第二节加速度与力、质量之间的关系知识点题库

某同学欲用图甲所示装置探究“加速度与力、质量的关系”．实验中砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M．

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，先调节长木板上滑轮的高度，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图乙是实验中得到的一条纸带，O、A、B、C、D、E、F、G为8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，已知打点计时器的工作频率为50Hz．该同学计划利用v﹣t图象计算小车的加速度．首先用刻度尺进行相关长度的测量，其中CE的测量情况如图丙所示，由图可知CE长为 cm，依据此数据计算打点计时器打下D点时小车的速度为 m/s．图丁中已标注出了打点计时器打下A、B、C、E、F五个点时小车的速度，请将打下D点时小车的速度标注在v﹣t图上．

③请在图丁中描绘出小车的v﹣t图象．

④由图丁中描绘的图线可得出小车的加速度为 m/s² ．

⑤该同学保持砂和砂桶的总质量m不变，通过在小车上增加砝码改变小车的质量M，得到多组实验数据．为了探究加速度与质量的关系，该同学利用所测数据，做出了 $\text{[math]}$ 与M的图象，下列给出的四组图象中正确的是

某实验小组应用如图1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）图2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a=m/s²（结果保留两位有效数字）．
（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的关系图像，图3中与本实验相符合的是

如图甲所示是某同学用水平气垫导轨探究“加速度与力的关系”的实验装置，他将光电门固定在导轨上的B点，吊盘（含金属片）通过细线与滑块相连，滑块上固定一遮光条并放有若干金属片，实验中每次滑块都从导轨上的同一位置A由静止释放．

（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d（沿滑块运动方向的长度）如图乙所示，则d=mm；用螺旋测微器测量遮光条的厚h如图丙所示，则h=mm．若光电计时器记录遮光条通过光电门的时间为△t，则滑块经过光电门时的速度v=（用所测物理量的符号表示）．
（2）若滑块（含遮光条和金属片）和吊盘（含金属片）组成的系统的总质量为M，吊盘及其中的金属片的质量为m，则滑块从 A 处释放后系统的加速度大小为a=（已知重力加速度为 g）
（3）现保持系统的总质量不变，通过改变m，测出多组m、v数据，在坐标纸上以m为横轴，以为纵轴描点作出图像，若图线是一条过坐标原点的直线，则系统的加速度大小与所受合力大小成正比．

某同学研究“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受力的关系”的实验，根据数据画出a﹣F图象如图所示，该同学在实验中出现的问题可能是（　　）

A . 摩擦力没有平衡 B . 长木板的倾斜角过大 C . 小车的质量发生了变化 D . 绳子拉力方向没有与长木板平行

某实验小组利用图1所示的装置探究加速度与力、质量的关系．

（1）下列做法正确的是（填字母代号）

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，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴木块上 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）为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量木块和木块上硅码的总质量（填远大于，远小于，或近似于）
（3）
甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图2中甲、乙两条直线，设甲、乙用的木块质量分别为m_甲、m_乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ_甲、μ_乙，由图可知，m_甲m_乙 μ_甲μ_乙（填“大于”、“小于”或“等于”）

在“验证牛顿第二定律”实验中，为验证小车质量M不变时，a与F成正比，滑块质量M和砝码质量m分别选取下列四组值

A．M=500g，m分别为50g、70g、100g、125g

B．M=500g，m分别为20g、30g、40g、50g

C．M=200g，m分别为50g、70g、100g、125g

D．M=200g，m分别为30g、40g、50g、60g

若其它操作都正确，那么在选用组值测量时所画出的a﹣F图线较准确，在选用此组值，m取克时实验误差较大．

用图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律（交流电频率为50Hz）：

（1）如图乙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），将毫米刻度尺放在纸带上．
根据图乙可知，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）
（2）另一同学在该实验中得到如下一组实验数据（表中F表示细线对小车的拉力，a表示小车的加速度）：
F/N
0.196
0.294
0.392
0.490
0.588
a/m•s^﹣2
0.25
0.58
0.90
1.20
1.53
①请在图丙所示的坐标系中画出a﹣F图线；
②根据图表分析，实验操作中存在的问题可能是（填字母序号）
A、没有平衡摩擦力
B、平衡摩擦力时木板倾角过小
C、平衡摩擦力时木板倾角过大
D、小车质量太大
E、砂桶和砂的质量太大．

如图1，为《探究加速度与外力间的关系》的实验装置（图中A为小车，B为带滑轮的长木板，C为水平桌面）

（1）为了探究加速度跟力和质量的关系，应该采用的研究实验方法是

A . 控制变量法 B . 假设法 C . 理想实验法 D . 图象法
（2）某同学在实验过程中，得到的图2所示，则出现此种现象的原因是．
（3）在探究保持质量不变时加速度与物体受力的间关系时，小车质量M和砝码质量m分别选取下列四组值．
若其它操作都正确，那么在选用组值测量时所画出的图线较准确．

A . M=500g，m分别为50g、70g、100g、125g B . M=500g，m分别为20g、30g、40g、50g C . M=200g，m分别为50g、75g、100g、125g D . M=200g，m分别为30g、40g、50g、60g

某同学利用图（a）所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图．如图（b）所示．实验中小车（含发射器）的质量为200g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到．回答下列问题：

（1）根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成（填“线性”或“非线性”）关系．
（2）由图（b）可知，a﹣m图线不经过原点，可能的原因是存在．
（3）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，则实脸中应采取的改进措施是，钩码的质量应满足的条件是．

“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验中，甲、乙两位同学实验时都先正确平衡摩擦力，甲在实验时用细线一端连接小车，另一端连接钩码，钩码的重力作为细线上的拉力，如图甲所示，乙同学利用钩码和小车之间连接的力传感器测出细线上的拉力如图乙所示，两位同学通过改变钩码的个数，确定加速度与细线上拉力F的关系

（1）为减小实验误差，甲同学在实验过程中，小车的质量要（填“＞”或“＜”）钩码的质量，乙同学在实验估测中，（填“需要”或“不需要”）满足这个条件
（2）甲、乙两位同学在实验中采用相同质量的小车，将甲、乙两位同学得到的实验数据在同一坐标系中作出a﹣F图象，如图丙所示图线①②，其中图线①是同学所作出的图象，图线②是同学所作出的图象．图象中随着F的增大，图线将发生弯曲．

用图甲所示的装置探究加速度与力、质量之间的关系，图乙是其俯视图．两个相同的小车放在光滑水平板上，车左端各系一条细绳，绳跨过定滑轮个挂一个相同的小盘，盘中可放砝码．两个小车右端通过细线用夹子固定，打开夹子，小车在小盘和砝码的牵引下运动，合上夹了，两小车同时停止．实验中可以通过在车中放砝码改变小车的质量．

（1）探究“加速度与质量之间的关系”时，应在小盘中放质量（选填“相同”或“不相同”）的砝码；
（2）为使小车所受的拉力近似等于小盘和砝码的总重力，应使小盘和砝码的总质量（选填“远大于”或“远小于”）小车的质量；
（3）实验中，两小车的加速度之比（选填“大于”、“等于”或“小于”）小车通过的位移之比．

（1）在“探究求合力的方法”的实验中，下列操作正确的是（）

A . 在使用弹簧秤时，使弹簧秤与木板平面平行 B . 每次拉伸橡皮筋时，只要使橡皮筋伸长量相同即可 C . 橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上 D . 描点确定拉力方向时，两点之间的距离应尽可能大一些
（2）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，两个相同的小车放在光滑水平板上，前段各系一条细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可放重物。小车的停和动通过用黑板擦按住小车后的细线和抬起来控制，如图1所示。实验要求小盘和重物所受的重力近似等于使小车做匀加速直线运动的力。

请指出图2中错误之处：。

调整好装置后，在某次实验中测得两小车的位移分别是x₁和x₂ ，则两车的加速度之比为。

下图为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源。在小车质量未知的情况下研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”

图片_x0020_100013

（1）完成下列实验步骤中的填空:
①平衡小车所受的阻力:去掉绳子和吊桶，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列的点。

②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是。

③打开打点计时器电源，释放小车，获得带点的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m

④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③

⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点.测量相邻计数点的间距S₁ ， S₂ ， …。求出与不同m相对应的加速度a。

⑥以砝码的质量m为横坐标一为纵坐标，在坐标纸上做出 $\text{[math]}$ 关系图线。
（2）根据上述操作完成下列填空:

①由图甲中的数据求得小车加速度的大小a＝m/s（结果保留两位小数）

②图乙中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则小车受到的拉力为，小车的质量为（用k，b表示）

在《验证牛顿第二定律》的实验中，在研究作用力一定时加速度与质量成反比的结论时，下列说法中正确的是（）

A . 平衡摩擦力时，应将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上 B . 每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力 C . 实验时，先放接通打点计时器电源，再立刻放开小车 D . 小车运动的加速度，可从天平测出装砂小桶和砂的质量m及小车质量M，直接用公式a= $\text{[math]}$ 求出（m<<M）

在探究物体的加速度 $\text{[math]}$ 与物体所受外力F、物体质量M间的关系时，采用如图1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。

图片_x0020_100011

（1）为了把细绳对小车的拉力视为小车的合外力，要完成的一个重要步骤是；
（2）为使图示中钩码的总重力大小视为细绳的拉力大小，必须满足的条件是钩码的总质量小车的总质量（填“大于”、“小于”、“远大于”或“远小于”）
（3）某一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验，其具体操作步骤如下，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绳通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 . 实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源 D . 用天平测出m以及小车质量M，小车运动的加速度可直接用公式a= $\text{[math]}$ 求出
（4）一组同学保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度a与所受外力F的关系，由于他们操作不当，这组同学得到的a-F关系图象如图2所示，其原因是。
（5）如图3所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔T=0.1s.小车获得的加速度大小是。

某实验小组在“探究加速度与力、质量的关系”时，按照教材中的实验方案组装好实验器材，打点计时器所用交流电源频率为50Hz，重力加速度大小为g，由于操作失误，将小木块垫到了长木板带有滑轮的一端，有同学指出不需要调整实验装置也能完成实验，于是实验继续进行，该小组的操作如下：

A．挂上砂桶，桶中加入足量的砂子，调整木板的倾角，使质量为M的小车能够拖着纸带沿木板匀速下滑；

B．取下砂桶，小车将沿木板加速下滑，测得小车运动的加速度为a；

C．测得砂桶（含砂子）的质量为m；

D．多次重复上述操作，记录数据，作出a-m的关系图线。

（1）本实验（填“需要”或“不需要”）满足 $\text{[math]}$ ，小车加速运动的合外力F=（用题中所给物理量符号表示）；
（2）如图为实验中打出的一条纸带，相邻两计数点间均有四个点未画出，则小车的加速度a=m/s²（保留2位有效数字）。

在“探究加速度与力、质量的关系”实验中

（1）除了图甲中所给器材和交流电源外，在下列器材中，还必须使用的器材是____（多选）

A . 秒表 B . 天平（含砝码） C . 弹簧测力计 D . 刻度尺
（2）下列实验操作正确的是____（多选）

A . 实验前将长木板安装打点计时器的一侧适当垫高，以补偿小车受到的阻力 B . 调节长木板倾斜度，使小车在有槽码牵引时能拖动纸带沿木板匀速运动 C . 探究加速度与力关系时，通过改变槽码个数改变小车所受拉力，槽码个数不受限制 D . 为了分析加速度与质量的定量关系，需要以 $\text{[math]}$ 为横坐标、a为纵坐标建立坐标系
（3）实验中打出一条纸带的一部分如图乙所示。纸带上标出了连续的3个计数点A、B、C，相邻计数点之间还有4个点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，则打点计时器打B点时，小车的速度 $\text{[math]}$ m/s（结果保留到小数点后两位）。多测几个点的速度作出 $\text{[math]}$ 图像，就可以得到小车的加速度。

某物理实验小组利用图甲所示装置“探究小车的加速度与受力的关系”。

（1）关于实验操作，下列说法正确的是____；

A . 实验时，先释放小车再接通打点计时器的电源 B . 调节滑轮的高度，使牵引小车的细线与长木板保持平行 C . 每次改变重物质量时，不需要重新调整长木板的倾斜度 D . 为尽可能减小实验误差，小车的质量应远大于重物的质量
（2）一次实验中获得的纸带如图乙所示，已知所用电源的频率为50Hz，每5个点取一个计数点，A、B、C、D、E、F、G为所取计数点，由图中数据可求得加速度大小a=m/s²；（计算结果保留两位有效数字）
（3）实验小组先保持小车质量为m₁不变，改变小车所受的拉力F，得到a随F变化的规律如图丙中直线A所示，然后实验小组换用另一质量为m₂的小车，重复上述操作，得到如图丙中所示的直线B，由图可知，m₁m₂（选填“大于”或“小于”），直线B不过坐标原点的原因是。

（1）在探究“物体质量一定时，加速度与力的关系”实验中，小方同学做了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了力传感器来测细线中的拉力。
①实验时，下列说法正确的是
A．需要用天平测出砂和砂桶的总质量
B．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数
C．使用电磁打点计时器时应选用220V的交流电源
D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
②由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图乙所示。则小车运动过程中所受的阻力 $\text{[math]}$ ＝N，小车的质量M＝kg；
（2）某同学用单摆测重力加速度实验中，用游标卡尺测得小球直径的读数如图丙所示，则小球直径为cm；重复实验几次，改变摆线的长度L，用秒表测出相应的周期T，再以L为横坐标， $\text{[math]}$ 为纵坐标作图，对应的图像应为图丁中的直线（填“1”、“2”或“3”）。

实验小组用图甲所示装置测量木块与木板间的动摩擦因数μ，提供的器材有：带定滑轮的长木板，有凹槽的木块，质量相同的钩码若干，电磁打点计时器，电源，纸带，细线等。

（1）电磁打点计时器工作时应使用（选填“8V”或“220V”）交流电源，实验中还需要的测量器材是；
（2）实验中将部分钩码悬挂在细线下，剩余的钩码放在凹槽中，保持长木板水平。正确进行实验操作，得到一条纸带，如图乙所示，从某个清晰的打点开始，依次标注0、1、2、3、4、5、6，分别测出位置0到位置2、位置4、位置6间的距离分别为x₁=2.70cm；x₂=5.82cm；x₃=9.36cm。已知打点周期T=0.02s，则木块的加速度a=m/s²；
（3）将木块凹槽中的钩码逐个添加到细线下端，改变悬挂钩码的个数n，测得相应的加速度a记录如下表；请根据表中数据在图丙中作出a-n图象，已知当地重力加速度g=9.8m/s² ，由图线可求得木块与木板间的动摩擦因数μ=（保留两位有效数字）；
a/m∙s^-2
0.60
1.30
1.96
2.62
3.30
n/个
6
7
8
9
10
（4）分析发现μ的测量值大于真实值，其原因可能有____。

A . 纸带与打点计时器间有摩擦 B . 实验时交流电频率略小于50Hz C . 木板未调节水平，右端偏高 D . 未满足所挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量

F/N	0.196	0.294	0.392	0.490	0.588
a/m•s^﹣2	0.25	0.58	0.90	1.20	1.53

a/m∙s^-2	0.60	1.30	1.96	2.62	3.30
n/个	6	7	8	9	10

第二节 加速度与力、质量之间的关系 知识点题库

第二节加速度与力、质量之间的关系知识点题库