4.2 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”，现提供如图1所示的实验装置．请回答下列问题：

（1）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取的做法是；

A . 将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动 B . 将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动 C . 将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动 D . 将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动
（2）某学生在平衡摩擦力时，使得长木板倾角偏大，图2中能正确反映他所得到的a﹣F关系图线是；（图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力）
（3）消除小车与木板之间摩擦力的影响后，要用钩码总重力代替小车所受的拉力，此时钩码质量m与小车总质量M之间应满足的关系为；
（4）打点计时器使用的交流电频率f=50Hz．图3是某同学在正确操作下获得的一条纸带，依次选取计数点A、B、C、D、E，每两点之间还有4个计时点没有标出．根据纸带所提供的数据，算得小车的加速度大小为 m/s² ．（结果保留两位有效数字）

“探究加速度与力、质量的关系”实验装置如图甲所示．图中小车的质量为M，钩码的质量为m，小车后面固定一条纸带，纸带穿过电磁打点计时器，计时器接50Hz交流电．

（1）小车运动时受到的拉力近似等于钩码的总重力，应满足的条件是；
（2）实验过程中某学生由于疏忽没有平衡摩擦力，他测量得到的aF图象，可能是图乙中的图线（选填“A”“B”或“C”）；
（3）如图丙所示，某次实验得到的纸带，纸带中相邻计数点间的距离已标出，相邻计数点间还有四个点没有画出．由此可求得小车加速度大小为m/s² ，在计数点2时速度大小为m/s．

用斜面、小车、砂桶、砝码等器材做“探究加速度与力、质量的关系”实验，如图1是实验中一条打点的纸带，相邻记数点的时间间隔为T，且间距s₁ ， s₂ ， s₃ ， …，s₆已量出．

（1）请写出二种计算加速度的方法
方法1：；
方法2：．
（2）如图a，甲同学根据测量数据画出a﹣F图线，表明实验的问题是．
（3）乙、丙同学用同一装置实验，画出了各自得到的a﹣F图线如图b所示，说明两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？；比较其大小．

如图所示的实验装置可以验证牛顿运动定律，小车上固定一个盒子，盒子内盛有砂子．砂桶的总质量（包括桶以及桶内砂子质量）记为m，小车的总质量（包括车、盒子及盒内砂子质量）记为M．

（1）验证在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比：从盒子中取出一些砂子，装入砂桶中，称量并记录砂桶的总重力mg，将该力视为合外力F，对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出．多次改变合外力F的大小，每次都会得到一个相应的加速度．本次实验中，桶内的砂子取自小车中，故系统的总质量不变．以合外力F为横轴，以加速度a为纵轴，画出a﹣F图象，图象是一条过原点的直线
①a﹣F图象斜率的物理意义是．
②你认为把砂桶的总重力mg当作合外力F是否合理？
答：．（填“合理”或“不合理”）
③本次实验中，是否应该满足M≫m这样的条件？
答：（填“是”或“否”）；理由是．
（2）验证在合外力不变的情况下，加速度与质量成反比：保持桶内砂子质量m不变，在盒子内添加或去掉一些砂子，验证加速度与质量的关系．本次实验中，桶内的砂子总质量不变，故系统所受的合外力不变．用图象法处理数据时，以加速度a为纵轴，应该以为横轴．

如图甲所示为“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置．

（1）实验过程中，以下操作正确的有（填字母代号）

A . 应先释放小车，再接通电源 B . 跨过定滑轮连接小车的细线应该与长木板平行 C . 平衡摩擦力时，应将砝码盘用细线跨过定滑轮系在小车上 D . 为减小实验误差，应使小车总质量M远大于砝码和盘的总质量m
（2）实验中使用的交流电频率为50Hz，打出的纸带如图乙所示，相邻计数点间还有四个点未画出，其中x₁=7.05cm，x₂=7.68cm，x₃=8.31cm，x₄=8.94cm，由此可以算出小车运动的加速度是 m/s² ．（结果保留2位有效数字）
（3）下表记录了小车总质量一定时，牵引力大小F与对应的加速度a的几组数据，请在坐标图中描点作出a﹣F图线．
砝码盘与砝码总重力F （N）
0.59
1.08
1.57
2.06
2.55
加速度a （m/s²）
0.19
0.36
0.53
0.79
0.87
从作出的图象可以得出的结论为．
（4）平衡摩擦力后，保持小车所受的合外力不变探究小车加速度a与小车总质量M的关系，经过多次实验甲、乙同学分别利用各自测出的数据作出a﹣ $\text{[math]}$ 的关系图象．从如图丁可以看出甲、乙两同学做实验时（填“甲”或“乙”）同学实验中绳子的拉力更大．

像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器，每个光电门都是由激光发射和接收装置组成．当有物体从光电门通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．现利用如图1所示装置设计一个“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系”的实验，图中NQ是水平桌面、PQ是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上间距为l的两个光电门（与之连接的两个光电计时器没有画出）．小车上固定着用于挡光的窄片K，K的宽度d，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t₁和t₂ ．

（1）用米尺测量两光电门的间距为l，则小车的加速度表达式a=（各量均用题目中的已知量的字母表示）；
（2）该实验中，为了把绳子拉力当作小车受的合外力，就必须
（3）某位同学通过测量，把砂和砂桶的重量当作小车的合外力F，作出a﹣F图线．如图2中的实线所示．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是．

某同学用如图所示的装置探究质量一定时物体的加速度a与所受合力F的关系。

（1）该同学用砂和砂桶的重力表示小车受到的合外力F，为了减少这种做法带来的实验误差，采取下列两项措施：
①用木块将长木板无滑轮的一端垫高来平衡摩擦力。不悬挂砂桶，给小车一初速度，若发现小车通过光电门1的遮光时间小于通过光电门2的时间，则应将木块向(“左”或“右”)移动；

②在改变砂子质量时需确保砂和砂桶的质量小车的质量。

A．略小于 B．远小于 C．略大于 D．远大于
（2）某次实验中，该同学在砂和砂桶的质量不变的情况下，多次改变小车静止释放点到光电门2的距离x，记录小车通过光电门2的时间t，利用所测数据做出 $\text{[math]}$ -x图象，求得其斜率为k，已知遮光片宽度为d，则小车的加速度为。

某同学利用图甲所示的实验装置，探究加速度与力、质量的关系。实验中打点计时器电源的频率为50Hz。

（1）实验过程中，某同学发现操作有误，当砝码盘及砝码下降一段时间后，赶紧用手托住砝码盘，小车继续拖着纸带在木板上运动，但没有到达滑轮处。打出的纸带如图乙所示，从纸带上点迹分析，该同学在实验操作中发现的问题可能是。
（2）图乙中，相邻两计数点间的时间间隔为0.1s。则计数点3对应的速度大小是，小车减速运动过程中加速度的大小是。(结果保留两位有效数字)
（3）该实验中，改变拉力或小车质量后，在实际操作过程中，对小车所放的位置、接通电源与放开小车的先后顺序及小车运动的控制等描述，你认为正确的是___。

A . 小车应尽量远离打点计时器，先放开小车后接通电源，在小车到达滑轮前按住小车 B . 小车应尽量靠近打点计时器，先接通电源后放开小车，让小车一直到与滑轮相撞为止 C . 小车应尽量靠近打点计时器，先接通电源后放开小车，在小车到达滑轮前按住小车 D . 小车应尽量放在打点计时器与滑轮的中间，先接通电源后放开小车，在小车到达滑轮前按住小车

（1）我们已经知道，物体的加速度a同时跟合外力F和质量M两个因素有关.要研究这三个物理量之间的定量关系，需采用的思想方法是.
（2）某同学的实验方案如图甲所示，她想用砂桶的重力表示小车受到的合外力F，为了减少这种做法带来的实验误差，她先做了两方面的调整措施：

a.用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是.

b.使砂桶的质量远小于小车的质量，目的是使拉小车的力近似等于.
（3）图乙为实验中打出纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出，测出各计数点到A点间的距离.已知所用电源的频率为50Hz，打B点时小车的速度v＝ m/s，小车的加速度a＝ m/s².（结果保留两位有效数字）

某同学利用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。实验时，把数据记录在表格中，数据是按加速度大小排列的，第8组数据中小车质量和加速度数据漏记

组号	F/N	m/kg	a/m•s²
1	0.29	0.86	0.34
2	0.14	0.36	0.39
3	0.29	0.61	0.48
4	0.19	0.36	0.53
5	0.24	0.36	0.67
6	0.29	0.41	0.71
7	0.29	0.36	0.81
8	0.29
9	0.34	0.36	0.94

（1）该同学又找到了第8组数据对应的纸带以及小车质量，纸带如图乙所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出来的点未画出。请你帮助该同学求出第8组中的加速度a=m/s²；
（2）如果要研究加速度与力的关系，需取表格中组数据（填组号），做 $\text{[math]}$ 图像；如果要研究加速度与质量的关系，需取表格中组数据（填组号），做 $\text{[math]}$ 图像。这种研究方法叫做法；
（3）做出 $\text{[math]}$ 图像如图丙所示，由图像（填“可以”或“不可以”）判断a与m成正比。

用图甲所示装置探究物体的加速度与力、质量的关系。实验前已经调节滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行，已经平衡了摩擦力。g＝9.8m/s² ．

（1）实验时保持小车（含车中砝码）的质量M不变，用打点计时器测出小车运动的加速度α．图乙为悬挂一个钩码后实验中打出纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出，测得各计数点到A点间的距离如图乙所示。已知所用电源的频率为50Hz，则小车的加速度大小a＝m/s² ．若悬挂钩码的质量为50g，把悬挂的钩码和小车（含车中砝码）看成一个整体，则小车（含车中砝码）的质量M＝kg．（结果均保留两位有效数字）
（2）实验时保持悬挂钩码的质量m不变，在小车上增加砝码，改变小车的质量，得到对应的加速度，若用加速度作为纵轴，小车（含车中砝码）的质量用M表示，为得到线性图象，则横轴代表的物理量为。

A . 小车（含车中砝码）的质量M B . 小车（含车中砝码）的质量与悬挂钩码的质量之和m+M C . 小车（含车中砝码）的质量与悬挂钩码的质量之和的倒数 $\text{[math]}$ D . 悬挂钩码质量的倒数 $\text{[math]}$

某探究学习小组的同学欲以如图2装置中的沿块为对象验证“牛顿第二定律”，装置由弹簧测力计、气垫导轨、两个光电门、滑块和祛码盘(含珐码)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、祛码盘(含硅码)的质最分别为M和m.不计滑轮的重量和摩擦.

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

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）对质量保持不变的过程，根据实验数据绘出滑块的加速度a与弹簧测力计示数F的关系图象，图3中最符合本实验实际情况的是

用如图1所示实验装置探究加速度与力、质量的关系。小车的质量为M，吊盘和砝码的质量为m。

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（1）使用该装置做探究实验，为了方便需要平衡小车受到的阻力，小车拖动纸带运动，纸带上打出一系列的点，就表示平衡阻力了。
（2）在探究小车加速度与力的关系过程中，需要控制不变；在探究小车加速度与质量的关系过程中，需要控制不变。
（3）在该探究实验中，除了图1中实验装置外，还需要的测量工具有、。
（4）在做该探究实验过程中，小车运动的加速度，需要利用打点计时器打出的纸袋上的点进行计算。如图2是某次实验打出的计数点，相邻两个计数点之间的时间为T，由此纸带上的记录的点计算小车加速度的表达式为a=。

（5）保持小车所受拉力不变，改变小车的质量M，分别测得不同质量时小车加速度a的数据如表所示。请在图3的坐标纸上做出a- $\text{[math]}$ 图像。

试验记录，小车受到的拉力不变。

次数	1	2	3	4	5	6	7	8
质量M/kg	0.25	0.29	0.33	0.40	0.50	0.71	1.00	1.67
$\text{[math]}$ 加速度a/（m·s^-2）	0.618	0.557	0.482	0.403	0.317	0.235	0.152	0.086
质量倒数 /kg^-1	4.00	3.45	3.03	2.50	2.00	1.41	1.00	0.60

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（6）根据a-- $\text{[math]}$ 图3像可以到的结论是。

图甲为某同学验证“物体运动加速度与力之间关系”的实验装置图。已知滑块质量为M，当地重力加速度为g，实验中使用交变电流的频率为50Hz。

⑴如图甲所示，安装好实验装置。取下砝码盘，调整滑板右端高度，让滑块匀速下滑。

⑵挂上总质量为m的砝盘（连同盘中砝码），调整左端滑轮高度，让细绳平行于滑板。

打开打点计时器电源开关，然后放开滑块，就可打出滑块运动的纸带。图乙所示为某次操作中打出的一条纸带，相邻的两个计数点之间还有3个点未标出，数据的单位是cm。则滑块运动的加速度a=m/s²（保留三位有效数字）；

⑶改变砝码盘总质量m，重复步骤（2）操作，就可测出对应的加速度a；通过这些实验数据分析就可以验证物体运动加速度与合外力是否成正比。

⑷分析实验数据可得到，用纸带上数据算出滑块的加速度a总是小于用 $\text{[math]}$ 算出的加速度，而且随砝码盘总质量m增加，它们之间差值（填“越来越小”、“不变”或“越来越大”）

采用如图1所示的实验装置探究加速度与合外力、质量的关系实验，将重物的重力视为物体所受的合外力

（1）除图1所示的器材外，下列器材中，不需要的是_______

A . B . C . D . E .
（2）关于该实验，下列说法正确的是________

A . 该实验采用了“控制变量法” B . 为了重物所受重力可以看成小车所受的合外力，重物的质量应远大于小车的质量 C . 若用该实验装置探究速度随时间变化关系，需要平衡摩擦力 D . 若用该实验装置探究功与速度变化关系，为了得到五组数据，至少需要打出五条纸带
（3）某次实验中打出的纸带如图3所示，则出错的原因可能是图4中的_______操作引起

A . B . C . D .
（4）操作正确后进行实验，得到纸带可能是图5中的，该纸带计时点5对应的瞬时速度大小为 $\text{[math]}$ （结果保留两位有效数字）
A．

B．

C．

D．

实验小组用如图甲所示的装置做“探究功与速度变化的关系”实验。将小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为 $\text{[math]}$ ，当用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起且伸长的长度保持与第一次相同进行第2次、第3次…实验时，用速度传感器测出小车速度v和速度的平方 $\text{[math]}$ ，将数据输入电脑处理，得到如图乙所示的 $\text{[math]}$ 图象，由图象可以读出每次实验时小车获得的最大速度的平方分别为a、b、c，回答下列问题：

（1）本实验（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。
（2）若 $\text{[math]}$ ，可以得出橡皮筋对小车做的功W与小车最大速度的平方 $\text{[math]}$ 成（填“正比”或“反比”）。
（3）多次实验后，做出很多种图象，其中一种 $\text{[math]}$ 图象如图丙所示，其中一种W-v图象如图丁所示，丙图的图线平滑延长不过坐标原点的原因是；丁图的图线平滑延长不过坐标原点的原因是。

（1）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，同学小林采用（甲）图方案，小车的质量为222g，应该在图（乙）中选择（填写“钩码”、“槽码”或“砝码”）作为牵引小车的悬挂重物，请说出选择理由；
（2）该同学研究小车质量一定时，加速度与力的关系，采集了数据并在 $\text{[math]}$ 图象中进行了描点，请你在图（丙）中绘出图线。

用如图所示的实验装置可以验证系统的牛顿第二定律。轻质细线跨越天花板上的定滑轮，两端分别连接质量为m₁、m₂的A、B物块（上下宽度比较小），固定在地面上的传感器可以测量物块通过传感器的时间；让A从传感器的下方、距离传感器的高度为h的地方由静止开始上升，测得A通过传感器小孔的时间为 $\text{[math]}$ ，已知A的上下宽度为d，重力加速度为g，细线与定滑轮之间、定滑轮与轴之间的摩擦力均忽略不计。回答下列问题：

（1）系统的合力大小（用m₁、m₂和g表示），系统的加速度大小（用h、d、 $\text{[math]}$ 来表达）；
（2）若关系式成立，则系统的牛顿第二定律得到验证。

某实验小组用如图甲所示的装置做“探究物体的加速度与质量、所受合外力的关系”的实验。

（1）安装好实验装置后，首先平衡摩擦力。将长木板的右端适当垫高，不挂砝码盘时轻推小车，若打点计时器在纸带上打出的点越来越密集，则应将长木板下的小垫块向（选填“左”或“右”）移些。重复调整小垫块的位置，直到打点计时器在纸带上打出的点间距相等时，说明摩擦力已平衡；
（2）图乙为保持小车质量M不变，研究a与F的关系时打出的一条纸带。A-G为7个计数点，每两个相邻计数点间还有4个点未标出。测得x₁=7.05cm、x₂=7.68cm、x₃=8.34cm、x₄=8.95cm、x₅=9.61cm、x₆=10.25cm。已知电源的频率为50Hz，则a=m/s²（结果保留三位有效数字）；
（3）可以判断打下C点时，小车已经运动了s（结果保留两位有效数字）；
（4）若小组中甲、乙两同学先后研究a与F的关系时，其中一位同学在小车中添加了砝码。两同学各自得到的a-F图像分别如图丙中的b、c所示，则小车中所加砝码质量是小车质量的倍。
（5）之后，保持F不变，研究a与M的关系（m为砝码盘与盘中砝码的总质量）。在绘出a− $\text{[math]}$ 图线后，发现在 $\text{[math]}$ 较大时图线发生了明显的弯曲，为使作出的图线为直线，下列正确的做法是____。

A . 改作a-（M+m）图线 B . 改作a- $\text{[math]}$ 图线 C . 改作a- $\text{[math]}$ 图线 D . 改作a- $\text{[math]}$ 图线

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：。

砝码盘与砝码总重力F （N）	0.59	1.08	1.57	2.06	2.55
加速度a （m/s²）	0.19	0.36	0.53	0.79	0.87

4.2 探究加速度与力、质量的关系 知识点题库

4.2 探究加速度与力、质量的关系知识点题库