第2节 科学探究:加速度与力、质量的关系 知识点题库

（1） 本实验先保证小车质量不变，探究加速度与合力的关系；再保证小车所受合力不变，探究加速度与小车质量的关系，该实验采用的研究方法为      

（2） 实验中小车和木板间存在摩擦，为了设法排除摩擦的影响，可采用将木板一端垫高的方法来实现，则实验中应将图中木板侧（填右或左）垫高，从而达到平衡摩擦力．

（3） 平衡摩擦力后，若小车的总质量为M，钩码总质量为m（m＜＜M），重力加速度为g，可认为小车释放后受到的合外力大小为

（4） 该实验中，保证小车所受合力不变，探究加速度与小车质量的关系，采用图象法处理数据．为了比较容易地看出加速度a与质量M的关系，应作      

（5）

保证小车质量不变，探究加速度与所受力的关系时，某同学根据实验得到数据，画出F﹣a图象如图2所示，那么该同学实验中出现的问题最可能的是

a．平衡摩擦力过度

b．平衡摩擦力不足．

（1） 关于打点计时器的时间间隔，下列是四位同学各自发表的看法，其中正确的是        ．

（2） 其中一个小组的同学从所打的几条纸带中选取了一条点迹清晰的纸带，如图1所示，图中O、A、B、C、D

是按打点先后顺序依次选取的计数点，相邻计数点的时间间隔T=0.1s，由图中的数据可知，打点计时器打下C点时小车运动的速度是 m/s，小车运动的加速度是 m/s²（结果保留两位小数）．

（3） 如图2是甲同学根据测量数据做出的a﹣F图线，说明实验存在的问题是．

（1） 实验过程中，电火花计时器接在交流电源上，调整，使细线与长木板平行；

（2） 该同学将实验器材如图甲所示连接后，沙桶的质量（填“需要”、“不需要”）远小于小车及传感器总质量，实验时如将细线拉力当作小车及传感器的合外力，则（填“需要”、“不需要”）先平衡摩擦力；

（3） 先接通电源，小车由静止释放，获得的一条纸带如图乙，每打5个点取一个计数点，x₁=3.62cm，x₄=5.12cm，由图中数据可求得：小车的加速度为m/s² ， 第3个计数点与第4个计数点的距离（即x₃）约为cm．（结果保留三位有效数字）

（1） 甲同学根据测得的实验数据作出的a­ 图象如图2所示，则图线弯曲的原因是________．

（2） 乙同学利用在实验中打出的一条纸带测量小车运动的加速度，纸带上的数据如图3所示．已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz，A、B、C、D、E、F、G为计数点，且相邻计数点间均有一个点没有画出，则打点计时器打D点时小车的速度大小为m/s；小车运动的加速度大小为m/s².

（1） 实验时，一定要进行的操作是______。

（2） 该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两相邻计数点间还有两个点没有画出)，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） 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，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为______。

（1） 该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d＝mm．

（2） 实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是．

（3） 改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出（填“ ”“ ”或“ ”）的线性图像．

（1） 实验时，下列操作或说法正确的是______。

（2） 实验中得到一条纸带，相邻计数点间有四个点未标出，各计数点到A点的距离如图乙所示。电源的频率为50Hz，则打点计时器打B点时砂桶的速度大小为m/s。

（3） 以拉力传感器的示数F为横坐标，以加速度a为纵坐标，画出的a—F图象可能正确的是。

（4） 若作出a—F图线，求出其“斜率”为k，则小车的质量为。

（1） 小明同学在探究小车加速度与质量的关系时，采用了如图所示方案。

①保持砝码盘中砝码质量不变，通过增减小车中的砝码个数改变小车中砝码和小车的总质量M，与此相对应，利用纸带上打出的点来测量小车的加速度。对此实验方案，下列做法中合理的是；

A在平衡阻力时，需要把木板的一侧垫高，并将砝码盘及盘中砝码用细线通过定滑轮系在小车上

B实验前，先接通打点计时器电源，待打点计时器工作稳定后再释放小车

C调节滑轮，使细线与木板平行

②实验中打出的一条纸带的部分实验数据如图所示，相邻两个计数点间还有四个点未画出。所用交变频率为50Hz，由该纸带可求小车的加速度a=m/s²（结果保留两位有效数字）；

③小明记录的6组实验数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图的坐标纸上，请用“+”标出余下的一组数据的对应点，并作出a— 图像。由a— 图像可得出的实验结论为。

 

（2） 小红同学在探究小车的加速度a与所受合外力的关系时，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．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图像最接近图中的。

（1） 往沙桶中加入一定量的沙子，当M与m的大小关系满足时，可近似认为绳对小车的拉力大小等于沙桶和沙的重力；在释放小车（选填“之前”“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点；

（2） 在平衡摩擦力后，他用打点计时器打出的纸带的一段如图2，该纸带上相邻两个计数点间还有4个点未标出，打点计时器使用交流电的频率是50Hz，则小车的加速度大小是m/s² ， 当打点计时器打B点时小车的速度是m/s。（结果保留三位有效数字）

（1） 根据该同学的结果，小车的加速度与砂桶（含砂）的质量成（选填“线性”或“非线性”）关系。

（2） 若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，则砂桶（含砂）的质量应满足的条件是。

（1） 已安装好器材，准备开始实验。请写出实验装置图中错误（或不合适）的地方：，图中电火花打电计时器使用的电源为（填写以下选项前字母）。

A．直流       B．直流       C．交流       D．交流

（2） 该同学在教师指导下，将实验装置调试正确。下左图是他某次实验得到的纸带，两计数点间有四个点未画出，部分实验数据如下左图所示。求小车的加速度是 m/s² （结果保留两位有效数字）。

   

（3） 该同学实验中，保持所挂钩码的总质量m不变，改变小车的质量M，并测出所对应的加速度a，以小车的质量M为横坐标，以 为纵坐标，在坐标纸上作出如上右图所示的关系图线，已知当地的重力加速度为g，结果发现图像不过原点，根据牛顿第二定律认为在拉力不变的情况下， 与M应该成正比，请你告诉该同学图中纵轴上的截距的物理意义（用题中所给的字母表示）。

（1） 第一实验小组将长木板右端适当垫高并做好了平衡小车摩擦力的操作（这个操作也叫“阻力补偿”），并将跨过固定在小车上的光滑轻滑轮的上、下两段细绳调整成与长木板表面平行，然后开始实验。

①以下操作或措施不必要的是。（填序号）

A．用天平测出砂和砂桶的总质量

B．将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，同时记录拉力传感器的示数

C．改变砂和砂桶的质量，多次实验并相应打出多条纸带，同时记录每条纸带对应的拉力传感器示数 ，为利用图像处理数据做准备

D．为减小误差，必须每次都使砂和砂桶的总质量远小于小车的质量

②某次打出的纸带如图乙，相邻两个计数点之间还有四个点未画出，所用交流电频率为 ，则该次小车的加速度大小为 。

③根据本实验方案，以拉力传感器示数的二倍 （即 ）为横坐标，以加速度 为纵坐标，画出 图线，若该图线为，则验证了“在质量一定时，物体的加速度与力成正比”。

（2） 第二实验小组只是调整了跨过固定在小车上的光滑轻滑轮的上、下两段细绳与长木板表面平行，而未进行平衡小车摩擦力的操作，该组得到的 图线如图丙（ 是拉力传感器示数的2倍），则该小组所用小车（含车上固定的定滑轮）的质量为 ，小车运动中受到的摩擦力大小为 。

（1） 实验获得如图乙所示的纸带，其上取0、1、2、3、4、5、6、7八个计数点，相邻两计数点间均有四个点未画出，实验所用交变电源的频率为 ，则在打计数点“3”点时小车的速度大小 ，小车的加速度 。（结果均保留两位有效数字）

（2） 若小组实验操作规范，随砝码盘中砝码个数的增加，作出的 图像最接近下图中______。

（1） 图2所示的A，B，C，D，E点中，点是打点计时器最先打下的点；

（2） 根据图2算得小车的加速度大小为 （结果保留两位有效数字）；

（3） 实验中，保持小车的质量不变，改变所挂钩码的数量，测出多组 数据，在坐标纸上描点，如图3所示。经过分析，发现这些点迹存在一些问题，产生这些问题的主要原因可能是______。

（1） 该同学在实验室找到了一个小正方体木块用实验桌上的一把游标卡尺测出正方体木块的边长，如图甲所示，则正方体木块的边长为cm。

（2） 接着用这个小正方体木块把小车轨道的一端垫高，通过速度传感器发现小车刚好做匀速直线运动。设小车的质量为M，正方体木块的边长为a，并用刻度尺量出图中AB的距离L（a<<L，已知 很小时tan ≈sin ），则小车向下滑动时受到的摩擦力为。

（3） 然后用细线通过定滑轮挂上重物让小车匀加速下滑不断改变重物的质量m，测出对应的加速度a，则下列图像中能正确反映小车加速度a与所挂重物质量m关系的是__________。

（1） 除了图甲中所给器材和交流电源外，在下列器材中，还必须使用的器材是____（多选）

（2） 下列实验操作正确的是____（多选）

（3） 实验中打出一条纸带的一部分如图乙所示。纸带上标出了连续的3个计数点A、B、C，相邻计数点之间还有4个点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，则打点计时器打B点时，小车的速度m/s（结果保留到小数点后两位）。多测几个点的速度作出图像，就可以得到小车的加速度。

（1） 利用图装置探究小车的加速度与力的关系，在实验之前，需要思考如何测“力”。为了简化“力”的测量，下列说法正确的是____（选填选项前的字母）。

（2） 如图是某次实验中得到的一条纸带，已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz， ， ， ， ， 小车运动的加速度大小为（保留2位有效数字）。

（1） 为使图示中盘及盘中砝码的总重力大小视为细绳的拉力大小，必须满足的条件是盘及盘中砝码的总质量（填“大于”“小于”“远大于”或“远小于”）小车及车中砝码的总质量；

（2） 某一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验，其具体操作步骤如下，以下做法正确的是(      ) ；

（3） 一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度与所受外力的关系，由于他们操作不当，这组同学得到的关系图像如图所示，其原因是；

（4） 如图3所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中、、、、、、为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔。小车获得的加速度大小是。（结果保留两位有效数字）