2 实验：探究加速度与力、质量的关系 知识点题库

某实验小组在实验室做“探究加速度与力、质量的关系”实验：

“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．

①打点计时器应接入（填“直流”或“交流”）电源．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．计时器打点的时间间隔为0.02s．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（单位：cm）．该小车的加速度a=m/s² ． （结果保留两位有效数字）

②平衡摩擦力后，将5个相同的钩码都放在小车上，挂上钩码盘，然后每次从小车上取一个钩码添加到钩码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与钩码盘中钩码总重力F的实验数据如下表：

钩码盘中钩码总重力F（N）	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00
加速度a（m•s﹣2）	0.69	1.18	1.66	2.18	2.70

请根据实验数据在图丙中作出a﹣F的关系图象．

根据提供的试验数据作出的a﹣F图线不通过原点，主要原因是．

③关于这个实验下列说法正确的是

A．这套装置可以用于验证牛顿第一定律

B．不可能使小车获得任意加速度

C．实验过程中每次添加钩码必须重新平衡摩擦力

D．实验过程应保证钩码和钩码盘的总质量远小于小车质量．

某同学用如图甲所示的实验装置来“探究a与F、m之间的定量关系”。

某课外小组利用图甲装置探究物体的加速度与所受合力之间的关系，请完善如下主要实验步骤。

①用游标卡尺测量遮光条的宽度d=cm；

②安装好光电门，从图中读出两光电门之间的距离s=cm：

③接通气源，调节气垫导轨，根据滑块通过两光电门的时间(选填“相等”或“不相等”)可判断出导轨已调成水平；

④安装好其它器材，并调整定滑轮，使细线水平；

⑤让滑块从光电门1的左侧由静止释放，用数字毫秒计测出遮光条经过光电门1和2的时间分别为△t₁和Δt₂ ， 计算出滑块的加速度a₁=(用d、s、△t₁和△t₂表示)，并记录对应的拉力传感器的读数F₁；

⑥改变重物质量，多次重复步骤⑤，分别计算出加速度a₂、a₃、a₄……，并记录对应的F₂、F₃、F₄……；

⑦在a-F坐标系中描点，得到一条通过坐标原点的倾斜直线，由此得出。

探究小车加速度与合力、质量关系的实验装置如图甲所示：

① 若要探究小车的加速度与合力的关系，应保持不变，分别改变施加在小车上的拉力F，测出相对应的加速度a。

② 把带有滑轮的长木板右端垫高，在没有牵引的情况下让小车拖着纸带以一定的初速度沿木板运动，打点计时器在纸带上打出一系列计时点，如果计时点间距，就说明摩擦力和小车重力沿木板向下的分力平衡。

③ 实验过程中，下列做法正确的是          

A．先接通电源，再使纸带运动       

B．先使纸带运动，再接通电源

C．将接好纸带的小车停在靠近滑轮处 

D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处

④ 实验中使用50Hz交变电流作电源，在打出的纸带上选择5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间还有4个点没有画出，测量了C点到A点、E点到C点的距离如图乙所示。则C点的速度  = ，纸带的加速度a=。（结果保留三位有效数字）

如图甲所示，在探究加速度与力、质量的关系实验中，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打上的点计算出．

某实验小组设计了如图甲所示实验装置“探究加速度与物体受力的关系”．图中A为滑块.B为装有砝码的小盘，C为放置在水平桌面上一端带有定滑轮的长木板，滑块通过纸带与电磁打点计时器（未画出）相连.

①.小组成员先用弹簧测力计测量滑块的重力（如图乙）.由图可知滑块的重力G_A=N．（保留2位有效数字）

②.小组成员接着将滑块与砝码盘用细绳连接，将细绳挂在滑轮上，使滑轮和滑块间的细绳处于水平然后在砝码盘中添加砝码.在规范操作的情况下.得到了滑块加速度《与砝码盘及砝码总重力F的关系.将实验数据描绘在a—F图象中，得到一条实验图线如图 丙所示.该图线与横轴的交点数值F₀=0.87N，据此可计算出滑块与木板间的动摩擦因数μ=（保留2位有效数字）

③.该图线在a较小（a<lm/s²）时基本上是一直线.该直线段的斜率（填选项前面的代号）

A．只跟G_A有关

B．只跟F₀有关

C．跟G_A和F₀之和有关

D．只跟μ有关

为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置（如图所示）．实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装薄板，以增大空气对小车运动的阻力．

①往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车（选填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点．

②设小车与薄板质量为M，砝码和砝码盘总质量为m，小车与木板动摩擦因数为 ，运动中受空气阻力为f，则小车运动的加速度表达式为a=．

③从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表：

时间t/s	0	0.50	1.00	1.50	2.00	2.50
速度v(m·s-1)	0.12	0.19	0.23	0.26	0.28	0.29

分析表格中数据，你认为随着速度增大，小车所受的空气阻力在如何变化?答：（填“增大”、“减小”或“不变”）．

如图甲所示是研究小车加速度与力关系的实验装置，木板置于水平桌面上。完成下列问题:

某同学利用图甲所示装置探究“加速度与力、物体质量的关系”．图中装有砝码的小车放在长木板上，左端拴有一不可伸长的细绳，跨过固定在木板边缘的定滑轮与一砝码盘相连．在砝码盘的牵引下，小车在长木板上做匀加速直线运动，图乙是该同学做实验时打点计时器打出的一条点迹清晰的纸带，已知纸带上每相邻两个计数点间还有一个点没有画出，相邻两计数点之间的距离分别是x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆ ， 打点计时器所接交流电的周期为T，小车及车中砝码的总质量为m₁ ， 砝码盘和盘中砝码的总质量为m₂ ， 当地重力加速度为g．

某实验小组利用如图所示的实验装置进行实验：探究加速度a与合外力F的关系，已知打点计时器使用的交流电频率f =50Hz．

某实验小组在“探究加速度与力、质量的关系”时，按照教材中的实验方案组装好实验器材，打点计时器所用交流电源频率为50Hz，重力加速度大小为g，由于操作失误，将小木块垫到了长木板带有滑轮的一端，有同学指出不需要调整实验装置也能完成实验，于是实验继续进行，该小组的操作如下：

A．挂上砂桶，桶中加入足量的砂子，调整木板的倾角，使质量为M的小车能够拖着纸带沿木板匀速下滑；

B．取下砂桶，小车将沿木板加速下滑，测得小车运动的加速度为a；

C．测得砂桶（含砂子）的质量为m；

D．多次重复上述操作，记录数据，作出a-m的关系图线。

某实验小组用如图1装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。

某实验小组为了探究物体加速度与力、质量的关系，设计了如下实验。

某同学用如图甲所示装置研究小车在倾斜轨道上运动的加速度a与轨道倾角θ的正弦值（sinθ）之间的关系，实验步骤如下：

如图是控制变量法“探究滑动摩擦力的相关因素”实验，下列研究也用到同样方法的是（   ）

某物理实验小组利用图甲所示装置“探究小车的加速度与受力的关系”。

“探究加速度与质量、力的关系”的实验装置如图甲所示。小车后面固定一条纸带，穿过电火花打点计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与竖直的拉力传感器相连，拉力传感器用于测小车受到拉力的大小。

某实验小组利用图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”。已知小车的质量为 ， 砝码和砝码盘的总质量为 ， 打点计时器所接的交流电频率为（滑轮、弹簧测力计质量不计且忽略滑轮摩擦），实验步骤如下：

①按图甲安装实验装置，其中跨过动滑轮的两侧细线及弹簧测力计沿竖直方向；

②调节长木板的倾角，轻推小车，使小车（未连细线）拉动纸带运动，且纸带上获得的点迹均匀；

③挂上砝码盘，接通电源小车拉动纸带运动，由纸带求出小车的加速度；

④改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤③，求得小车在不同外力作用下的加速度。

根据以上实验过程，回答下列问题：

某兴趣小组设计了如图甲所示的实验来探究加速度与力的关系。用M表示小车质量，m表示沙和沙桶的质量，滑轮和细线质量不计。该小组按照图甲安装好实验器材后，设计了如下的实验步骤：

A．用天平测出小车的质量M

B．将空的沙桶和纸带安装好，长木板一端垫高，启动打点计时器，平衡摩擦力

C．在桶中加适量的沙子，用天平测出沙和沙桶的质量m

D．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，记录弹簧测力计的示数

E．根据打出的纸带计算小车加速度的大小

①改变桶中沙子的质量，重复步骤C、D、E。以上操作不必要或有错误的步骤是（选填步骤前的字母）

②图乙为某次实验中打出的一条纸带，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间的时间间隔为T。根据纸带上的信息，写出小车加速度大小的表达式a=。

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图像是一条直线，如图丙，图线的斜率为k，则小车的质量为（用题中给定的字母符号表示）。