2 探究加速度与力、质量的关系知识点题库

某学习小组利用如图1所示装置验证牛顿第二定律

（1）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（填选项前的字母）；

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，调节沙桶中沙的质量的，使小车在沙桶的牵引下运动，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，撤去沙桶，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，撤去纸带以及沙桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动
（2）如图2是按正确实验步骤打出的一条纸带，打点计时器的电源频率为50Hz，可算出小车的加速度a=m/s²（计算结果保留三位有效数字）；
（3）该小组同学在验证“合力一定时加速度与质量成反比”时，增减砝码来改变小车的质量M，得到小车的加速度a与质量M的数据，画出a﹣ $\text{[math]}$ 图线后，发现：当 $\text{[math]}$ 较大时，图线发生弯曲．在处理数据时为避免图线发生弯曲的现象，该小组同学的应画出是．

A . a与 $\text{[math]}$ 的关系图线 B . a与（M+m）的关系图线 C . a与 $\text{[math]}$ 的关系图线 D . a与 $\text{[math]}$ 的关系图线．

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”）．

如图1所示为探究物体运动加速度与物体质量，物体受力关系的实验装置，砂和砂桶质量用m表示，小车和车上所加砝码总质量用M表示，小车运动加速度用a表示．

（1）实验过程中需要适当抬起长木板的一端以平衡小车所受的摩擦力，该步骤中木板被抬起的角度与小车质量（选填“有关”或“无关”）
（2）在探究加速度与小车受力关系的过程中，甲和乙两小组分别用下列两组数据进行实验操作，其中你认为合理的是（选填“甲”或“乙”）
M_甲=500g M_乙=500g
甲m（g）
20
22
24
26
乙m（g）
20
30
40
50
（3）
在探究加速度与小车质量的过程中，应保持不变，通过增减小车中砝码改变小车质量M，实验测出几组a、M数据，下列图线能直观合理且正确反映a﹣M关系的是
（4）图3为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz．根据纸带可求出小车的加速度大小为m/s² ．（结果保留二位有效数字）

在“探究加速度与质量的关系”的实验中．（g取10m/s²）

（1）备有器材：A．一端带有滑轮的长木板；B．电磁打点计时器、低压交流电源、复写纸、纸带；C．细绳、小车、砝码；D．装有细砂的小桶；E．小方木板；F．毫米刻度尺；还缺少的一件器材是．
（2）实验得到如图甲所示的一条纸带，相邻两计数点的时间间隔为T；B、C间距s₂和D、E间距s₄已量出，利用这两段间距计算小车加速度的表达式为．
（3）同学甲根据实验数据画出如图乙所示a﹣ $\text{[math]}$ 图线，从图线可得砂和砂桶的总质量为 kg；
（4）同学乙根据实验数据画出了如图丙所示的a﹣ $\text{[math]}$ 图象，从图线可知乙同学操作过程中遗漏的实验步骤是．

在《探究加速度与力、质量的关系》实验中．

（1）某组同学用如图1所示装置，采用控制变量的方法，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到力的关系．下列措施中不需要和不正确的是

A . 首先要平衡摩擦力，使小车受到合力就是细绳对小车的拉力． B . 平衡摩擦力的方法就是，在塑料小桶中添加砝码，使小车能匀速滑动． C . 每次改变拉小车拉力后都需要重新平衡摩擦力 D . 实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力 E . 每次小车都要从同一位置开始运动 F . 实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源
（2）某组同学实验得出数据，画出a﹣F图象如图2所示，那么该组同学实验中出现的问题可能是

A . 实验中摩擦力没有平衡 B . 实验中摩擦力平衡过度 C . 实验中绳子拉力方向没有跟平板平行 D . 实验中小车质量发生变化．

在“验证牛顿第二定律”的实验中，实验装置如图甲，有一位同学保持小车质量不变的情况下，通过实验测量作出了图乙、丙两幅图．

①A图线不通过坐标原点的原因是．

②A图上部弯曲的原因是．

③B图线在纵轴上有截距的原因是．

图甲为“探究加速度与质量的关系”的实验装置，实验中用沙和沙桶的总重表示小车受到的拉力。

（1）在正确操作的情况下，得到图乙所示的一条纸带，纸带上相邻两计数点的时间间隔为T；B、C两计数点间的距离 $\text{[math]}$ 和D、E两计数点间的距离为 $\text{[math]}$ ，已测出，则小车加速度a的表达式为a=。
（2）某同学根据实验数据画出如图所示的a-F图线，取 $\text{[math]}$ ，由图线可得小车的质量kg。
（3）图丙中的图线不过原点的原因是。

图（a）所示实验装置中，选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度a可通过位移传感器及与之相连的计算机得到。

（1）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，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验时应调节轨道的以平衡摩擦力，钩码的质量应满足的条件是。
（2）利用本实验装置还可以测量小车（含发射器）的质量和当地的重力加速度，某同学利用本实验装置（已平衡摩擦力）及数字化信息系统获得了小车加速度的倒数 $\text{[math]}$ 与钩码质量的倒数 $\text{[math]}$ 的对应关系图，如图（b）所示。若该直线斜率为k，纵截距为b，则可知小车（含发射器）的质量M=，当地的重力加速度g=。

某同学用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。所用交变电流的频率为50Hz。

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（1）把木板的一侧垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在不受牵引时能拖动纸带匀速运动，这样做的目的是为了。
（2）图乙是他某次实验得到的纸带，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“左”或“右”)端与小车相连，小车的加速度是m/s²。
（3）保持小车所受的拉力不变，改变小车质量m，分别测得不同质量时小车加速度a的数据如表所示。请在图丙的坐标纸中作出a- $\text{[math]}$ 图像。根据a- $\text{[math]}$ 图像可以得到的实验结论是。

在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图甲所示的装置。

（1）本实验主要应用的方法是_______。

A . 控制变量法 B . 假设法 C . 理想实验法 D . 类比法
（2）实验中，需要平衡摩擦力和其它阻力，正确的操作方法是把长木板右端垫高，在（选填“挂”或“不挂”）砝码和砝码盘、小车（选填“拖”或“不拖”）纸带、打点计时器（选填“打点”或“不打点”）的情况下，轻推一下小车，若小车做匀速运动，则表明已经消除了摩擦力和其它阻力的影响。
（3）在某次实验中，打出了一条纸带如图乙所示。计时器打点的时间间隔为0.02s，且相邻两个计数点之间有4个点未画出。经测量得出各计数点间的距离如图所示。则小车的加速度a=m/s²（结果保留两位有效数字）。
（4）在探究加速度与力的关系时，可认为细线对小车的拉力等于砝码和砝码盘的重力。某同学根据测量数据作出的a-F 图像如图丙所示。由此推断该实验主要存在的两个问题是：
①；②。

某同学利用如图甲所示的装置探究加速度与合外力的关系.小车质量为M，砂桶和砂的总质量为m，通过改变m来改变小车所受的合外力大小，小车的加速度a可由打点计时器和纸带测出.现保持小车质量M不变，逐渐增大砂桶和砂的总质量m进行多次实验，得到多组a、F值(F为弹簧测力计的示数).

（1）根据实验数据画出了如图乙所示的一条过坐标原点的倾斜直线，其中纵轴为小车的加速度大小，横轴应为________(选填字母代号)

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . mg D . F
（2）砂桶和砂的总质量较大导致a较大时，关于图乙的说法，正确的是___. (选填字母代号)

A . 图线逐渐偏向纵轴 B . 图线逐渐偏向横轴 C . 图线仍保持原方向不变
（3）图为上述实验中打下的一条纸带，A点为小车刚释放时打下的起始点，每两点间还有四个计时点未画出，打点计时器的频率为50 Hz，则C点的速度为 m/s，小车的加速度为 m/s².(以上两空均保留一位有效数字)

某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，如图所示为实验装置简图。（交流电的频率为50Hz）

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（1）如图所示为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为m/s² ．（保留二位有效数字）
（2）为了能用细线的拉力表示小车受到的合外力，实验操作时必须首先.
（3）若小车质量M＝0.4 kg，改变砂桶和砂的质量m的值，进行多次实验，以下m的值合适的是__________．（填选项符号）

A . m₁＝5g B . m₂＝10g C . m₃＝400g D . m₄＝1kg

某物理兴趣小组利用图示装置探究小车加速度与外力的关系，小车前端固定的力传感器可以测量轻绳的拉力大小F。

（1）将长木板放在水平桌面上，安装好实验装置，在平衡摩擦力的过程中，下列说法或做法正确的是（）

A . 挂上小吊盘 B . 滑轮右侧的轻绳必须水平 C . 轻推小车，使得与小车相连的纸带上打出的点迹均匀分布
（2）平衡摩擦力后，保持小车的总质量不变，增加吊盘中的小砝码以改变轻绳的拉力大小，为了减小实验误差，（选填“需要”或“不需要”）满足吊盘及盘中砝码的总质量远小于小车的总质量。
（3）若某同学平衡摩擦力时木板的倾角过大，但其他步骤操作正确，增添吊盘中小砝码以探究加速度a与外力F的关系，得到的a－F图线应为________________。

A . B . C . D .

某学习小组进行“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验，实验装置如图甲所示

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（1）实验之前，需要思考如何测“力”。为了简化“力”的测量，下列说法正确的是________

A . 使小车沿倾角合适的斜面运动，小车受力可等效为只受绳的拉力 B . 若斜面倾角过大，小车所受合力将小于绳的拉力 C . 无论小车运动的加速度多大，砂和桶的重力都等于绳的拉力 D . 当小车的质量远大于砂和桶的质量时，砂和桶的重力可近似等于绳的拉力
（2）若用图像法验证小车加速度a与质量M的反比关系，则应作出a随的变化图像（选填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”），且图像应该是（请精准描述图像特征）
（3）图乙是按正确的实验步骤得到一条纸带，实验中打点计时器连接的电源周期为0.02 s，每两个相邻计数点之间都有4个点没有画出，小车运动的加速度为 m/s²。（结果保留三位有效数字）
（4）若该小组同学改用图丙的装置，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v_A=，小车运动的加速度a=。（均用上述物理量字母表示）

某同学采用如图装置来验证当外力一定时加速度和质量的关系，左右等高的水平桌面上都有一端带滑轮的长木板，木板上都固定有打点计时器，质量分别为m₁和m₂的两个小滑块通过一条细绳绕过各自长木板上的定滑轮相连，动滑轮下吊有沙桶，调整装置使m₁和m₂在同一直线上，并使细线与长木板平行，两个小滑块都与穿过打点计时器限位孔的纸带相连。

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（1）本次实验中需要满足沙和沙桶的总质量远小于滑块质量这个条件吗？（填写“需要”或“不需要”）
（2）去掉细线，分别垫高长木板一端平衡摩擦力。连接细线，调整沙桶中沙子的质量，接通两个打点计时器的电源，然后从静止释放沙桶，同时得到对应的甲乙两条纸带，纸带上相邻两个计数点间还有4个点未画出，实验时使用的交流电的频率为50Hz，其中乙图中第三个计数点未画出，

通过纸带计算两个加速度a₁ =m/s² ，a₂ =m/s²（均保留三位有效数字）
（3）由计算可知m₁ m₂（选填“>”、“<"或“="）。

如图（a）同示，是“用 $\text{[math]}$ 研究加速度与力的关系”的实验装置。

（1）小车上安装的是位移传感器的部分（选填“接收”或“发射”）。
（2）实验中，多次改变的总质量，获得各组小车运动的加速度 $\text{[math]}$ 和所受拉力 $\text{[math]}$ 的数据。某同学根据数据绘出的图像如图（b）所示。图线没有通过坐标原点，经检查分析，是由于小车与轨道间存在摩擦所致，则该小车与轨道间的摩擦力大小为N。

（1）以下是“探究加速度与力、质量的关系”的实验，请回答相关问题。
①本实验需要补偿小车所受的阻力，如图甲所示是为补偿阻力进行的四种操作，其中正确的是（单选）。

②如图乙所示是本实验中打下的一条纸带，在其上取了0、1、2、3、4、5、6这7个计数点（相邻两计数点间均有4个计时点未画出），已知交流电的频率为50Hz，则打下计数点3时小车的速度大小为m/s，小车的加速度大小为m/s^2.（结果均保留两位有效数字）
（2）小梁同学利用如图丙所示的装置来探究碰撞中的不变量，将斜槽固定在铁架台上，使槽的末端水平。先将小球A从斜槽上某一位置静止释放（未放小球B），把小球A的落点位置标记为1；然后在斜槽末端放上小球B，再将小球A从原先位置静止释放与小球B发生弹性正碰，把小球A与B的落点位置分别标记为2和3。若将小球A抛出点的正下方标记为O，球A的质量大于B的质量，则0、1、2、3四点位置分布正确的应为图丁中的（单选）。

某实验小组设计了如下图（a）所示的实验装置，通过改变生蚝的的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象．他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条 $\text{[math]}$ 图线，如图（b）示．

（1）图线是在轨道左侧抬高成斜面情况下得到的（选填“①”或“②”）．
（2）滑块和位移传感器发射部分的总质量 $\text{[math]}$ kg：滑块和轨道间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ．

用如图甲所示的实验装置，探究加速度与力、质量的关系。

（1）平衡摩擦力时，（选填“需要”或“不需要”）把悬挂钩码的轻绳系在小车上，让小车拉着穿过打点计时器的纸带能沿长木板运动。
（2）实验中（选填“需要”或“不需要”）满足所挂钩码质量远小于小车质量。
（3）某次实验得到一条点迹清晰的纸带，如图乙所示。图乙中每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器接50Hz交变电流，由图乙中数据得小车的加速度大小a=m/s²。（结果保留三位有效数字）

在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，小张同学设计了一个实验方案，试图通过弹簧秤读数获得绳子拉力的数据以减小实验误差，其装置如图甲所示。

①以下的实验操作有必要的是（多选）

A．平衡小车与轨道之间的摩擦力

B．所挂重物质量必须远小于小车质量

C．悬挂动滑轮的两侧细线应相互平行

②某次实验中，小车释放后弹簧秤示数如图乙所示，其读数为N，其读数（选填“大于”、“小于”或“等于”）小车静止时弹簧秤的读数。

③在探究小车加速度与质量关系时，保持悬挂重物质量不变，通过增减小车上钩码数量改变小车质量，获得两条纸带的部分点迹如下图所示，则纸带（选填“图丙”或“图丁”）对应的小车质量较大。

甲m（g）	20	22	24	26
乙m（g）	20	30	40	50

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