第2节科学探究:加速度与力、质量的关系知识点题库

某同学为探究加速度与合外力的关系，设计了如图甲所示的实验装置．一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，用轻绳绕过定滑轮及轻滑轮将小车与弹簧测力计相连．实验中改变悬挂的钩码个数乾地多次测量，记录弹簧测力计的求数F，并利用纸带计算出小车对应的加速度a．

（1）实验中钩码的质量可以不需要远小于小车质量，其原因是．

A . 小车所受的拉力与钩码的重力无头 B . 小车所受的拉力等于钩码重力的一半 C . 小车所受的拉力可由弹簧测力计直接测出
（2）图乙是实验得到的某条纸带的一分部．已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，由纸带数据求出小车的加速度a=m/s² ．
（3）根据实验数据绘出小车的加速度a与弹簧测力计示数F的关系图像，图丙中最符合本实验实际情况的是．

在《探究加速度与力、质量的关系》实验中

（1）在实验中，以下做法正确的是

A . 平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上 B . 每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力 C . 实验时，先放开小车，后接通电源 D . “重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足，对探究过程也不会产生影响
（2）
在这一实验中，有两位同学通过测量，分别作出a一F图象，如图中的A、B、C线所示；试分析：A线不通过坐标原点的原因是：；B线不通过坐标原点的原因是：．C线发生弯曲的原因是：．

在“探究加速度与质量和力关系”实验中，实验装置如图1所示．

（1）若实验中采用电磁打点计时器，则所用的电源是

A . 4～6V直流电源 B . 4～6V交流电源 C . 220V直流电源 D . 220V交流电源
（2）实验中平衡小车所受阻力的做法是：在不挂细绳和钩码的情况下，改变板的倾斜程度，使小车能拖动纸带沿木板做运动；
（3）图2是实验中打出的一条纸带，在纸带上每5个点取1个计数点，得到O、A、B、C、D几个计数点．测得OB=3.40cm，BD=5.00cm，已知电源频率为50Hz，则纸带的加速度大小为 m/s²（计算结果请保留两位小数）．

在“探究加速度与力、质量的关系的实验”时，采用了如图甲所示的实验方案．操作如下：

（1）平衡摩擦力时，若所有的操作均正确，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．
（2）
已知小车质量为M，盘和砝码的总质量为m，要使细线的拉力近似等于盘和砝码和总重力，应该满足的条件是mM（填“远小于”、“远大于”或“等于”）．
（3）
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与盘和砝码的总质量m之间的实验关系图象．若牛顿第二定律成立，则小车的质量M=kg．

某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F关系的实验，图甲为实验装置简图．

（1）他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为下列说法中正确的是．

A . 实验时要平衡摩擦力 B . 实验时不需要平衡摩擦力 C . 钩码的重力要远小于小车的总重力 D . 实验进行时应先释放小车再接通电源
（2）
如图乙所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E是计数点，L₁=1.00cm，L₂=3.50cm，L₃=7.50cm，L₄=13.00cm．相邻计数点间的时间间隔为0.1s，则打B点时小车的速度为v_B=m/s，小车的加速度a=m/s² ．

图1所示为某同学研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”的实验装置示意图．

（1）下面列出了一些实验器材：
电磁打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码、砂和砂桶、刻度尺．
除以上器材外，还需要的实验器材有：．

A . 秒表 B . 天平（附砝码） C . 低压交流电源 D . 低压直流电源
（2）实验中，需要补偿打点计时器对小车的阻力及其它阻力：小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器．把木板一端垫高，调节木板的倾斜度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做运动．
（3）实验中，为了保证砂和砂桶所受的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力，砂和砂桶的总质量m与小车和车上砝码的总质量M之间应满足的条件是．这样，在改变小车上砝码的质量时，只要砂和砂桶质量不变，就可以认为小车所受拉力几乎不变．
（4）如图2所示，A、B、C为三个相邻的计数点，若相邻计数点之间的时间间隔为T，A、B间的距离为x₁ ， B、C间的距离为x₂ ，则小车的加速度的表达式a=．已知T=0.10s，x₁=5.90cm，x₂=6.46cm，则a=m/s²（结果保留2位有效数字）．

在进行力学实验时，需要结合实验原理开掌握实验的有关要求，不能死记硬背，利用如图所示的装置，可完成多个力学实验，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，挂上适当的钩码使滑块在钩码的牵引下运动。

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①利用这套装置做“探究加速度与力和质量的关系”的实验，需要先将长木板倾斜适当的角度，这样做的目的是，还要求钩码的质量远小于滑块的质量，这样做的目的是。

A．避免在滑块运动的过程中发生抖动

B．使滑块获得较大的加速度

C．使细线的拉力等于滑块受到的合外力

D．使滑块最终能匀速运动

E．使纸带上点迹清晰，便于进行测量

F．使钩码重力近似等于细线的拉力

②若用此装置做“研究匀变速直线运动”实验，实验中必须的措施是（）

A．与滑块连接的部分细线必须与长木板平行

B．滑块的质量远大于钩码的质量

C．先接通电源再释放滑块

D．倾斜木板以平衡滑块与长木板间的摩擦力

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

（1）下列实验步骤正确的是________

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，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数 D . 改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带 E . 实验中不需要砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
（2）该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两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 $\text{[math]}$ 。（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 $\text{[math]}$ 图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为 $\text{[math]}$ ，求得图线的斜率为 $\text{[math]}$ ，则小车的质量为______。

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

某同学用图示的实验装置探究加速度与力的关系。他在气垫导轨旁安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，力传感器可直接测出绳中拉力大小，传感器下方悬挂钩码。改变钩码数量，每次都从A处由静止释放滑块。已知滑块（含遮光条）总质量为M，导轨上遮光条位置到光电门位置的距离为L。请回答下面相关问题。

（1）如图，实验时用游标卡尺测得遮光条的宽度为。某次实验中，由数字毫秒计记录遮光条通过光电门的时间为t，由力传感器记录对应的细线拉力大小为F，则滑块运动的加速度大小应表示为（用题干已知物理量和测得物理量字母表示）。
（2）下列实验要求中不必要的是（_________）

A . 应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 B . 应使遮光条位置与光电门间的距离适当大些 C . 应将气垫导轨调节至水平 D . 应使细线与气垫导轨平行

在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时，采用如图所示的实验装置，小车及车中的砝码的总质量用M表示，盘及盘中的砝码的总质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带上的由打点计时器打出的点计算得出

（1）本实验所采用的研究方法是（选填“等效替代法、控制变量法、理想模型法”）
（2）当M与m的大小关系满足时，才可以认为细线对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力；
（3）一组同学在保持盘及盘中砝码质量一定的情况下，探究加速度与小车质量关系。做法正确的是______（填选项）

A . 平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细线绕过定滑轮系在小车上 B . 每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力 C . 实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源 D . 用天平测出m和M，之后可直接用公式a= $\text{[math]}$ 求出小车运动的加速度
（4）在保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度与所受合外力的关系时，由于平衡摩擦力时操作不当，得到的a－F关系如图所示（a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力）。出现以下情况的原因是：。

小明同学设计了如图甲所示的装置来研究小车的加速度与所受合力的关系。将装有力传感器的小车放置于水平长木板上，缓慢向小桶中加入细砂，直到小车刚开始运动为止，记下传感器的最大示数F₀。再将小车放回原处并按住，继续向小桶中加入细砂，记下传感器的示数F₁。释放小车，记录小车运动时传感器的示数F₂。

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（1）图乙为某次实验得到的一段纸带，计数点A、B、C、D、E间的时间间隔为0.1 s，根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s²（结果保留两位有效数字）。

（2）小明同学在保持小车质量不变的情况下，改变砂和砂桶质量，进行多次测量。得到一组小车的加速度与小车运动时传感器的示数F₂的数据如下表：

传感器示数F₂（N）	0.62	0.81	0.92	1.11	1.21
加速度a（m/s²）	0.48	1.25	1.67	2.45	2.82

请根据实验数据在下面左图中作出a－F₂的关系图像。

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（3）若小明测出a－F₂图像的F₂轴上截距为F₃ ，则F₃F₀（选填“<”、“>”或“=”）。
（4）在同一组测量中，传感器示数F₁与F₂的大小关系满足F₁F₂（选填“<”、“>”或“=”）。

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垫高长木板右端，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，调节木板左端定滑轮的高度以及力传感器的固定位置，使牵引动滑轮的细线与木板平行；

④砝码盘中放入砝码，先接通电源，再释放小车，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数量，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分析图时，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． $\text{[math]}$

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

为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某同学设计了图(a) 所示的实验装置，其中 M为小车的质量，m 为砂和砂桶的质量，m₀为动滑轮的质量，滑轮光滑且大小不计，力传感器可测出细线中的拉力大小.

（1）实验中，不需要进行的操作是，不需要满足的条件是. (填序号字母)
A．用天平测出砂和砂桶的质量m

B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力

C．保证砂和砂桶的质量m 远小于小车的质量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，同时记录力传感器的示数
（2）该同学在实验中得到图(b) 所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出). 已知打点计时器的打点周期为0.02s，根据纸带可求出小车的加速度大小为m/s²(结果保留三位有效数字).
（3）该同学以力传感器的示数F 为横坐标，加速度a 为纵坐标，画出图(c)所示的a－F 图线是一条过原点的直线，若图线的斜率为k，则小车的质量为.

为了探究加速度与力、质量的关系，甲、乙、两位同学分别设计了如图所示的实验装置，小车总质量用M表示（乙图中M包括小车与传感器），钩码总质量用m表示。

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（1）为便于测量合外力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与所受合外力成正比的结论，下列说法不正确的是_____

A . 甲需要平衡摩擦力 B . 乙需要平衡摩擦力 C . 甲需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件 D . 乙需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件
（2）图丙是用图甲装置中打点计时器所打的纸带的一部分，A、B、C、D、E、F和G为纸带上六个计数点，相邻计数点间还有四个点未画出。x₁=3.59cm，x₂=4.41cm，x₅=6.78cm，x₆=7.64cm，则小车的加速度a=m/s²（要求充分利用测量的数据），打点计时器在打B点时小车的速度v_B=m/s。图丁是用图乙的实验数据绘出的s－t²图线（s为各计数点至同一起点的距离），则加速度大小a=m/s²。（结果均保留两位有效数字）

某实验小组利用图（a）所示装置探究加速度与物体所受合外力的关系。主要实验步骤如下：

⑴用游标卡尺测量垫块厚度h，示数如图（b）所示，h=cm；

⑵接通气泵，将滑块轻放在气垫导轨上，调节导轨至水平；

⑶在右支点下放一垫块，改变气垫导轨的倾斜角度；

⑷在气垫导轨合适位置释放滑块，记录垫块个数n和滑块对应的加速度a；

⑸在右支点下增加垫块个数（垫块完全相同），重复步骤（4），记录数据如下表：

n	1	2	3	4	5	6
$\text{[math]}$	0.087	0.180	0.260		0.425	0.519

根据表中数据在图（c）上描点，绘制图线。

如果表中缺少的第4组数据是正确的，其应该是 $\text{[math]}$ （保留三位有效数字）。

在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，某实验小组利用如图所示的实验装置，将一端带滑轮的长木板固定在水平桌面上，木块置于长木板上并用细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车及车上砝码质量m₁ ，悬挂的砂桶和砂总质量为m₂ ，小车左端连一条纸带通过打点计时器记录其运动情况。

（1）下列做法不正确的是______；

A . 本实验原理采用了“控制变量”的思想方法 B . 调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行 C . 在探究加速度与力的关系时，作a－F图像应该用折线将所描的点依次连接 D . 实验时，先接通打点计时器的电源再放开木块 E . 通过增减木块上的砝码改变质量m₁时，必须重新调节木板倾斜度 F . 本实验m₂应远大于m₁ ，但若用拉力传感器获取绳中拉力，则不需满足此条件
（2）如图是实验时平衡阻力的情形，其中正确的是______；（选填字母）

A . B . C .
（3）如图是打出纸带的一段，相邻计数点间还有四个点未画出，已知打点计时器使用的交流电频率50Hz。由图可知，打纸带上B点时小车的瞬时速度v_B=m/s，木块的加速度a=m/s²。（结果保留两位有效数字）

某实验小组利用如图甲所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验，已知小车质量为M，重力加速度为g。

（1）实验中平衡摩擦力后，必须采用控制变量法，保持小车质量不变，若想用钩码的重力作为小车所受合外力，需满足；
（2）某次实验中打出的一条纸带如图乙所示，图中1、2、3、4、5为相邻计数点，且相邻计数点间的时间间隔为 $\text{[math]}$ ，由该纸带可求得小车的加速度 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；（结果保留3位有效数字）
（3）改变钩码的个数重复实验，得到加速度a与合外力F的关系如图丙所示，由图象直线部分OA，可得出的结论是。直线部分OA的斜率 $\text{[math]}$ （用M表示），图像后面出现弯曲的原因是。

利用如图1所示装置进行“探究合外力一定时物体的加速度与质量之间的关系”的实验。

（1）实验装置需要对小车进行平衡摩擦力．其目的是使细线的拉力为打点计时器纸带小车做匀加速运动的合外力。
实验中小桶质量m和小车质量M之间应满足的关系为。

（2）保持小桶质量m和其他条件不变，只改变小车质量M，多次实验小师口测出相应加速度大小a，记录在下列表格中：

次数	1	2	3	4	5	6
质量 $\text{[math]}$	0.25	0.30	0.35	0.40	0.45	0.50
加速度 $\text{[math]}$	0.39	0.32	X	0.24	0.22	0.19
质量倒数 $\text{[math]}$	4.0	3.3	2.9	2.5	2.2	2.0

其中，在第3次实验中，忘记了记录加速度X的数值，该次实验的部分纸带如题图2所示，O、A、B、C、D、E、F为7个连续的计数点，相邻两计数点间还有四个实际打点未画出，打点计时器的打点频率为 $\text{[math]}$ ，测得A、B、C、D、E、F与O点间距分别为 $\text{[math]}$ ，可计算加速度的数值 $\text{[math]}$ 。

（3）在如题图3所示坐标纸上，根据表格数据描点，并作出图线，得出实验结论：。

小李同学采用了如图1所示的实验方案做“用阻力补偿法探究加速度与力质量的关系”的实验。

（1）为使细线的拉力大小近似等于重物的重力重物应选择图2中的（选填“A”或“B”）
（2）为补偿小车所受的阻力，小李撤掉了图1中的重物，在小车右端固定上纸带，纸带另一端穿过限位孔，并将木板右端垫高接通电源后轻推小车，打出了一条如图3所示的纸带。你对小李的建议是____。

A . 补偿小车所受阻力时，重物应悬挂着操作 B . 补偿小车所受阻力时，小车后面不要拖着纸带 C . 小车右端垫得太高，应适当放低一点 D . 小车右端垫得不够高，应再适当垫高一点
（3）在完成“用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系”的实验后，小李又用该装置做了“有空气阻力作用时物体运动速度随时间的变化规律”的实验。实验时，在小车上安装一轻薄板，以增大空气对运动小车的阻力。
在正确补偿阻力加装上薄板后，利用纸带求出小车不同时刻的速度，作出小车的 $\text{[math]}$ 图象，如图5所示。通过图象分析可知，随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力选填（“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）若 $\text{[math]}$ 图象中 $\text{[math]}$ 时刻，曲线的切线如图中虚线所示，则 $\text{[math]}$ 时，物体的加速度大小为 $\text{[math]}$ 。（结果保留两位有效数字）

（1）已知交变电流的频率为50Hz，则打点计时器打点的时间间隔为s。
（2） “探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示，用该装置研究小车加速度a与质量M的关系时，下列说法正确的是_______。

A . 先释放小车，再接通电源 B . 打点计时器接电源直流输出端 C . 牵引小车的细绳应与长木板保持平行 D . 在增加小车质量的同时，增大木板的倾角
（3）图乙中相邻两个计数点之间还有4个打点未画出，打点计时器接频率为50 Hz的交流电源，根据图乙求出小车的加速度a＝m/s²。（结果保留2位有效数字）
（4）保持小车的质量不变，改变槽码个数，进行多次测量。根据实验数据作出了加速度a随拉力F的变化图线，如图丙所示。图中直线没有通过原点，其主要原因是。

第2节 科学探究:加速度与力、质量的关系 知识点题库

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