第2节科学探究:加速度与力、质量的关系知识点题库

关于“探究加速度与力、质量的关系”实验，下列说法中正确的是（）

A . 本实验采用的方法是控制变量法 B . 探究加速度与质量的关系时，应该改变拉力的大小 C . 探究加速度与力的关系时，作a–F图象应该用线段依次将各点连接起来 D . 探究加速度与质量的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a–M图象

如图甲所示为“探究加速度与物体所受合外力的关系”的实验装置图．图（a）中A为小车，质量为 $\text{[math]}$ ，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B，它们均置于一端带有定滑轮的足够长的木板上．P的质量为 $\text{[math]}$ ，C为弹簧测力计，实验时改变P的质量，读出洲力计不同读数F，不绳与滑轮之间的摩擦．

（1）下列说法正确的是_______

A . —端带有定滑轮的长木板必须保持水平 B . 实验中 $\text{[math]}$ 应远小于 $\text{[math]}$ C . 实验时应先接通电源后释放小车 D . 测力计的读数始终为 $\text{[math]}$
（2）如图（b）所示为某次实验得到的纸带，纸带上标出了所选的四个计数点到A点之间的距离，相邻计数点间还有四个点没有画出．由此可求得小车的加速度的大小是 $\text{[math]}$ ．（交流电的频率为50Hz，结果保留二位有效数字）
（3）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的图象可能是下列哪个选项中的图象____

A . B . C .

某探究学习小组的同学欲以如图装置中的滑块为对象验证“牛顿第二定律”，装置由弹簧测力计、气垫导轨、两个光电门、滑块和砝码盘（含砝码）等组成．光电门可以测出滑块的遮光条依次分别通过两个光电门的时间△t₁、△t₂ ，游标卡尺测出遮光条的宽度d，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离L，另用天平测出滑块、砝码盘（含砝码）的质量分别为M和m，不计滑轮的重量和摩擦。

（1）测量d时，某次游标卡尺（主尺的最小分度为1mm）的示数如图所示，其读数为cm．
（2）实验操作中，下列说法正确的是__________.

A . 该装置可以不平衡摩擦力，只需要将气垫导轨调节水平 B . 为减小误差，实验中一定要保证质量m远小于质量M C . 实验时，多次在同一条件下重复实验取遮光条通过两光电门时间的平均值以减小偶然误差 D . 如果气垫导轨水平则轻推滑块匀速滑动时，通过两个光电门的时间△t₁和△t₂必相等
（3）该装置中弹簧测力计的读数F，需要验证的表达式为 F=。
（4）对质量保持不变过程，根据实验数据绘出滑块的加速度a与弹簧测力计示数F的关系图像,下图中最符合本实验实际情况的是
（5）对质量保持不变过程，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图像是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则滑块质量可表示为__。

A . B . C . k D .

（1）为了研究质量一定时加速度与力的关系，用如图（甲）所示的装置，一端带有滑轮的光滑长木板固定放置，1、2是两个固定的光电门传感器，若两光电门中心间的距离为L．小车A上固定一宽度为d的挡光片，在重物B的牵引下，小车从木板的左端开始向右加速运动．

（a）实验中，光电门1、2记录的挡光时间分别为Δt₁和Δt₂ ，则小车经过光电门1时的速度为，小车加速度的大小为．
（2）可以通过改变（选填“小车A”或“重物B”）的质量，多次重复操作，获得多组加速度a与力F的数据，用这些数据绘出的图像如图（乙）所示，其中发现图线与坐标轴交点明显偏离原点的可能原因（）

A．长木板不够光滑 B．长木板不够水平

C．重物B的质量偏大 D．小车A的质量偏大

在实验《探究物体的加速度与力、质量的关系》中，某小组同学采用了如图1所示的装置.

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（1）在本实验中，先保持质量不变，探究加速度与力的关系；再保持力不变，探究加速度与质量的关系。这种研究方法叫做__________

A . 理想化方法 B . 等效替代法 C . 控制变量法
（2）本实验在平衡摩擦力后，由于用砝码桶与砝码重力代替绳子的拉力，导致实验的系统误差。若考虑到该误差的存在，在研究小车质量不变，加速度与力的关系时，做出a随F变化而变化的图象接近图中哪一个__________

A . B . C .
（3）已知打点计时器的打点周期为0. 02s，在一条记录小车运动的纸带上，每5个点取一个计数点，分别标为1、2、3、4、5，如图2所示。经测量得各相邻计数点间的距离分别为2. 98cm、3. 85cm、4. 70cm、5. 55cm，则小车运动的加速度大小a=（结果保留两位有效数字）

某实验小组用图甲所示的实验装置“探究加速度与力、质量的关系”．图甲中A为小车，B为装有砝码的小盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电磁打点计时器相连，小车的质量为m₁ ，小盘及砝码的总质量为m₂.

（1）下列说法正确的是___________

A . 实验时先放开小车，再接通打点计时器的电源 B . 每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力 C . 本实验中要使小车受到的拉力等于小盘及砝码的总重力，应满足m₂远小于m₁的条件 D . 在用图像探究小车加速度a与小车m₁的关系时，应作出a－m₁图像
（2）实验得到如图乙所示的一条纸带，A、B、C、D、E为计数点，相邻两个计数点的时间间隔为T，B、C两点的间距x₂和D、E两点的间距x₄已量出，利用这两段间距计算小车加速度的表达式为a＝.
（3）某同学平衡好摩擦阻力后，在保持小车质量不变的情况下，通过改变砝码个数，得到多组数据，但该同学误将砝码的重力当作绳子对小车的拉力，作出了小车加速度a与砝码重力F的图像如图丙所示．据此图像分析可得，小车的质量为 kg，小盘的质量为 kg.(g＝10 m/s² ，保留两位有效数字)

图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用 $\text{[math]}$ 表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系"。

（1）请完成下列实验步骤：
①平衡小车所受的阻力：取下小吊盘，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列的点。

②按住小车，挂上小吊盘并在小吊盘中放人适当质量的物块，在小车中放入砝码。

③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点迹的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m。

④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③。

⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距 $\text{[math]}$ ……。

求出与不同m相对应的加速度a。

⑥以砝码的质量m为横坐标， $\text{[math]}$ 为纵坐标，在坐标纸上做出 $\text{[math]}$ 关系图线。
（2）完成下列填空：
( i )设纸带上三个相邻计数点的间距为 $\text{[math]}$ ，相邻计时点时间间隔为 $\text{[math]}$ 。a可用 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 表示为a=。图2为用米尺测量某一纸带上的 $\text{[math]}$ 的情况，由图可求得加速度的大小a=m/s²。

(ii )图3为所得实验图线的示意图。若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为N，小车的质量为 kg。

( iii )本实验中，若小吊盘和盘中物块的质量之和m₀与小车和车中砝码质量(m+M)之间关系满足 $\text{[math]}$ ，仍将小车受到的拉力当成m₀g，则加速度计算值为，此加速度的相对误差= 。 (相对误差= $\text{[math]}$ )

某实验小组用如图所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知重力加速度为g，打点计时器所接的交流电的频率为50Hz，滑轮足够光滑，力传感器可测出轻绳中的拉力大小。实验步骤如下：

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①按图所示，安装好实验器材，但不挂砝码盘；

②垫高长木板右侧，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；

③挂上砝码盘，调节木板左侧定滑轮，使牵引动滑轮的细线与木板平行；

④砝码盘中放入砝码，先通电，再放车，由打出的纸带求出小车的加速度并记录传感器示数；

⑤改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤④，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 . 必须要测出砝码和砝码盘的总质量 B . 传感器的示数等于小车受到的合力 C . 小车向左加速时，砝码处于失重状态 D . 砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量
（2）如图（甲）是在实验中得到的一条纸带，相邻计数点间还有四个计时点没有画出，如图（乙）是以传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a－F图象。

①小车的加速度大小为m/s²；打下计数点2时，小车的速度大小为m/s（结果保留两位有效数字）。

②若实验过程中，交流电的实际频率比50Hz稍大一些，则①中计算所得的小车加速度应比小车的实际加速度（选填“大”或“小”）。

③分析（乙）图时，该小组用量角器测得图线与横坐标的夹角为θ，通过计算式 $\text{[math]}$ 求得图线的斜率为k，则小车的质量为

A． $\text{[math]}$ B． $\text{[math]}$ C． $\text{[math]}$ D． $\text{[math]}$
（3）本实验中，随着砝码质量的增加，测得的小车加速度也会增加，当砝码和砝码盘的质量远大于小车的质量时，小车的加速度大小约为_______。

A . 2g B . 1.5g C . g D . 0.5g

在《验证牛顿第二定律》的实验中，在研究作用力一定时加速度与质量成反比的结论时，下列说法中正确的是（）

A . 平衡摩擦力时，应将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上 B . 每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力 C . 实验时，先放接通打点计时器电源，再立刻放开小车 D . 小车运动的加速度，可从天平测出装砂小桶和砂的质量m及小车质量M，直接用公式a= $\text{[math]}$ 求出（m<<M）

用图甲所示的装置进行探究加速度与力、质量之间的关系实验，图乙是其俯视图。两个相同的小车放在平板上，车左端各系一条细绳，绳跨过过定滑轮各挂一个相同的小盘。实验中可以通过增减车中的砝码改变小车的质量，通过增减盘中的砝码改变拉力。两个小车右端通过细线用夹子固定，打开夹子，小车在小盘和砝码的牵引下运动，合上夹子，辆小车同时停止。

（1）小盘和砝码的总质量（选填“需要”或“不需要”）远小于小车的质量；
（2）探究“加速度与合力之间的关系”时，应在砝码盘中放质量（选填“相同”或“不相同”）的砝码；
（3）探究“加速度与质量之间的关系”时，事实上小车和平板间存在摩擦力，下列说法中正确的是。

A . 若用气垫导轨代替平板有利于减小误差 B . 因为两小车质量相同时与桌面的摩擦力相同，所以摩擦力不影响实验结果 C . 砝码盘中加的砝码越多加速度越大，摩擦力近似可以忽略，有利于减小误差

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 . $\text{[math]}$

某同学把图（a）所示实验装置固定在水平实验桌面上，通过装置中数字化信息系统获得了小车加速度 $\text{[math]}$ 与钩码的质量 $\text{[math]}$ 的对应关系图，如图（b）所示。实验时选用了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到，回答下列问题：

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（1）根据该同学的实验结果，小车的加速度与钩码的质量成（填“线性”或“非线性”）的关系；
（2）由图（b）可知， $\text{[math]}$ 图线不经过原点，可能的原因是；
（3）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，则实验中应采取的改进措施是；
（4）本实验中直接以钩码所受重力 $\text{[math]}$ 作为小车受到的合外力，则钩码的质量应满足的条件是。

在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图A所示的实验装置，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拖动的纸带由打点计时器打出的点计算出。

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（1）当M与m的大小关系满足时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力；
（2）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据，为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与的图象；
（3）如图B所示为甲同学根据测量数据作出的a-F图象，说明实验存在的问题是；
（4）乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a-F图象如图C所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同（字母表示）。

用如图所示的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验

（1）则以下实验操作说法正确的是_____（多选）。

A . 平衡摩擦力时，抬高长木板的右端，使小车刚好从静止开始下滑 B . 调节定滑轮的高度，使连接小车的细线与长木板平行 C . 将纸带一端连小车，一端穿过打点计时器限位孔，并置于复写纸上 D . 实验中都必须满足砂桶的总质量远小于小车的质量
（2）如图丙是某次实验得到的一条纸带，纸带的加速度 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （结果保留三位有效数字）。

某实验小组做“探究加速度与力的关系”实验时，先采用如图甲所示的常规实验方案。处理数据时发现误差比较明显。该小组经过分析讨论，对实验方案进行了改进和优化，采用如图乙所示实验方案，具体实验操作步骤如下∶

A．挂上托盘和砝码，调整垫块位置，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；

B．取下托盘和砝码，用天平测出其总质量为m，查出并记录当地重力加速度g；

C．把小车放回木板上原位置，小车拖着纸带沿木板加速下滑，测出其下滑的加速度a；

D．改变砝码质量和垫块位置，多次测量m和a，通过作图可得到a—F的关系。

（1）比较甲、乙两实验方案，实验时需要满足条件M>>m的实验方案是（选填"甲"乙"或"甲和乙"）；
（2）采用乙实验方案，在作a—F关系时，小车受到的合外力F=；
（3）在一次实验操作中，获得如图丙所示的纸带，A、B、C、D、E为计数点，其中相邻两计数点间均有四个点未画出，所用交变电源的频率为50Hz，则在打下C点时小车的速度大小v_C=m/s，由纸带可求得小车运动的加速度a= m/s²（计算结果均保留两位有效数字）。

某校实验小组在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，采用如图所示的装置：

（1）本实验要用槽码重力表示小车受到的合力，除了要使槽码质量远小于小车质量外，还需要补偿阻力，有关补偿阻力的方法，下列操作正确的是______

A . 适当垫高长木板左端，取下槽码，连接纸带并打开打点计时器，让小车自由下滑 B . 适当垫高长木板左端，取下槽码，不连纸带，让小车自由下滑 C . 适当垫高长木板左端，取下槽码，连接纸带并打开打点计时器，轻推小车让它匀速下滑 D . 适当垫高长木板左端，挂上槽码，连接纸带并打开打点计时器，轻推小车让它匀速下滑
（2）如图是某同学打出的一条纸带，在纸带上已确定A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，相邻计数点间的距离如图所示，相邻两个计数点之间还有4个点没有画出，交流电的频率为50Hz，则纸带上打下D点时小车运动的速度为 $\text{[math]}$ m/s。（结果保留3位有效数字）
（3）若交流电的频率实际只有49Hz，则（2）中计算的速度值。（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）
（4）正确补偿阻力后，该装置能用来验证“小车与槽码组成系统的机械能守恒定律”吗？。（填“能”或“不能”）

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

李明同学利用如图甲所示的实验装置来探究滑块的加速度与力的关系。

（1）李明用图乙中的螺旋测微器测得遮光条的宽度 $\text{[math]}$ mm。
（2）接通气源，调节导轨水平。在导轨上放置一个带有遮光条的滑块，滑块用轻质细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与物体P相连，实验时一定要进行的操作或保证的条件是____。

A . 选用宽度较大的遮光条 B . 两个光电门距离适当大些 C . 物体P的质量要远小于滑块的质量
（3）将滑块由图甲位置从静止释放，在物体P的牵引下先后通过两个光电门，测得遮光条通过光电门1和2的时间分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，两个光电门间距离为L，则滑块加速度 $\text{[math]}$ 。
（用以上测得物理量符号表示）

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（）

A . 建立“质点”的概念 B . 将“重心”视为重力的作用点 C . 建立“瞬时速度”的概念 D . 探究加速度与力、质量的关系

如图甲所示是“探究加速度与力、质量的关系”实验装置。

（1）图乙是实验时平衡阻力的情形，其中正确的是（选填字母）
（2）在平衡阻力后，当小车总质量（选填“远大于”、“远小于”或“近似等于”）小盘及盘内物体的总质量时，小车运动时所受的拉力大小近似等于小盘及盘内物体的总重力大小。
（3）图丙为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz，根据纸带可求得电火花打点计时器打B点时的速度为m/s，小车的加速度大小为 $\text{[math]}$ 。（结果均保留两位小数）

第2节 科学探究:加速度与力、质量的关系 知识点题库

第2节科学探究:加速度与力、质量的关系知识点题库