2 实验：探究加速度与力、质量的关系知识点题库

某实验小组应用如图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，砝码和砝码盘的总质量为m，所使用的打点计时器所接的交流电的频率为50Hz，实验步骤如下：

A．按图甲所示，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；

B．先不挂砝码盘，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；

C．挂上砝码盘，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；

D．改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤C，求得小车在不同合力作用下的加速度．

根据以上实验过程，回答以下问题：

（1）对于上述实验，下列说法正确的是．

A . 小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等 B . 弹簧测力计的读数为小车所受合外力 C . 实验过程中砝码处于超重状态 D . 砝码和砝码盘的总质量不需要远小于小车的质量
（2）实验中打出的一条纸带如图乙所示，由该纸带可求得小车的加速度为 m/s² ．（结果保留2位有效数字）
（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的关系图象（见图丙），与本实验相符合的是．

某实验小组用图（1）所示装置进行“平抛运动”实验．

（1）实验时，毎次须将小球从轨道

A . 同一位罝释放 B . 不同位置无初速释放 C . 同一位置无初速释放
（2）上述操作的目的是使小球抛出后

A . 只受重力 B . 轨迹重合 C . 做平抛运动 D . 速度小些，便于确定位置
（3）实验中已测出小球半径为r，则小球做平抛运动的坐标原点位置应是

A . 斜槽末端O点 B . 斜槽末端O点正上方r处 C . 斜梢末端O点正前方r处 D . 斜槽末端O点正上方r处在竖直木板上的投影点
（4）关于实验的一些做法，不合理的是．

A . 使用密度大，体积小的球进行实验 B . 斜槽末端切线应当保持水平 C . 建立坐标系时，以斜槽末端端口位置作为坐标原点 D . 建立坐标系，利用重锤线画出竖直线，定为y轴．
（5）由于忘记记下小球做平抛运动的起点位置O，该小组成员只能以平抛轨迹中的某点A作为坐标原点建立坐标系，并标出B，C两点的坐标，如图（2）所示，根据图示数据，可求得出小钢球做平抛运动的初速度为m/s．

下列说法中正确的是（）

A . 乒乓球可快速抽杀，是因为乒乓球的惯性小的缘故 B . 力学单位制中基本单位是kg、m、s C . 在“验证力的平行四边形定则”的实验中，运用了“控制变量”的研究方法 D . 电梯正在减速上升，人在电梯中处于超重状态

用图甲所示装置“探究加速度与力、质量的关系”．请思考并完成相关内容：

（1）实验时，为平衡摩擦力，以下操作正确的是

A . 连着砂桶，适当调整木板右端的高度，直到小车被轻推后沿木板匀速运动 B . 取下砂桶，适当调整木板右端的高度，直到小车被轻推后沿木板匀速运动 C . 取下砂桶，适当调整木板右端的高度，直到小车缓慢沿木板做直线运动
（2）图乙是实验中得到的一条纸带，已知相邻计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源频率为50Hz，由此可求出小车的加速度a=m/s²（计算结果保留三位有效数字）．
（3）一组同学在保持木板水平时，研究小车质量一定的情况下加速度a与合外力F的关系，得到如图丙中①所示的a﹣F图线．则小车运动时受到的摩擦力f=N；小车质量M=kg．若该小组正确完成了步骤（1），得到的a﹣F图线应该是图丙中的（填“②”、“③”或“④”）．

用如图甲所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验．实验时保持小车的质量M（含车中的钩码）不变，用在绳的下端挂的钩码总重力mg作为小车受到的合力，用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度．

（1）实验时绳的下端先不挂钩码，反复调整垫木的左右位置，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的是．
（2）
图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，测出各计数点到A点之间的距离，如图乙所示．已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端，则此次实验中小车运动的加速度的测量值a=m/s² ．（结果保留两位有效数字）
（3）
通过增加绳的下端挂的钩码的个数来改变小车所受的拉力F，得到小车的加速度a与拉力F的数据，画出a﹣F图线后，发现当F较大时，图线发生了如图丙所示的弯曲．该同学经过思考后将实验方案改变为：将小车中的钩码挂在绳的下端来增加钩码的个数和外力．那么关于该同学的修正方案，下列说法正确的是．（写选项字母）

A . 可以避免a﹣F图线的末端发生弯曲 B . 要避免a﹣F图线的末端发生弯曲的条件是M≥m C . 画出的a﹣F图线的斜率为 $\text{[math]}$ D . 画出的a﹣F图线的斜率为 $\text{[math]}$ ．

某实验小组利用如图所示的装置进行验证：当质量m一定时，加速度a与力F成正比的关系，其中F=m₂g，m=m₁+m₂（m₁为小车及车内砝码的总质量，m₂为桶及桶中砝码的总质量）．具体做法是：将小车从A处由静止释放，用速度传感器测出它运动到B处时的速度v，然后将小车内的一个砝码拿到小桶中，小车仍从A处由静止释放，测出它运动到B处时对应的速度，重复上述操作．图1中AB相距x．

（1）设加速度大小为a，则a与v及x间的关系式是．
（2）如果实验操作无误，四位同学根据实验数据做出了下列图象，其中哪一个是正确的
（3）下列哪些措施能够减小本实验的误差

A . 实验中必须保证m₂＜＜m₁ B . 实验前要平衡摩擦力 C . 细线在桌面上的部分应与长木板平行 D . 图中AB之间的距离x尽量小些．

（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。

学校物理兴趣小组利用如图甲所示的实验装置完成“探究加速度与力的关系”的实验。他们所用的器材有小车、一端带有滑轮的导轨、打点计时器和几个已知质量的钩码，另有学生电源和力传感器(图中未画出)

（1）图乙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0.1s，由图中数据可得小车的加速度大小a=m/s²(结果保留三位有效数字)。
（2）实验小组A、B分别以各自测得的加速度a为纵轴，小车所受的合力F为横轴，作出图象如图丙中图线1、2所示，则图线1、2中对应小车(含车内的钩码)的质量较大的是图线(选填“1”或“2”)。

某实验小组应用如图所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为m₂ ，所挂砝码质量为m₁ ，打点计时器所接的交流电的频率为50Hz，动滑轮轻质。实验步骤如下：

A.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；

B.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；

C.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；

D.改变钩码的数量，重复步骤C，求得小车在不同合力作用下的加速度。

根据以上实验过程，回答以下问题：

（1）对于上述实验，下列说法正确的是_________。

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 . 与小车相连的轻绳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）实验中打出的其中一条纸带如图所示，由该纸带可求得小车的加速度a= $\text{[math]}$ （结果保留两位有效数字）
（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的关系图象，与本实验相符合的是_____________。

A . B . C . D .
（4）实验时，某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，若轨道水平，他测量得到的 $\text{[math]}$ 图象如图2，设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则小车与木板间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ =.

右图为“探究物体的加速度与所受合外力及质量的关系”的实验装置图。实验中小车质量用M表示，盘及盘中砝码质量用m表示，小车加速度a可用小车拖动的纸带计算。

（1）某同学采用正确的操作方法，顺利地完成了实验，下图为打出的一条纸带的一部分，从点迹清晰处，选定一个合适的点记为“0”点，每隔4个点（点迹没有画出）选取一个计数点，则相邻计数点间的时间间隔为0.10s。编号分别为“1、2、3、4”，用刻度尺分别测量出每个计数点到“0”点的距离。根据数据可知打点计时器打下计数点2时，小车的瞬时速度v =m/s，小车的加速度大小为a=m/s²。(计算结果请保留两位有效数字)
（2）在“探究加速度与质量的关系”时，该同学保持托盘中砝码质量不变，改变小车质量M，得到小车加速度a随 $\text{[math]}$ 变化的关系图像，如图所示。根据图像可以得出的结论是。
（3）在“探究加速度与力的关系”时，该同学保持小车的质量M不变，通过改变托盘中砝码的质量来改变小车受到的拉力，根据实验数据作出了加速度a与拉力F的关系图像，如图所示。你认为该图像不通过原点的原因可能是；该图像上部弯曲的原因可能是。

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。

为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图甲所示的实验装置．其中带滑轮的小车的质量为 M，砂和砂桶的质量为 m.(滑轮质量不计)

（1）下列实验步骤中，实验时一定要进行的操作是_____．

A . 用天平测出砂和砂桶的质量 B . 将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 C . 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，同时记录弹簧测力计的示数 D . 为减小误差，实验中一定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乙所示的一条纸带(两相邻计数点间还有四个点)，测得：x₁＝1.40 cm，x₂＝1.90 cm，x₃＝2.38 cm，x₄＝2.88 cm，x₅＝3.39 cm，x₆＝3.87 cm.小车加速度的大小是 m/s².已知打点计时器采用的是频率为 50Hz 的交流电(结果保留两位有效数字)．
（3）以弹簧测力计的示数 F 为横坐标，加速度 a 为纵坐标，作出的 a－F 图象是一条直线，如图丙所示，计算求得图线的斜率为 k，测得图线与横轴的夹角为 θ，则小车的质量为____．

A . 2 tanθ B . $\text{[math]}$ C . k D . $\text{[math]}$

（1）在下列学生实验中，能用图1中所示装置完成的实验是___________

A . 验证自由落体运动的机械能守恒 B . 探究小车速度随时间变化的规律 C . 探究加速度与力、质量的关系 D . 探究功与物体速度变化的关系
（2）小明在实验室整理时，收集到三条以前实验时所打的纸带，如图2所示。这些纸带中可能是落体法验证机械能守恒定律实验所打的纸带是，可能是用橡皮条探究做功与速度变化关系实验所打纸带的是，可能是用两辆小车碰撞探究碰撞中的不变量实验所打纸带的是。（选填“甲”“乙”“丙”）
（3）小明在用图3中Ⅰ所示实验装置探究做功与速度变化关系实验中，将测得的数据绘制成v-t图像（如Ⅱ所示），根据该图像可估算小车释放时橡皮条的伸长量为m。（保留两位有效数字）

某兴趣小组在做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，设计了如图甲所示的实验方案。实验操作步骤如下：

（1）图甲中与小车相连的力传感器可以记录小车受到的拉力F大小，已知小车质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，该实验方案（填“需要”或“不需要”）满足m远小于M。
（2）在平衡摩擦力时，若所有的操作均无误，结果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。
（3）若将图甲中的力传感器移除，改用绳（与长木板平行）直接连接砝码盘，图丙为小车质量一定时，根据实验数据描绘的小车加速度a与砝码盘和砝码的总质量m之间的 $\text{[math]}$ 图像。在已经平衡摩擦力的情况下，则小车的质量M=kg。

在进行“探究加速度与力、质量的关系”实验中，打算用槽码盘和槽码的总重力表示小车所受的合外力。

①某次实验得到如图甲所示的一条清晰纸带，截取其中一段用刻度尺（单位：cm）进行测量，在纸带上标注A、B、C、D、E、F、G共7个计数点（每两个点迹标注一个计数点），已知打点计时器所用电源的频率为50Hz。则计数点E所在位置的刻度尺读数为cm，该条纸带（选填“满足”或“不满足”）本实验要求。

②完成上述实验后，我们可以继续使用该实验装置，如图乙所示，完成下列哪些实验？（多选）

A．探究小车速度随时间变化的规律 B．探究作用力与反作用力的关系

C．探究功与速度变化的关系 D．验证机械能守恒定律

在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某实验小组利用如图甲所示的装置进行实验，平衡摩擦力后，在保持沙和桶总质量不变的情况下，增加小车质量M，放开砂桶，小车加速运动，处理纸带得到小车运动的加速度为a；重做实验多次，得到多组数据。

（1）除了电火花计时器、小车、沙子和砂桶、细线、附有定滑轮的长木板、垫木、导线及开关外，在下列器材中必须使用的有____（选填选项前的字母）。

A . 220V、50Hz的交流电源 B . 刻度尺 C . 电压可调的直流电源 D . 天平（附砝码） E . 秒表
（2）以下实验操作正确的是（选填选项前的字母）。
A．调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行

B．在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上

C．在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将沙子和砂桶通过细线挂在小车上

D．若增大小车质量，需要重新平衡摩擦力
（3）在满足小车质量远大于沙子和砂桶质量后，某组同学实验得出数据，画出的a- $\text{[math]}$ 的关系图线如图乙所示。从图像中可以推算出，作用在小车上的恒力F=N。当小车的质量为4kg时，它的加速度为m/s²。

用如图所示的装置探究小车的加速度与所受合力的关系。下列操作正确的是（）

A . 平衡摩擦力时，应调整定滑轮的高度，使拉小车的细线在实验过程中保持与桌面平行 B . 平衡摩擦力时，先不挂砂桶，反复调整垫木的位置，轻推小车，直到小车做匀加速直线运动 C . 保持小车质量不变，用装有细砂的砂桶通过定滑轮拉动小车，打出纸带。通过纸带计算小车运动的加速度 D . 实验中平衡了摩擦力后，要求桶和砂的总质量m比小车质量M小得多

实验室中某同学用如图甲所示的滴水法测量小车在斜面上运动时的加速度。实验过程如下：在斜面上铺上白纸，用图钉固定；把滴水计时器固定在小车的末端，在小车上固定一平衡物；调节滴水计时器的滴水速度，使其每0.2s滴一滴（以滴水计时器内盛满水为准）；在斜面顶端放置一浅盘，把小车放在斜面顶端，把调好的滴水计时器盛满水，使水滴能滴入浅盘内；然后撤去浅盘并同时放开小车，于是水滴在白纸上留下标志小车运动规律的点迹；小车到达斜面底端时立即将小车移开。

（1）关于本实验，下列说法中正确的是____。

A . 本实验中还需要用到秒表记录时间 B . 在斜面上做实验是为了平衡小车下滑过程中的摩擦力 C . 小车的质量越大，运动时加速度就越大 D . 滴水计时器的计时原理和打点计时器的计时原理类似
（2）经多次实验后发现，测量每个点迹到放开小车时的点迹的距离x和对应的时间t，以x为纵轴、t²为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，连线后总能得到如图乙所示的图象，这（填“可以”或“不能”）说明运动中小车的速度随时间均匀变化，理由是。
（3）白纸上部分点迹如图丙所示，从图中读出A、B两点间距s=m；小车在C点时速度大小为m/s，BC段对应的加速度为m/s²。

在物理学的研究中用到的思想方法很多，下列关于几幅书本插图的说法中错误的是（）

A . 甲图中，牛顿测定引力常量的实验运用了放大法测微小量 B . 乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了等效法 C . 丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法 D . 丁图中，A点逐渐向B点靠近时，观察AB割线的变化，就是曲线在B点的切线方向，运用了极限思想。说明质点在B点的瞬时速度方向

在物理学的发展过程中，科学家们运用了许多研究方法。下列四幅图中，没有用到极限思想的是（）

A .

探究曲线运动的速度方向 B .

位移等于v-t图线下面的面积 C .

探究向心力大小的表达式 D .

研究物体沿曲面运动时重力做功

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