4.2 探究加速度与力、质量的关系知识点题库

如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置．他在气垫导轨上B处安装了一个光电门，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，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放．

（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）下列实验要求不必要的是．

A . 应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 B . 应使A位置与光电门间的距离适当大些 C . 应将气垫导轨调节水平 D . 应使细线与气垫导轨平行
（3）改变钩码的质量，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，通过描点作出线性图象，研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出图象．（选填“t²﹣F”“ $\text{[math]}$ ﹣F”或“ $\text{[math]}$ ﹣F”）．

用图甲所示装置“探究加速度与力、质量的关系”．请思考并完成相关内容：

（1）实验时，为平衡摩擦力，以下操作正确的是

A . 连着砂桶，适当调整木板右端的高度，直到小车被轻推后沿木板匀速运动 B . 取下砂桶，适当调整木板右端的高度，直到小车被轻推后沿木板匀速运动 C . 取下砂桶，适当调整木板右端的高度，直到小车缓慢沿木板做直线运动
（2）图乙是实验中得到的一条纸带，已知相邻计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源频率为50Hz，由此可求出小车的加速度a=m/s²（计算结果保留三位有效数字）．
（3）一组同学在保持木板水平时，研究小车质量一定的情况下加速度a与合外力F的关系，得到如图丙中①所示的a﹣F图线．则小车运动时受到的摩擦力f=N；小车质量M=kg．若该小组正确完成了步骤（1），得到的a﹣F图线应该是图丙中的（填“②”、“③”或“④”）．

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，砝码和砝码盘的总质量为m，所使用的打点计时器所接的交流电的频率为50Hz，实验步骤如下：

A．按图甲所示，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 . 弹簧测力计的读数为小车所受合外力 C . 实验过程中砝码处于超重状态 D . 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（如图丙），与本实验相符合的是．

某同学通过如图1所示的装置进行“探究加速度与力、质量的关系”的实验．

（1）本实验所采用的科学方法是：．

A . 理想实验法 B . 等效替代法 C . 控制变量法 D . 建立物理模型法
（2）为了减小误差，钩码的质量m应小车的质量M（填“远大于”、“远小于”或“等于”）；每次改变小车质量（或钩码质量）时，（填“需要”或“不需要”）重新平衡摩擦力．
（3）在保持小车的质量M一定时，探究加速度与所受合力的关系时，由于操作不当，该同学得到的a﹣F关系如图2所示，则其原因可能是．
（4）图3为某次实验得到的纸带，打点计时器的频率为50Hz，纸带上相邻计数点间有4个点未画出，则小车的加速度大小为 m/s² ．

某实验小组欲以如图1所示实验装置探究“加速度与物体受力和质量的关系”。图1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 . 本实验中应满足m₂远小于m₁的条件 D . 在用图象探究小车加速度与受力的关系时，应作a﹣m₁图象
（2）实验中得到一条打点的纸带，如图2所示，已知相邻计数点间的时间间隔为T，且间距x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆已量出，则打点计时器打下F点时小车的瞬时速度的计算式为v_F=，小车加速度的计算式a=。

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）某次实验中打出如图乙所示的纸带（打点计时器电源的频率为 50Hz），则这个物体加速度值 a=m/s²。
（2）根据实验收集的数据作出的a﹣F 图线如图丙所示，请写出一条对提高本实验结果准确程度有益的建议。

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

某兴趣小组利用如图所示装置进行“探究加速度与力、质量的关系”实验．重物P的质量为m，挂在光滑的轻滑轮上拉上小车（已调节细绳与木板平行），C为弹簧测力计．

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（1）除图中已给出的实验器材外，以下器材中还需要的是_______

A . 直流电源 B . 交流电源 C . 秒表 D . 刻度尺
（2）在做该实验时，为了将细绳对小车的拉力视为小车所受的合外力，还需要进行的操作是
（3）某次实验时，弹簧秤C的读数如图所示，弹力F的大小为N，2Fmg（填“大于”、“等于”或“小于”）；本实验（填“需要”或“不需要”）满足重物P的质量远小于小车的质量．

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

如图为“探究加速度与力、质量的打点计时器关系”实验装置。

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①本实验研究对象是；

A．小车（含车内重物）P B．悬挂物Q

②本实验需要调整木板倾斜程度来平衡阻力，下列实验中需用相同方法平衡阻力的是（单选）。

A．研究平抛运动图片_x0020_100033

B．探究求合力的方法图片_x0020_100034

C．探究作用力与反作用力的关系

D．探究功与速度变化的关系图片_x0020_100036

用如图所示装置探究小车的加速度与力、质量的关系．在满足实验条件的情况下，细线下端悬挂钩码的总重力视为小车受到的合力F，用打点计时器打出纸带，计算出小车运动的加速度a.

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（1）关于实验操作，下列说法正确的是________

A . 实验前应调节滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行 B . 平衡摩擦力时，在细线的下端悬挂钩码，使小车在拉力作用下匀速下滑 C . 每次改变小车所受的拉力后都要重新平衡摩擦力 D . 实验时应先释放小车，后接通打点计时器电源
（2）某组同学实验时保持小车(含车中重物)的质量M不变，根据实验得出的数据，画出a-F图象，如图所示，那么该组同学实验中出现的问题可能是(选填“摩擦力平衡过度”或“摩擦力没有平衡”)．
（3）另一组同学探究小车加速度a与其质量M的关系时，保持钩码的总质量不变，为了直观地判断a与M的数量关系，应作(选填“a-M”或“ $\text{[math]}$ ”)图象．

某实验小组利用如图1所示实验装置验证牛顿第二定律，该小组完成了如下操作。

a．组装装置，使细线与长木板平行，测出小车和拉力传感器的总质量M；

b．在细线上挂上沙桶，接通电源使打点计时器开始工作，稳定后释放小车，记录拉力传感器的读数．改变沙桶的质量，重复步骤（b）。

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（1）实验中，下列操作正确是______。

A . 用天平测出沙桶和沙的总质量 B . 小车靠近打点计时器，先接通电源后释放小车 C . 将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不带沙桶的情况下使小车拉着纸带恰好做匀速直线运动 D . 为减少误差，要保证沙桶和沙的总质量远小于小车和拉力传感器的总质量
（2）如图2所示为某次正确操作得到的纸带，其中0，1，2，3，4，5，6为计时点，已知打点计时器的频率为f，对应的小车的加速度大小为。
（3）利用图2的纸带计时点0—3段验证“动能定理”实验，如果打下第一个计时点时小车的速度为0，此时拉力传感器的读数F，若关系式在误差允许的范围内成立，则“动能定理”得到验证。

某同学用如图甲所示装置探究加速度与力的关系。该同学在气垫导轨上B点安装了光电门，光电门与数字计时器连接，安装有遮光条的滑块放在气垫导轨上。

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（1）实验前用螺旋测微器测出遮光条的宽度，示数如图乙所示，则遮光条的宽度为 $\text{[math]}$ mm；
（2）为了保证细线的拉力等于滑块受到的合外力，下列操作中必要的有______；

A . 使钩码质量远小于滑块质量并用天平测出钩码的质量 B . 调节气垫导轨水平 C . 调节气垫导轨两端高度平衡摩擦力 D . 调节定滑轮使细线与气垫导轨平行
（3）实验时，接通气源，多次改变悬挂钩码的质量，每次将滑块从A位置由静止释放，测出A到B的距离L，并记录每次力传感器的示数F及对应的遮光条通过光电门的时间t，滑块和遮光条的总质量为M，为了能通过描点作出线性图像，研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出图像（选填“ $\text{[math]}$ ”、“ $\text{[math]}$ ”、“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”），如果图像是过原点的一条直线，且图像的斜率为（用题中所给物理量字母表示），则表明质量一定时，加速度与合外力成正比。

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）下列做法正确的是（_____）

A . 调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行 B . 在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将砂桶通过定滑轮拴在木块上 C . 实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源 D . 通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度
（2）某学生在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大．他所得到的a－F关系可用图中的表示(图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力)．
（3）右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50 Hz．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)

利用如图甲所示的装置可以验证牛顿第二定律。

（1）除了图中器材外，在下列器材中还必须使用的有___________（选填选项前的字母）。

A . 低压直流电源 B . 220V、50Hz的交流电源 C . 天平（或电子秤） D . 刻度尺
（2）如图乙所示为某同学某次实验中打出纸带的一部分，已知实验中打点计时器的打点周期为0.02s，纸带上的A、B、C为三个相邻的计数点，在每两相邻的计数点间还有4个点没有画出，A、B间的距离x₁=6.15cm，B、C间的距离x₂=6.63cm，则小车的加速度a=m/s²^．
（3）该实验中“细线对小车的拉力F等于砂和桶所受的总重力”是有条件的。若实验前已经平衡好了摩擦，将小车的质量记为M，砂和桶的总质量记为m，重力加速度为g，根据牛顿第二定律可计算出细线作用于小车的拉力F=（用题中所给字母表示）。如果实验中要进行质量M和m的选取，以下最合理的一组是。
A．M=20g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g

B．M =200g，m =20g、40g、60g、80g、100g、120g

C．M =400g，m =10g、15g、20g、25g、30g、40g

D．M =400g，m =20g、40g、60g、80g、100g、120g
（4）在本实验中认为细线对小车的拉力F等于砂和桶的总重力mg，已知两位同学利用实验数据做出的 $\text{[math]}$ 图像如图丙中的1、2所示。下列分析正确的是________（选填选项前的字母）。

A . 出现图线1的原因可能是在平衡摩擦力时长木板的倾斜度过大 B . 出现图线1的原因可能是在平衡摩擦力时长木板的倾斜度过小 C . 出现图线2的原因可能是砂和桶的总质量不合适 D . 出现图线2的原因可能是小车的质量过大

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

（1）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。
（2）一组同学在保持盘及盘中的砝码质量定的情况下，探究加速度与小车质量的关系，以下做法正确的是（）
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．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力

D．每次实验时一定要先接通电源，再释放小车
（3）如图乙所示为某一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的记数点，相邻记数点间有4个计时点未标出，设A点为计时起点。
a．相邻记数点间的时间间隔是s；

b．C点的瞬时速度vc=m/s；

c．小车的加速度a=m/s²。

某同学利用如图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律，打点计时器所接交流电的频率为50Hz。实验过程中，该同学均采用正确的实验步骤进行操作。

（1）实验中关于平衡摩擦力，下列做法正确的是______；

A . 每改变一次小车的质量后也要改变木板的倾斜程度 B . 每次改变小车中砝码的质量后都需要重新平衡摩擦力 C . 调节长木板的倾角（未悬挂砝码盘），轻推小车，使小车能沿长木板向下匀速运动 D . 平衡摩擦力后，实验就不需要满足小车及车中砝码总质量远大于砝码盘及盘中砝码总质量的条件
（2）若在实验中得到一条纸带如图乙所示，A、B、C、D、E为五个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。根据纸带数据，可求出小车的加速度大小a=m/s²（结果保留两位有效数字）；
（3）若该同学改用图丙装置，测得遮光条的宽度为d，A、B两个光电门的间距为s，光电传感装置记录遮光条通过A、B两个光电门的时间分别为t₁、t₂ ，则小车经过光电门A时的速度大小v_A=，小车运动的加速度大小a=。（均用上述物理量字母表示）

如图甲为某实验小组，用来探究”小车质量一定时，加速度a与合外力F合之间的关系”的实验装置图。

实验步骤如下：

（1）按图甲所示组装好实验器材，将小车先放在水平桌面的木板上，另一端不挂钩码，调节木板远离定滑轮的一端的高度，使轻推小车后，位移传感器测得的位移大小随时间变化的图象为，说明已平衡摩擦力。
（2）调整完毕后，将钩码挂于跨过定滑轮的细绳的另一端，由静止释放小车，位移传感器记录下小车位移大小随时间变化的图象，某次实验的结果如图乙所示，则t=0.5s时，小车的速度大小为m/s，加速度大小为m/s²。
（3）改变钩码个数，重复步骤（2），根据图象分析出相应的加速度。若在小车与钩码之间某连接处装上一个拉力传感器，实验时是否需要满足钩码质量远小于小车质量（填“是”或“否”）。

如图1所示是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。

（1）若实验使用电火花计时器，则选用的电源是图2中的（填“A”或“B”）；
（2）为快捷准确地测量小车受到的合力，需进行“补偿阻力”，下列说法正确的是____；

A . 若小车能够静止于轨道的任意位置，说明已完成补偿阻力 B . 补偿阻力时，应将轨道置于水平桌面，使小车在槽码牵引下沿轨道匀速运动 C . 改变小车质量，重复实验时无需再次补偿阻力 D . 补偿阻力后，小车受到的合力大小等于牵引槽码的重力大小
（3）如图3是实验得到的一段纸带，已知交流电频率为50Hz，计数点2所在位置的刻度尺读数为cm，小车的加速度为m/s²（计算结果保留两位有效数字）
（4）使用该装置也可进行“探究小车速度随时间变化的规律”实验，关于两个实验，下列说法正确的是____。

A . 均需要补偿阻力 B . 均需满足槽码质量远小于小车总质量 C . 均需确保连接槽码与小车的细线与轨道平行 D . 均可通过一条纸带，获取多组数据进行分析，得到实验结论

小明用图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。实验中，保持小车质量不变来探究小车加速度a与合力F的关系。

（1）小明在实验中得到如图乙所示的一条纸带，已知打点计时器采用的是频率为 $\text{[math]}$ 的交流电，相邻两计数点之间还有四个计时点未画出，根据纸带可求出小车的加速度大小为 $\text{[math]}$ （结果保留三位有效数字）；
（2）在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘受到的总重力 $\text{[math]}$ ，由此造成的误差是（选填“系统”或“偶然”）误差。设拉力的真实值为 $\text{[math]}$ ，小车的质量为M，为了使 $\text{[math]}$ ，应当满足的条件是 $\text{[math]}$ （结果保留两位有效数字）。若不满足此条件，在描绘 $\text{[math]}$ 图像时可能出现图线。（选填“A”、“B”或“C”）

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