有4个打点未画出，打点计时器接频率为50 Hz的交流电源，根据图乙求出小车的加速度a＝m/s²。（结果保留2位有效数字）
（4）保持小车的质量不变，改变槽码个数，进行多次测量。根据实验数据作出了加速度a随拉力F的变化图线，如图丙所示。图中直线没有通过原点，其主要原因是。

2 实验：探究加速度与力、质量的关系 知识点题库

2 实验：探究加速度与力、质量的关系知识点题库