2 实验：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：

（1）对于本实验，以下说法中正确的是

A . 砂和桶的总质量要远大于小车的总质量 B . 每次改变小车质量后，需要重新平衡摩擦力 C . 本实验主要采用控制变量的方法来研究加速度与力、质量的关系 D . 在探究加速度与质量的关系时，作出a﹣ $\text{[math]}$ 图象容易更直观判断出二者间的关系
（2）某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装如图1所示，下列对此同学操作的判断正确的是

A . 打点计时器不应固定在长木板的最右端，而应固定在靠近定滑轮的那端 B . 打点计时器不应使用干电池，而应使用交流电源 C . 不应将长木板水平放置，而应在右端垫起合适的高度，平衡摩擦力 D . 小车初始位置不应离打点计时器太远，而应靠近打点计时器放置
（3）改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验．在某条纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点．其相邻点间还有4个点未画出．其中S₁=7.05cm、S₂=7.67cm、S₃=8.29cm、S₄=8.91cm、S₅=9.53cm、S₆=10.15cm．那么，小车运动的加速度为 m/s²（结果保留两位有效数字）．
（4）若在实验中保持拉力不变，得到了小车加速度随质量变化的一组数据，如下表所示：
实验次数
加速度
a/m•s^﹣²
小车与砝码总质量
m/kg
小车与砝码总质量的倒数
m^﹣¹/kg^﹣¹
1
0.32
0.20
5.0
2
0.25
0.25
4.0
3
0.21
0.30
3.3
4
0.18
0.35
2.9
5
0.16
0.40
2.5
请你在如图3的方格纸中建立合适坐标并画出能直观反映出加速度与质量关系的图线．
（5）若保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，某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4所示．此图中直线发生明显弯曲的原因是．

在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图所示的装置．则下列说法中正确的是（）

A . 本实验主要采用控制变量的方法来研究加速度与力、质量的关系 B . 在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量 C . 在探究加速度与质量的关系时作出a $\text{[math]}$ 图象容易更直观判断出二者间的关系 D . 无论在什么条件下，细线对小车的拉力大小总等于砝码盘和砝码的总重力大小．

在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为L=1.25cm，若小球在平抛运动过程中的几个位置如图中的a、b、c、d所示．（g取9.8m/s²）

（1）小球平抛的初速度v₀的数值为 m/s．
（2）在图中找出小球的抛出点，画出小球的运动轨迹和以抛出点为坐标原点的x、y坐标轴．抛出点O在a点左侧处（以L表示），a点上方处（以L表示）．

用图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律（交流电频率为50Hz）：

（1）如图乙所示是某同学通过实验得到的一条纸带，他在纸带上取A、B、C、D、E、F、G等7个计数点（每相邻两个计数点之间还有4个点没有画出），将毫米刻度尺放在纸带上．
根据图乙可知，打下E点时小车的速度为m/s．小车的加速度为m/s² ．（计算结果均保留两位有效数字）
（2）另一同学在该实验中得到如下一组实验数据（表中F表示细线对小车的拉力，a表示小车的加速度）：
F/N
0.196
0.294
0.392
0.490
0.588
a/m•s^﹣2
0.25
0.58
0.90
1.20
1.53
①请在图丙所示的坐标系中画出a﹣F图线；
②根据图表分析，实验操作中存在的问题可能是（填字母序号）
A、没有平衡摩擦力
B、平衡摩擦力时木板倾角过小
C、平衡摩擦力时木板倾角过大
D、小车质量太大
E、砂桶和砂的质量太大．

如图所示是某同学设计的“验证加速度a与力F、质量m的关系”的实验装置图，如图甲，实验中认为细绳对小车的拉力F等于砂和砂桶的总重力，小车运动的加速度可由纸带求得。

（1）关于该同学对该实验的认识，下列说法中不正确的是（____）

A . 处理实验数据时采用a– 图象，是为了便于根据图线直观地作出判断 B . 该实验采用了控制变量的思想方法 C . 平衡摩擦力时应该把打点计时器一端垫高，不挂砂桶时，小车能在木板上匀速运动 D . 在研究a-F关系时，实验中可以不测量砂和砂桶的总重力，绳中拉力F可以用测量的小车质量m和对应纸带测得的加速度a的乘积计算得到，即F=ma可得拉力F。
（2）实验室中所使用的打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，实验中打出的其中一条纸带如图乙所示，由该纸带可求得小车的加速度a=m/s²。（计算结果保留2位有效数字）
（3）某同学根据测得数据做出a-F图像，如图丙，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 . 导轨保持了水平状态 C . 所挂砂和砂桶的总质量太大 D . 所用小车的质量太大
（4）有同学甲和同学乙分别把得到的a和F数据做到同一个a-F图像上，如图丁所示，图A、B分别是甲乙同学通过实验得到的数据，由图像可以看出，图像都不过原点，原因是：.
（5）由图丁的图像可知，他们使用的小车的质量分别为m_A、m_B ，则他们的质量m_Am_B。（填“大于”、“等于”、“小于”）

某研究性学习小组分别用如下图所示的装置进行以下实验：

（1） “探究加速度与合外力的关系”装置中，小车质量为M，砂桶和砂子的总质量为m，通过改变m来改变小车所受的合外力大小，小车的加速度a可由打点计时器和纸带测出。现保持小车质量M不变，逐渐增大砂桶和砂的总质量m进行多次实验，得到多组a、F值(F为弹簧秤的示数)。
①为了减小实验误差，下列做法正确的是

A．只需平衡小车的摩擦力

B．滑轮摩擦足够小，绳的质量要足够轻

C．砂桶和砂的总质量要远小于小车的质量

D．先释放小车，后接通打点计时器的电源

②某同学根据实验数据画出了如图所示的一条过坐标原点的倾斜直线，其中纵轴为小车的加速度大小，横轴应为。

A.1/M B.1/m C．mg D．F

③当砂桶和砂的总质量较大导致a较大时，图线(填选项前的字母)。

A．逐渐偏向纵轴 B．逐渐偏向横轴 C．仍保持原方向不变
（2）下图为上述实验中得到的一条纸带（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（结果保留三位有效数字）。

为了探究加速度与质量的关系，应保持不变；为了直观地判断加速度a与质量m的数量关系，应作图象(选填“a－m”或“a－ $\text{[math]}$ ”)．

如图是某同学用来研究“小车加速度与外力关系”的实验装置，轨道上的A、B点各固定一光电门，将連接小车的细线跨过滑轮系住小的码，在C点释放小车，测出小车上遮光片通过光电门A、B的避光时间分别为∆t₁、∆t₂ ，遮光片从A到B点的运动时间为t；

（1）若遮光片的宽度为d，则小车的加速度a=
（2）在该实验中，下列操作正确的是_______

A . 连接小车的细线要与轨道平行 B . 要保持小车质量不变 C . 轨道一定要保持水平 D . 把所悬挂的钧码的总重量当成细线对小车的拉力大小，可以任意添加钧码来改变拉力
（3）该同学在实验时保持轨道水平，测量多组a、F(大小为所挂钧码的总重量）值，并作出a-F关系图像，则图像可能是下列中的

如图所示，在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验中，某同学设计了如图a的实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为钩码，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于钩码的总重量，

（1）从图a可以看出，为了正常完成该实验，除了图中的实验器材外，还需要要的主要仪器有。
（2）图b是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．根据图中数据完成表格中空白处．
（3）由（2）中的数据在图c中作出v-t图像，并由图像求出小车的加速度a=m/s²（保留3位有效数字）。
（4）在“探究加速度与力的关系”时，保持小车的质量不变，改变钩码的个数，该同学根据实验数据作出了加速度a与F的图线如图d，发现图线不过原点，明显超过了偶然误差范围，其主要原因可能是_______

A . 未平衡摩擦力 B . 小车质量的测量出现错误 C . 平衡摩擦力时将木板垫的过低 D . 平衡摩擦力时将木板垫的过高

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）关于实验操作，下列说法正确的是________.

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
（2）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50 Hz，打B点时小车的速度v_B＝ m/s，小车的加速度a＝ m/s².
（3）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.

下列器材中，“探究求合力的方法”和“探究加速度和力、质量的关系”实验都需要用到的是（）（填写字母）

A .

B .

C .

D .

某实验小组设计了如下图（ $\text{[math]}$ ）所示的实验装置，通过改变生蚝的的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度 $\text{[math]}$ 和所受拉力 $\text{[math]}$ 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 $\text{[math]}$ 图线，如图（ $\text{[math]}$ ）示．

（1）图线是在轨道左侧抬高成斜面情况下得到的（选填“①”或“②”）．
（2）滑块和位移传感器发射部分的总质量 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ：滑块和轨道间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ．

在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学研究方法，如理想实验法、控制变量法、极限思维法、类比法、科学假说法、建立理想模型法、微元法等等．下列物理研究方法说法中不正确的是（）

A . 根据速度定义式 $\text{[math]}$ ，当△t非常非常小时， $\text{[math]}$ 就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法 B . 在探究加速度、力和质量三者之间关系时，先保持质量不变研究加速度与力关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，该实验应用了控制变量法 C . 在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法 D . 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法．

某实验小组利用如图甲所示的装置在进行“探究加速度与力和质量的关系”的实验：

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（1）在实验准备过程中，发现实验室有两种打点计时器，如图乙所示。则图①的打点计时器工作电压为；
（2）实验过程中下列做法正确的是___；

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 . 适当垫高长木板无滑轮的一端使未挂砝码桶的小车恰能拖着纸带匀速下滑 C . 实验时，先释放小车再接通打点计时器电源 D . 通过增减小车上的钩码改变质量时，需要每次都重新调节长木板倾斜角度
（3）在探究加速度与外力关系时，为使砝码桶及桶内砝码的总重力大小在数值上近似等于小车运动时受到的拉力大小，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量（选填“远大于”“远小于”或“近似等于”）小车和小车上钩码的总质量；
（4）在实验中，某同学得到了一条纸带如图所示，选择了A、B、C、D、E、F、G作为计数点，相邻两个计数点间还有4个计时点没有标出，其中x₁=7.05cm、x₂=7.68cm、x₃=8.33cm、x₄=8.95cm、x₅=9.61cm、x₆=10.27cm，电源频率50Hz，可以计算出打纸带上B点时小车的瞬时速度v_B=m/s（保留两位有效数字）；
（5）在探究加速度与质量关系时，保持砝码桶及桶内砝码的总质量一定，改变小车及小车上钩码的总质量M，测出相应的加速度。采用图像法处理数据时，为了比较容易地确定出加速度a与质量M的关系，应该作a与的图像。

为探究物体的加速度与力、质量的关系。

（1）甲同学采用装置甲，实验时，小盘和砝码牵引小车，使小车做初速度为零的匀加速运动。

①此实验中可以不测量小车加速度的具体值，原因是。

②通过改变，就可以改变小车所受的合力。
（2）乙同学采用图乙所示的气垫导轨装置进行实验，其中 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 光电门时，光束被挡的时 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 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x，牵引码的质量为m，回答下列问题：

①若取 $\text{[math]}$ ，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． $\text{[math]}$ B． $\text{[math]}$ C． $\text{[math]}$ D． $\text{[math]}$

②在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，求得的加速度的表达式为。（ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，D，x表示）

某同学用如图甲所示的实验装置探究小车的加速度a与质量m的关系，所用交流电的频率为50Hz。

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（1）本实验主要的实验方法是，实验中需要平衡小车所受的阻力，在不挂砝码的情况下，木板右端适当垫高，改变木板的倾斜程度。当小车能拖动纸带沿木板做运动时，说明已平衡了小车受到的阻力。
（2）如图乙所示是他某次实验得到的点迹清晰的纸带。两计数点间有四个点未画出，部分实验数据在图中已标注，则纸带的（填“A”或“B”）端与小车相连，打第3个计数点时的速度为m/s，小车的加速度为m/s^2.（结果保留2位有效数字）。
（3）保持小车所受的拉力不变，改变小车的质量m，分别测得不同质量时小车的加速度a，并在坐标纸中做出a- $\text{[math]}$ 图像如图丙所示，根据a- $\text{[math]}$ 图像可以得出的结论是。

用如图甲所示的实验装置，探究加速度与力、质量的关系实验中，将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌面上，实验小车通过轻细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为 $\text{[math]}$ 。平衡摩擦力后，在保持实验小车质量不变的情况下，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；改变砂桶中沙子的质量，重复实验三次。

（1）在验证“质量一定，加速度a与合外力F的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的 $\text{[math]}$ 图像，其中图线不过原点并在末端发生了弯曲现象，产生这两种现象的原因可能有___________。

A . 木板右端垫起的高度过小（即平衡摩擦力不足） B . 木板右端垫起的高度过大（即平衡摩擦力过度） C . 砂桶和沙子的总质量m远小于小车和砝码的总质量M（即 $\text{[math]}$ ） D . 砂桶和沙子的总质量m未远小于小车和砝码的总质量M
（2）实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示，则小车运动的加速度 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。（结果保留2位有效数字）

用下列器材测量小车质量 $\text{[math]}$ 。小车，一端带有定滑轮的平直轨道，垫块，细线，打点计时器，纸带，频率为 $\text{[math]}$ 的交流电源，直尺，6个槽码，每个槽码的质量均为 $\text{[math]}$ 。

（1）完成下列实验步骤中的填空：
i.按图甲安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着6个槽码。改变轨道的倾角，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列的点，表明小车沿倾斜轨道匀速下滑；

ii.保持轨道倾角不变，取下1个槽码（即细线下端悬挂5个槽码），让小车拖着纸带沿轨道下滑，根据纸带上打的点迹测出加速度a；

iii.依次减少细线下端悬挂的槽码数量，重复步骤ii；

iv.以取下槽码的总个数 $\text{[math]}$ 的倒数 $\text{[math]}$ 为横坐标， $\text{[math]}$ 为纵坐标，在坐标纸上作出 $\text{[math]}$ 关系图线。
（2）已知重力加速度大小 $\text{[math]}$ ，计算结果均保留三位有效数字，请完成下列填空：
①下列说法错误的是；

A．接通电源后，再将小车从靠近打点计时器处释放

B．小车下滑时，位于定滑轮和小车之间的细线应始终跟倾斜轨道保持平行

C．实验中必须保证细线下端悬挂槽码的质量远小于小车的质量

D．若细线下端悬挂着2个槽码，则小车在下滑过程中受到的合外力大小为 $\text{[math]}$

②某次实验获得如图乙所示的纸带，相邻计数点间均有4个点未画出，则在打“5”点时小车的速度大小 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，加速度大小 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；

③写出 $\text{[math]}$ 随 $\text{[math]}$ 变化的关系式（用 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 表示）；

④测得 $\text{[math]}$ 关系图线的斜率为 $\text{[math]}$ ，则小车质量 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

某同学用如图的实验装置探究加速度与力和质量的关系，

（1）下列说法正确的是________；

A . 通过增减小车上的砝码改变质量时，需要重新调节木板倾斜度 B . 实验时应先释放小车后接通电源 C . 调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行 D . 只需要一条纸带即可确定加速度与力的关系
（2）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关系是下列的______图；（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 .
（3）消除小车与水平木板之间摩擦力的影响后，可用盘和重物的重力代替小车所受的拉力，此时盘和重物的质量m与小车总质量M之间应满足的关系为；
（4）图乙为某同学在实验中使用打点计时器（频率为50Hz）打出的一条纸带，他选择了几个计时点作为计数点，相邻两计数点间还有4个计时点没有标出，其中测量出s₁=7. 06cm、s₂=7. 68cm，s₃=8. 30cm、s₄=8. 92cm，则在打下计数点A时小车的瞬时速度大小为m/s；小车加速度的大小是m/s²。（计算结果保留两位有效数字）

如图所示，附有滑轮的长木板平放在实验桌面上，将细绳一端拴在滑块上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的槽码使小车在槽码的牵引下运动，利用这套装置做“探究加速度与力和质量的关系”的实验。

（1）在进行实验时，需要先将长木板倾斜适当的角度，这样做的目的是____；

A . 使小车获得较大的加速度 B . 使细线的拉力等于小车受到的合外力 C . 使小车最终能匀速运动 D . 使槽码的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）用此装置可以进行多个力学实验，下列说法正确的是____。

A . “研究匀变速直线运动”时，不需要平衡摩擦力 B . “验证牛顿第二定律”时，槽码的质量应远小于小车质量 C . “研究恒力做功与速度变化关系时”，不需要平衡摩擦力 D . 倾斜木板平衡摩擦力后，可用该装置进行“验证机械能守恒定律”的实验

实验次数	加速度 a/m•s^﹣²	小车与砝码总质量 m/kg	小车与砝码总质量的倒数 m^﹣¹/kg^﹣¹
1	0.32	0.20	5.0
2	0.25	0.25	4.0
3	0.21	0.30	3.3
4	0.18	0.35	2.9
5	0.16	0.40	2.5

F/N	0.196	0.294	0.392	0.490	0.588
a/m•s^﹣2	0.25	0.58	0.90	1.20	1.53

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