第2节科学探究:加速度与力、质量的关系知识点题库

为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供了如图甲所示的实验装置．

（1）下列做法正确的有

A . 平衡摩擦力时，用细线一端挂空桶，另一端与小车相连，将木板适当倾斜，使小车在木板上做匀速直线运动 B . 在砂及桶总质量远小于小车及里面钩码的总质量时，可以近似认为小车受到的拉力等于砂及桶的重力 C . 应让砂及桶总质量远大于小车及里面钩码的总质量 D . 每次改变砂及桶总质量之后，应重新平衡摩擦力
（2）有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力 F的关系，他们在轨道水平和倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条a﹣F图线，如图乙所示．图线（选填“A”或“B”）是在长木板水平情况下得到的；小车的质量m=kg（g取10m/s²）．

小明用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系，实验中不需要的操作是（）

A . 先接通电源，后释放小车 B . 用秒表测出小车运动的时间 C . 调节定滑轮的高度，使细绳与长木板平行 D . 将长木板右端垫高，平衡小车和纸带受到的摩擦力

某同学用如图甲所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验．实验时保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车受到的合力，用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度．

（1）实验时先不挂钩码，反复调整垫木的左右位置，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的是．
（2）图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，测出各计数点到A点之间的距离，如图乙所示．已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端，则此次实验中小车运动的加速度的测量值a=m/s² ．（结果保留两位有效数字）
（3）实验时改变所挂钩码的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度．根据测得的多组数据画出a﹣F关系图线，如图丙所示．试分析：图线不通过坐标原点O的原因是；曲线上部弯曲的原因．

为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验.其中G1.G2为两个光电门（当物体运动时，固定在物体上的很窄的挡光片通过光电门时光被挡住，数字计时器开始计时，当物体离开时计时结束，这样就可以根据挡光片宽度与通过光电门所用时间来计算物体通过光电门的速度。），它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1.G2光电门时，光束被遮挡的时间Δt₁.Δt₂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，牵引钩码的质量为m，答下列问题：

（1）实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位( )

A . 取下牵引钩码，滑行器M放在任意位置不动 B . 放上牵引钩码，滑行器M放在任意位置不动 C . 取下牵引钩码，轻推滑行器M，数字计时器记录每一个光电门的光束被挡的时间Δt都相同 D . 无法判断能否将气垫导轨放水平
（2）若取M＝0.5kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值最不合适的一个是（）

A . m₁＝4g B . m₂＝10g C . m₃＝40g D . m₄＝500g
（3）在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求加速度的表达式为：。(用Δt₁.Δt₂.D.x 表示)
（4）改变所挂砝码的数量，多次重复测量.在某次实验中根据测得的多组数据可画出 a－F关系图线(如图所示)。

①分析此图线的OA段可得出的实验结论是：。

②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.没有平衡摩擦力

C.所挂钩码的总质量太大 D.所用小车的质量太大

在探究“物体质量一定时加速度与力的关系”的实验中，某兴趣小组对教材介绍的实验方案进行了优化，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）在平衡摩擦力后，依据优化后的实验方案，实验中(选填“一定要”或“不必要”)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a)所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出)，已知打点计时器使用的是频率为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).
（3）以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a-F图像是一条过原点的直线，如图(b)所示，若直线的斜率为k，则小车的质量为。

为了探究加速度与力的定量关系，某同学设计了如图所示的实验装置。其中M为小车和固定在小车上的定滑轮的总质量，m为砂和砂桶的总质量，滑轮大小不计且光滑。力传感器可测出轻绳的拉力大小F。

（1）该实验（填“需要”或“不需要”下同）满足m远小于M，平衡摩擦力。
（2）实验中，应保证的大小不变、改变的大小（填“m”或“M“），此时采用的物理方法是。
（3）若当地重力加速度为g，则在小车向左加速运动过程中，绳拉力Fmg（填“＞”、＜“”或“＝”）
（4）在实验中得到一条纸带，如图所示，取A、B、C、D、E五个点为计数点，其中两相邻计数点间有四个点未画出，已知BC＝9.00m，DE＝17.00m，打点计时器所用电源的频率为f＝50Hz，则加速度大小a＝m/s²（保留两位小数）
（5）以力传感器的示数F为横坐标，小车运动的加速度a为纵坐标，画出的a﹣F图象是一条过原点的斜直线，如图所示，则该图线斜率的物理意义是。

如图为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。

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（1）实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是（____）

A . 将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动 B . 将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动 C . 将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动
（2）实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是（____）

A . M=200g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g B . M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g C . M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g D . M=500g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
（3）如图是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，量出相邻的计数点之间的距离分别为：S_AB=4.22cm、S_BC=4.65cm、S_CD=5.08cm、S_DE=5.49cm、S_EF=5.91cm、S_FG=6.34cm已知打点计时器的工作频率为50HZ，则小车的加速度大小a=m/s²（结果保留两位有效数字）。

某次“探究加速度a跟物体所受合力F和质量m的关系”实验如下．

（1）图甲所示为实验装置图．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）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，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，如图所示．图中直线没有通过原点，其主要原因是.

（3）保持砂和砂桶质量不变，改变小车中砝码质量，进行多次测量，得到小车加速度a、质量m及其对应的 $\text{[math]}$ 的数据如表中所示：

实验次数	1	2	3	4	5	6	7	8
小车加速度a/(m·s^－²)	1.90	1.72	1.49	1.25	1.00	0.75	0.50	0.30
小车和砝码质量m/kg	0.25	0.29	0.33	0.40	0.50	0.71	1.00	1.67
1/m/kg^－¹	4.00	3.45	3.03	2.50	2.00	1.41	1.00	0.60

a.请在图所示坐标纸中画出a－ $\text{[math]}$ 图线；

b．根据作出的a－ $\text{[math]}$ 图象可以得到的结论是：.

某实验小组用如图甲所示的实验装置探究质量一定时加速度与力的关系。过程如下：

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①将一端带有滑轮的长木板置于水平桌面，带滑轮的小车放在长木板上；

②将细绳一端与固定的拉力传感器相连，跨过小车和长木板上的定滑轮，另一端连接砂桶

③释放砂桶，小车在细绳牵引下运动，与小车连接的纸带通过打点计时器可记录小车运动情况，拉力传感器可测出细绳拉力F；

④多次改变砂和砂桶的质量，读出拉力F并求出小车加速度a；

⑤以拉力F为横轴，加速度a为纵轴，画出的a﹣F图像是一条倾斜直线，如图乙所示。进一步论证可得出小车质量一定时加速度与力的关系。

请回答下列问题：

（1）关于该实验，下列说法正确的是_____

A . 必须平衡小车所受的摩擦力 B . 砂桶和砂的总质量要远小于小车的质量 C . 先接通打点计时器的电源，后释放小车 D . 必须用天平测得砂和砂桶的质量
（2）如图丙所示为实验中得到纸带的一段，两计数点间还有四个点没有画出，已知打点计时器打点时间间隔0.02s，则小车的加速度为m/s²。
（3）若测得乙图中图线的斜率为k，则小车的质量M为。

某小组利用如图甲所示的装置探究加速度与力的关系。实验中垫高长木板一端平衡摩擦力，调节定滑轮的高度使牵引小车的细线与木板平行，用天平测出小车的质量M，钩码的总质量m，已知所用电源的频率为50Hz。

（1）为了能用细线所挂钩码的总重力作为小车所受合力，还需要满足的条件是；
（2）实验中该小组得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示，O、A、B、C、D是在纸带上选取的计数点，相邻计数点间还有4个点未画出．某同学仅测出AB、CD间的距离分别为x₁=2.62cm，x₂=5.49cm根据测量数据得出小车运动的加速度大小为m/s²。(计算结果保留3位有效数字)
（3）该小组在验证a与F关系时，根据测得数据画出a—F图线和理论结果不符，如图丙所示，其原因主要是。

在探究“加速度与力、质量的关系”的活动中：

（1）某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装成如图1所示。请你指出该装置中两处错误或不妥之处：

①；

②；
（2）改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验。图2是他在实验中得到的一条纸带，图中相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s，由图中的数据可算得小车的加速度a为m/s²；（图中数据单位均为cm，结果保留两位有效数字）
（3）为保证绳子对小车的拉力约等于沙桶和沙子的重力mg，则沙桶和沙子的质量m与小车的质量M应满足的关系是：；
（4）验证牛顿第二定律”的实验中，在研究加速度a与小车的质量M的关系时，由于没有注意始终满足(3)中的条件，结果得到的图像应是图中的（____）

A . B . C . D .

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”．

（1）实验时，必须先平衡小车与木板之间的摩擦力．该同学是这样操作的：如图乙，将小车静止地放在水平长木板上，并连着已穿过打点计时器的纸带，调整木板右端的高度，接通电源，用手轻拨小车，让打点计时器在纸带上打出一系列的点，说明小车在做运动．
（2）如果该同学先如（1）中的操作，平衡了摩擦力．以砂和砂桶的重力为F，在小车质量M保持不变情况下，不断往桶里加砂，砂的质量最终达到 $\text{[math]}$ M，测小车加速度a，作a－F的图象．如图丙图线正确的是．
（3）设纸带上计数点的间距为s₁和s₂ ．下图为用米尺测量某一纸带上的s₁、s₂的情况，从图中可读出s₁＝3.10cm，s₂＝cm，已知打点计时器的频率为50Hz，由此求得加速度的大小a＝m/s² ．

某实验小组应用如图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，砝码及砝码盘的总质量为m，所用的打点计时器所接的交流电的频率为50Hz，实验步骤如下：

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A．按图所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；

B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；

C．挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；

D．改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤C，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 . 小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等 B . 实验过程中砝码盘处于超重状态 C . 与小车相连的轻绳与长木板一定要平行 D . 弹簧测力计的读数应为砝码和砝码盘总重力的一半 E . 砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量
（2）实验中打出的一条纸带如图乙所示，由该纸带可求得小车的加速度为m/s²。（结果保留2位有效数字）
（3）由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象，与本实验相符合的是（）

在探究“ 物体质量一定时加速度与力的关系” 的实验中，某兴趣小组对教材介绍的实验方案进行了优化，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）．

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（1）依据优化后实验原理图，该实验（填“需要” 或“ 不需要”）将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力；实验中（填“ 一定要” 或“ 不必要”）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(a)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）如图(b)所示，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，求得直线的斜率为 k，则小车的质量为．

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。

某同学“探究加速度与物体合力的关系”的实验装置如图所示，图中A为小车，质量为m₁ ，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B，它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的固定长木板上，P的质量为m₂ ， C为弹簧测力计，实验时改变P的质量，读出测力计的示数F，不计轻绳与滑轮，滑轮与轮轴的摩擦，滑轮的质量。

（1）为了减小实验误差，下列做法正确的是_________；

A . 先释放小车，后接通打点计时器的电源 B . 该实验不需要平衡小车所受的摩擦力 C . 该实验砂桶和砂的总质量不需要远小于小车的质量 D . 滑轮摩擦要足够小，绳的质量要足够轻
（2）下图是实验过程中得到的一条纸带，O、A、B、C、D为选取的计数点，相邻的两个计数点之间有四个点没有画出，各计数点到O点的距离分别为：8.00cm、17.99cm、30.00cm、44.01cm，若打点计时器的打点频率为50Hz，则由该纸带可知小车的加速度大小为 $\text{[math]}$ （结果保留三位有效数字）；
（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a－F图象可能是下图中的图线。

某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验。如图甲为实验装置简图，A为小车，B为电火花打点计时器，C为装有细砂的小桶，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等于细砂和小桶的总重量，小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得。

（1）某次实验时，测得小车和小车上的砝码总质量为800g，则细沙和小桶的总质量较为合理的是（______）

A . 50g B . 500g C . 5kg D . 50kg
（2）如图乙为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz。选好0点后，每5个间隔点取一个计数点（中间的4个点图中未画出），依次取得1、2、3、4、各点，测得的数据如图所示，则小车的加速度大小为m/s^2.（结果保留两位有效数字）
（3）在“探究加速度a与质量m的关系”时，某同学按照自己方案将实验数据都在坐标系中进行了标注，但尚未完成图象（如图所示）。请继续帮助该同学作出坐标系中的图像。
（4）在“探究加速度a与合力F的关系”时，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图所示，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因：
（5）另一组同学将装有细砂的小桶，挂在带有定滑轮的气垫导轨上，（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。

如图所示，为探究“加速度与合力、质量的关系”的实验装置，请完成以下问题：

（1）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；
（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中，根据测量的多组数据可画出a-F关系图线如图（a）所示，此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的原因是；
（3）若在原装置中的P处加装一个力传感器，重复上述实验，得到的a-F图线与图（a）中的图线相比，会有什么不同：；
（4）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图像如图（b）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

用图甲装置研究“小车（含拉力传感器）质量一定时，加速度与合外力的关系”，实验步骤如下：

①细绳一端绕在电动机上，另一端系在拉力传感器上，将小车放在长板的P位置，调整细绳与长板平行，启动电动机，使小车沿长板向下做匀速运动，记录此时拉力传感器的示数 $\text{[math]}$ ；

②撤去细绳，让小车从P位置由静止开始下滑，设小车受到的合外力为F，通过计算机可得到小车与位移传感器的距离随时间变化的 $\text{[math]}$ 图像，并求出小车的加速度a；

③改变长板的倾角，重复步骤①②可得多组F、a数据：

完成下列相关实验内容：

（1）在步骤①②中， $\text{[math]}$ F（选填“=”“>”或“<”）；
（2）本实验（选填“需要”“不需要”）平衡小车所受到的摩擦力；
（3）某段时间内小车的 $\text{[math]}$ 图像如图乙，根据图像可得小车的加速度大小为 $\text{[math]}$ （计算结果保留两位小数）；
（4）分析表中的F、a数据可知：在误差允许范围内，小车质量一定时，。
$\text{[math]}$
0.4
1.0
1.5
1.8
2.1
$\text{[math]}$
0.79
2.10
3.10
3.62
4.19

如图1所示的实验装置是高中物理力学实验中常用的实验装置。

（1）某同学为探究匀变速直线运动的规律，现按图1将实验器材安装完成后，打开打点计时器开关，释放小车，得到如图2所示的一条纸带，纸带上相邻两计数点间还有两个计时点未画出，已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带点迹及测量数据，可求得小车的加速度为 $\text{[math]}$ （保留2位有效数字）；
（2）若用该装置探究质量一定时加速度与力的关系实验，钩码的质量应（填“远小于”或“远大于”）小车的质量，带滑轮的长木板应如何改进：。

$\text{[math]}$	0.4	1.0	1.5	1.8	2.1
$\text{[math]}$	0.79	2.10	3.10	3.62	4.19

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