2 探究加速度与力、质量的关系知识点题库

某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 ．

（1）接通频率为50Hz的交流电源，释放小车，打出如图乙所示的纸带．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离，则小车的加速度a=m/s² ．
（2）同一次实验中，F₁F₂（选填“＜”、“=”或“＞”）．
（3）改变小桶中砂的重力，多次重复实验，获得多组数据，描绘小车加速度a与F的关系如图丙．不计纸带与计时器间的摩擦．图象中F是实验中测得的

A . F₁ B . F₂ C . F₁﹣F₀ D . F₂﹣F₀
（4）关于该实验，下列说法中正确的是．

A . 小车和传感器的总质量应远大于小桶和砂的总质量 B . 实验中需要将长木板右端垫高 C . 实验中需要测出小车和传感器的总质量 D . 用加砂的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，可更方便地获取多组实验数据．

某同学用图1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2，实验时用游标卡尺测得遮光条的宽度为d=cm．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a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．

在利用打点计时器和小车来做“验证牛顿运动定律”的传统实验时，下列说法中正确的是（　　）

A . 平衡摩擦力时，应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上 B . 改变小车质量后，需要重新平衡摩擦力 C . 平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动 D . 小车释放前应靠近打点计时器，且应先接电源再释放小车

在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，某学生将实验装置如图甲安装，准备接通电源后开始做实验．

（1）图中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，试验中，为了使细线对小车的拉力等于小于所受的合外力，先调节滑轮的高度，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，轻推一下小车，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，轻推一下小车．观察判断小车是否做匀速运动 D . 当改变小车的质量时，需要重新平衡摩擦力
（2）实验中要进行质量M和m的选取，才能认为绳子的拉力约等于mg，以下最合理的一组是

A . M=100g，m=40g、50g、60g、80g、100g、120g B . M=200g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g C . M=200g，m=40g、50g、60g、80g、100g、120g D . M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
（3）图乙是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E为5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．已知打点计时器的工作周期为T=0.02s，则打点计时器打下c点时的速度大小为：V_C=m/s（结果保留2位有效数字），小车的加速度的符号表达式为：a=（用上面的符号表示）．
（4）在验证当小车的质量一定时，小车的加速度与合外力F的关系时，小华所在的实验小组根据实验数据作出了如图所示的a﹣F图象，其原因可能是；图线的斜率代表的物理意义是：．

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 ．

用如图所示的装置来探究物体的加速度与力、质量的关系。实验时，小盘和砝码牵引小车，使小车做初速度为零的匀加速运动。这个实验中需要测量的物理量有三个：物体的加速度、物体所受的力、物体的质量，其中质量可以用天平测量。

（1）此实验中可以不测量加速度的具体值，原因是。
（2）通过改变，就可以改变小车所受到的合力。
（3）在探究加速度与质量关系时，分别以为纵坐标、为横坐标作图象，这样就能直观地看出其关系。

某同学在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，当保持物体所受的力相同时，测量不同质量的物体在这个力作用下的加速度，设物体的质量为m，加速度为a，得到如图所示的 $\text{[math]}$ （）

A . a与m成正比 B . a与m成反比 C . a与m²成正比 D . a与m²成反比

某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，记下传感器的示数 $\text{[math]}$ 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 $\text{[math]}$ 释放小车，记录小车运动时传感器的示数 $\text{[math]}$ 。

（1）下列实验要求不必要的是______。

A . 应使小车靠近打点计时器 B . 用天平测出细砂和小桶的总质量 C . 先接通电源，再释放小车 D . 应使小车和力传感器的总质量远大于细砂和小桶总质量
（2）接通频率为50Hz的交流电源，释放小车，打出如图乙所示的纸带。从比较清晰的点起每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离，则小车的加速度 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 保留两位有效数字 $\text{[math]}$
（3）同一次实验中， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 选填“ $\text{[math]}$ “、“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ” $\text{[math]}$
（4）改变小桶中砂的重力，多次重复实验获得多组数据，描绘小车加速度a与F的关系如图丙。不计纸带与计时器间的摩擦。图象中F是实验中测得的。
A. $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ . $\text{[math]}$

如图1所示，为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置，该装置依靠电子信息系统获得了小车加速度a的信息，由计算机绘制出a与钩码重力的关系图 $\text{[math]}$ 钩码的质量为m，小车和钩码的质量为M，重力加速度为g．

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（1）下列说法正确的是______

A . 每次在小车上加减钩码时，应重新平衡摩擦力 B . $\text{[math]}$ 实验时若用打点计时器应先释放小车后接通电源 C . 本实验m应远小于M D . 在用图象探究加速度与质量关系时，应作 $\text{[math]}$ 图象
（2）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他作出的 $\text{[math]}$ 图可能是图2中 $\text{[math]}$ 选填“甲”、“乙”、“丙” $\text{[math]}$ 图线 $\text{[math]}$ 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.导轨保持了水平状态

C.钩码的总质量太大 D.所用小车的质量太大
（3）实验时，某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，其它操作均正确，若轨道水平，他测量得到的图象如图 $\text{[math]}$ 设图中纵轴上的截距为 $\text{[math]}$ ，则小车与木板间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ．

如图所示，在水平放置的气垫导轨（能大幅度的减少摩擦阻力）上有一带有方盒的滑块，质量为M，气垫导轨右端固定一定滑轮，细线绕过滑轮，一端与滑块相连，另一端挂有6个钩码，设每个钩码的质量为m，且M=4m．

（1）用游标卡尺测出滑块上的挡光片的宽度，读数如图所示，则宽度d=cm；
（2）某同学打开气源，将滑块由静止释放，滑块上的挡光片通过光电门的时间为t，则滑块通过光电门的速度为(用题中所给字母表示)；
（3）开始实验时，细线另一端挂有6个钩码，由静止释放后细线上的拉力为F₁ ，接着每次实验时将1个钩码移放到滑块上的方盒中，当只剩3个钩码时细线上的拉力为F₂ ，则F₁2F₂（填“大于”、“等于”或“小于”）；
（4）若每次移动钩码后都从同一位置释放滑块，设挡光片距光电门的距离为L，悬挂着的钩码的个数为n，测出每次挡光片通过光电门的时间为t，测出多组数据，并绘出 $\text{[math]}$ 图像，已知图线斜率为k，则当地重力加速度为（用题中字母表示）．

某实验小组的同学为了“探究加速度与外力的关系”，利用了如图1所示的实验装置，忽略滑轮与细绳之间的摩擦。

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（1）为了完成探究实验，下列步骤必须的是________。

A . 分别测出砝码A以及滑块的质量m和M B . 将长木板远离滑轮的一端适当垫高平衡摩擦力 C . 将滑块靠近打点计时器，接通电源后释放小车，并记录传感器的示数 D . 多次改变砝码的质量，打出几条不同的纸带 E . 该实验中必须满足滑块的质量远远大于砝码A的质量
（2）该小组的同学在某次实验中得到了一条清晰的纸带，如图2所示，并在该纸带上选取了多个计数点，已知图中相邻两计数点之间还有两个计时点没有画出，若实验中所使用的交流电的频率为50 Hz，则滑块的加速度大小为m/s²（结果保留两位有效数字）；
（3）该小组的同学通过多次测量，得到了多组传感器的示数以及相对应的加速度的数值，并以传感器的示数 $\text{[math]}$ 为横坐标、加速度 $\text{[math]}$ 为纵坐标，得到的图线为一条过原点的倾斜直线，经测量可知直线的斜率大小为 $\text{[math]}$ ，则小车的质量大小应为；
（4）如果该小组的同学在实验时未平衡摩擦力，结果得到的图象不过原点，与横轴交点的坐标值为 $\text{[math]}$ ，则滑块在运动过程中受到的摩擦力大小为。

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。

如图甲所示是某同学设计的“探究加速度a与物体所受合力F及质量m间关系”的实验装置简图，A为小车，B为打点计时器，C为装有砂的砂桶，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等于砂和砂桶的总重力，小车运动加速度a可由纸带求得．

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（1）如图乙所示实验仪器为电火花计时器，下列关于其工作电压判断正确的是________．

A . 交流电源6V B . 直流电源6V C . 交流电源220V D . 直流电源220V
（2）图丙所示是某同学通过实验得到的一条纸带，他在纸带上取A、B、C、D、E、F、G等7个计数点（每相邻两个计数点之间还有4个点没有画出）．已知打点计时器所使用电源的频率为50Hz，用毫米刻度尺测得：AB=0.60cm，AC=1.60cm，AD=3.00cm，AE=4.80cm，AF=7.00cm，AG=9.60cm．根据上图可知，打下E点时小车的速度为m/s．小车的加速度为m/s² ．（计算结果均保留两位有效数字）
（3）另一同学保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图丁，该图线不通过原点，明显超出偶然误差范围，其主要原因是．

用如图甲所示的实验装置，探究小车的加速度与力的关系。将一端带有定滑轮的长木板放在水平实验桌面上，实验小车在平衡摩擦力后，通过轻细绳跨过定滑轮与槽码（包含槽码盘）相连，小车后方与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为f=50Hz。接通打点计时器的电源，放开小车，小车加速运动。在保持实验小车质量M不变的情况下，改变槽码的质量m，重复实验多次。

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（1）实验过程中打出的一条理想纸带如图乙所示，图中O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，对纸带运用逐差法求出小车运动的加速度a=m/s²（结果保留3位有效数字）；也可求出纸带各计数点的瞬时速度运用v-t图像法得到加速度，那么v_A=m/s（结果保留3位有效数字）。
（2）某学生把槽码的重力当作小车的合力F，根据实验数据作出了如图丙所示的a-F图像，其中图线不过原点并在末端发生了弯曲现象，产生这两种现象的原因可能有______。

A . 木板右端垫起的高度过小（即平衡摩擦力不足） B . 木板右端垫起的高度过大（即平衡摩擦力过度） C . 槽码质量m始终满足远小于小车质量M（即m<<M） D . 槽码质量m并未始终满足远小于小车质量M
（3）如图丁为该同学根据正确实验操作的实验数据描绘出的小车加速度a与槽码质量m之间的 $\text{[math]}$ 关系图像，则小车的质量M=kg，（g=10m/s²）

如图甲所示为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置，数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量及小车和砝码质量的对应关系图。钩码的质量为m₁ ，小车和砝码的质量为m₂ ，重力加速度为g。

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（1）下列说法正确的是（________）

A . 每次在小车上加减砝码时，应重新平衡摩擦力 B . 实验时若用打点计时器应先释放小车后接通电源 C . 本实验m₂应远小于m₁ D . 在用图象探究加速度与质量关系时，应作 $\text{[math]}$ 图象
（2）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，测得 $\text{[math]}$ ，作出a—F图象，他可能作出图乙中（选填“甲”、“乙”、“丙”）图线。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．导轨保持了水平状态

C．钩码的总质量太大 D．所用小车的质量太大
（3）实验中打出的纸带如图丙所示。相邻计数点间的时间是0. 1s，由此可计算出小车运动的加速度是m/s²。（结果保留2位有效数字）

用如图所示的装置进行“探究加速度与力、质量之间的关系”的实验时，小车的质量为M，沙桶及沙的总质量为m，小车的加速度可借助小车后拖动的纸带（图中未画出纸带和打点计时器）通过计算得出。

（1）实验中，要使小车的合力等于细线对小车的拉力，（选填“需要”或“不需要”）平衡小车所受到的摩擦力；
若要近似认为细线的拉力等于所挂沙桶及沙的总重力，需要满足Mm（选填“远大于”或“远小于”）。
（2）某同学实验时，从打下的若干纸带中选出了如图丙所示的一条（两个计数点间还有4个计时点没有画出来），图丙上部的数字为相邻两个计数点间的距离，打点计时器每隔0.02s打一次点。

由这些已知数据计算：

①打D点时小车的瞬时速度v_D=m/s；

②小车做匀变速直线运动的加速度a=m/s²。（结果均保留3位有效数字）
（3）有两位同学都用这套装置进行了实验，并在同一坐标系中各自画出了小车的a-F关系图，如图乙所示，两位同学做实验时所用小车的质量m_Am_B（选填“﹥”、“=”或“﹤”）。

如图甲所示为“探究物体的加速度与其质量、受力的关系”的实验装置。小车后面固定一条纸带，穿过电火花打点计时器。细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与竖直悬挂的拉力传感器相连。

（1）在安装器材时，需要调整小滑轮的高度，使拴小车的细绳与木板平行。请选出你认为这样做的目的是______（填字母代号）；

A . 防止打点计时器在纸带上打出的点迹不清晰 B . 为达到在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力 C . 防止小车在木板上运动过程中发生抖动 D . 为保证小车最终能够实现匀速直线运动
（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）如图乙所示为某小组在实验中打出纸带的一部分，用毫米刻度尺测量并标出了部分段长度。已知打点计时器使用的交流电源的频率为 $\text{[math]}$ 。由图数据可求得：打点计时器在打A点时小车的瞬时速度大小为 $\text{[math]}$ ；小车做匀加速运动的加速度大小为 $\text{[math]}$ ；（计算结果均保留三位有效数字）
（4）某同学根据实验数据作出了力F与加速度a的关系图象如图丙所示，图线不过原点的原因是______。

A . 钩码质量没有远小于小车质量 B . 平衡摩擦力时木板倾角过大 C . 平衡摩擦力时木板倾角过小或未平衡摩擦力

如图是控制变量法“探究滑动摩擦力的相关因素”实验，下列研究也用到同样方法的是（）

A . 建立“质点”的概念 B . 将“重心”视为重力的作用点 C . 建立“瞬时速度”的概念 D . 探究加速度与力、质量的关系

如图是四个高中物理实验的装置图，探究过程中对于有些需要测量的物理量，实际上我们并没有直接测量，而是用其他量来替代，对于下列说法不正确的是（）

甲：探究加速度与力、质量的关系

乙：研究导体电阻与长度、横截面积及材料的定量关系

丙：探究向心力大小与质量、角速度和半径的关系

丁：利用平抛运动探究碰撞中的不变量

A . 甲图中需要比较两车的加速度，实际我们控制了两辆小车运动时间相同，使得两车的位移之比即加速度之比 B . 乙图中需要比较金属丝的电阻，实际上我们控制了流过金属丝的电流相同，使得各金属丝上的电压之比即电阻之比 C . 丙图中需要测量小球的角速度之比，实际上我们测量小球到中心轴的距离之比来替代角速度之比用于数据处理 D . 丁图中需要获得小球碰撞前后的初速度之比，实际我们测量平抛运动的水平位移来替代初速度用于数据处理

某实验小组用如图所示的装置做了“探究小车加速度与力、质量的关系”实验。图中力传感器用来测绳子上的拉力。

（1）实验中用到的研究方法是____；

A . 控制变量法 B . 等效替代法 C . 理想模型法
（2）不计绳与滑轮间的摩擦，下列说法正确的是____；

A . 实验数据测量前需要对小车进行阻力补偿 B . 实验中力传感器测得的力等于砂与砂桶受到的总重力 C . 实验中砂与砂桶的总质量应远小于小车的质量 D . 实验中测得的小车的合外力等于传感器测得的力的2倍

2 探究加速度与力、质量的关系 知识点题库

2 探究加速度与力、质量的关系知识点题库