验证牛顿运动定律（探究加速度与力、质量的关系）知识点题库

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

为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙同学设计了如图1所示的实验装置．其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量，m₀为滑轮的质量．力传感器可测出轻绳中的拉力大小．

（1）实验时，一定要进行的操作是　．

A . 用天平测出砂和砂桶的质量 B . 将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 C . 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，同时记录力传感器的示数 D . 为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M．
（2）甲同学在实验中得到如图2所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为m/s²（结果保留三位有效数字）．
（3）甲同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出如图3的a﹣F图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为　　．

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ ﹣m₀ C . $\text{[math]}$ ﹣m₀ D . $\text{[math]}$
（4）乙同学根据测量数据做出如图4所示的a﹣F图线，该同学做实验时存在的问题是．

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．

为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验.其中G1.G2为两个光电门（当物体运动时，固定在物体上的很窄的挡光片通过光电门时光被挡住，数字计时器开始计时，当物体离开时计时结束，这样就可以根据挡光片宽度与通过光电门所用时间来计算物体通过光电门的速度。），它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1.G2光电门时，光束被遮挡的时间Δt₁.Δt₂都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为x，牵引钩码的质量为m，答下列问题：

（1）实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位( )

A . 取下牵引钩码，滑行器M放在任意位置不动 B . 放上牵引钩码，滑行器M放在任意位置不动 C . 取下牵引钩码，轻推滑行器M，数字计时器记录每一个光电门的光束被挡的时间Δt都相同 D . 无法判断能否将气垫导轨放水平
（2）若取M＝0.5kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值最不合适的一个是（）

A . m₁＝4g B . m₂＝10g C . m₃＝40g D . m₄＝500g
（3）在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求加速度的表达式为：。(用Δt₁.Δt₂.D.x 表示)
（4）改变所挂砝码的数量，多次重复测量.在某次实验中根据测得的多组数据可画出 a－F关系图线(如图所示)。

①分析此图线的OA段可得出的实验结论是：。

②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.没有平衡摩擦力

C.所挂钩码的总质量太大 D.所用小车的质量太大

某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系．

（1）下列说法正确的是__________.(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）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砝码的总质量.(填“远大于”“远小于”或“近似等于”)
（3）甲、乙两同学在同一实验室各取一套图示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，分别得到下图中甲、乙两条直线.设甲、乙用的木块质量分别为 $\text{[math]}$ ，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为 $\text{[math]}$ ，由图可知， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ .(填“大于”“小于”或“等于”)

某同学在用如图甲所示的装置做“探究加速度与物体受力的关系”实验时：

图片_x0020_100010

（1）实验开始时，先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行。这样做的目的是______（填字母代号）．

A . 避免小车在运动过程中发生抖动 B . 可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰 C . 可以保证小车最终能够实现匀速直线运动 D . 可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力
（2）接着用这个小正方体木块把小车轨道的一端垫高，通过速度传感器发现小车刚好做匀速直线运动。这个步骤的目的是；
（3）然后用细线通过定滑轮挂上重物让小车匀加速下滑，不断改变重物的质量m，测出对应的加速度a，则图乙图象中能正确反映小车加速度a与所挂重物质量m的关系的是．

如图a所示为“探究加速度与物体受力及质量的关系”的实验装置图。图中A为小车，B为装有砝码的托盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车后面所拖的纸带穿过电火花打点计时器，打点计时器接50H_Z交流电。小车的质量为m₁ ，托盘及砝码的质量为m₂。

①下列说法正确的是。

A．长木板C必须保持水平

B．实验时应先释放小车后接通电源

C．实验中m₂应远小于m₁

D．作a- $\text{[math]}$ 图像便于行出加速度与质量关系

②实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a—F图像，可能是图b中的图线。(选填“甲、乙、丙”)

③图c为某次实验得到的纸带，纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离，相邻计数点间还有四个点没有画出。由此可求得小车的加速度的大小是m/s²。（结果保留二位有效数字）

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由打点计数器打上的点计算出：

图片_x0020_945588824

（1）为了使小车受的合外力等于绳子拉力，必须对小车．
（2）当M与m的大小关系满足时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力.
（3）一组同学在先保持盘及盘中的砝码质量一定，探究做加速度与质量的关系，以下做法错误的是（______）

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，再接通打点计时器电源 D . 实验时需要天平测出m以及小车质量M
（4）在保持小车及车中的砝码质量质量M一定，探究加速度与所受合外力的关系时，由于平衡摩擦力时操作不当，二位同学得到的a―F关系分别如图中C、D所示（a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力）.其原因分别是：
C图

D图

如图所示为某同学设计的一个探究小车的加速度 $\text{[math]}$ 与小车所受拉力 $\text{[math]}$ 及质量 $\text{[math]}$ 关系的实验装置简图，小车的质量为 $\text{[math]}$ ，沙和沙桶的质量为 $\text{[math]}$ 。

图片_x0020_1157318300

（1）下列说法正确的是________。

A . 每次改变小车质量时，需要重新平衡摩擦力 B . 实验时应先接通电源后释放小车 C . 在探究加速度与质量关系时，应作 $\text{[math]}$ 图象 D . 用秒表测出小车运动的时间
（2）实验中要进行质量 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的选取，以下最合理的一组是________

A . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$

某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”设计了如下实验，

图片_x0020_100010

请将他的操作步骤补充完整：

（1）按图连接实验装置，须将木板的右端稍微垫高，目的是
其中小车质量M＝0.20 kg钩码总质量m＝0.05 kg.
（2）已知电源频率为f，实验中先后，打出一条纸带．
（3）他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，如图所示．把打下的第一点记作0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有4个点未画出，用厘米刻度尺测得各计数点到0点距离分别为d₁＝0.041 m，d₂＝0.055 m，d₃＝0.167 m，d₄＝0.256 m，d₅＝0.360 m，d₆＝0.480 m…，他把钩码重力(当地重力加速度g＝10 m/s²)作为小车所受合力，算出打下0点到打下第5点合力做功W＝J(结果保留三位有效数字)，用正确的公式E_k＝(用相关数据前字母列式)把打下第5点时小车的动能作为小车动能的改变量，算得E_k＝0.125 J.
（4）此次实验探究的结果，没能得到“合力对物体做的功等于物体动能的增量”，且误差很大．通过反思，你认为产生误差的主要原因是．

图甲为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。

（1）在平衡摩擦力的过程中，若所有的操作均正确，打出的纸带如图乙所示，根据纸带点迹可判断应适当（填“减小”或“增大”）木板的倾角，直至小车匀速运动；
（2）平衡摩擦力后，当满足小车质量M远大于钩码质量m的条件时，小车所受的合外力可近似为钩码的重力。实验中，当所挂钩码数量一定时，研究小车加速度a与其质量M的关系，由于未满足上述质量条件，实验结果得到的图象可能是______；

A . B . C . D .
（3）图丙为实验中打出的一条纸带，纸带上有七个相邻的计数点，相邻计数点间有4个点未标出，经测量：x_AB=4.21cm、x_BC=4.63cm、x_CD=5.04cm、x_DE=5.50cm，x_EF=5.92cm，x_FG＝6.35cm。已知工作电源的频率为50Hz，则小车的加速度a=m/s²。（结果保留2位有效数字）

某实验小组用如图甲所示装置做“探究加速度与力的关系”的实验。

（1）实验中需要的操作或需要满足的条件描述正确的是________（填字母序号）

A . 钩码和纸带安装好，长木板一端垫高，启动打点计时器，平衡摩擦力 B . 小车的质量M必须远大于钩码质量m C . 实验前，需要调节定滑轮、弹簧测力计的高度，使弹簧测力计和定滑轮之间的细线水平 D . 实验时，将小车靠近打点计时器，接通电源，释放纸带
（2）实验时，打出的一条纸带如图乙所示，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，纸带上只测出了两组数据，图中长度单位是 $\text{[math]}$ ，由此可以算出小车运动的加速度大小 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。因弹簧测力计的刻度模糊无法读数，已知此过程中所悬挂钩码的质量为100g，由此可推出此时弹簧测力计应显示的示数为N。（计算结果均保留两位有效数字，重力加速度g取 $\text{[math]}$ ）
（3）改变钩码的质量，多次进行实验，测得多组弹簧测力计的示数F及小车的加速度a，作出 $\text{[math]}$ 图像，图像为一条过原点的直线，图像的斜率应等于。

某同学组装了如图所示的装置来探究物体的加速度与合外力及质量的关系，研究对象为小车（含车上的砝码），质量用 $\text{[math]}$ 表示，砝码和砝码盘的质量用 $\text{[math]}$ 表示。

（1）实验中，为使小车运动时所受的拉力近似等于砝码和砝码盘的总重力，则m与M应满足的关系是_________；

A . m远大于M B . m远小于M C . m略大于M D . m略小于M
（2）实验时，改变M和m的大小进行多次试验，当保持不变时（选填“M”或“m”），可探究加速度与合外力的关系；
（3）小叶与小陈同学在研究加速度a与拉力F的关系时，都忘记了平衡摩擦力的步骤，两人分别得到图2中A、B两条直线。设A、B两个图像所对应的小车（含车上的砝码）质量分别为 $\text{[math]}$ ，木块与木板间的动摩擦因数分别为 $\text{[math]}$ ，由图可知M_AM_B ， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；（选填“大于”、“小于”或“等于”）

为探究“质量一定时，加速度与合外力的关系”，某同学在课本实验的基础上进行了改进，实验装置如图1所示。小车放置在一端带有轻质定滑轮的水平木板上，轻绳始终与长木板平行，其中M为小车的质量（含滑轮），m为砂和砂桶的质量，力传感器示数为F，电火花打点计时器接220V交流电源，重力加速度为g。

（1）实验时，下列步骤或者说法正确的是______；

A . 用天平测出砂和砂桶的质量m B . 将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 C . 力传感器示数始终小于mg D . 为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
（2）该同学在实验中得到如图2所示的一条纸带，相邻计数点间还有四个点没有画出。图中s₁=2.40cm，s₂=2.89cm，s₃=3.39cm，s₄=3.90cm，小车的加速度应为m/s²（交流电的频率为50Hz，结果保留2位有效数字）；
（3）该同学利用上述装置，通过改变砂和砂桶质量m获得多组数值，得到如图3所示图像，该图像是一条过原点的直线，说明。图像的斜率为k，则可以得到小车的质量M=。

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。

（1）下列措施中正确的是________。

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，在砝码盘中添加砝码，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 . 实验中通过在砝码盘中增加砝码来改变小车受到的拉力 E . 实验中应先释放小车，然后再开打点计时器的电源
（2）要把砝码和砝码盘的总重力的大小作为小车所受合外力的大小F，需使砝码和砝码盘的总质量小车质量（选填“远大于”、“远小于”或“约等于”）
（3）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。

某同学为了探究“加速度与力、质量的关系”，设计了如图所示实验装置。

（1）某同学先平衡摩擦力。他将连接小车的纸带穿过打点计时器的限位孔，不挂小盘的小车靠着计时器放在水平长木板上，把木板不带滑轮的一端垫高，然后。经多次调整木板倾角，直到观察到打出来的纸带上的点间隔均匀，就说明已经平衡好小车所受的摩擦力。
（2）平衡好摩擦力后，挂上装有重物的小盘，得到如图所示的纸带，已知打点计时器所使用的交流电频率为50Hz，则小车的加速度为 $\text{[math]}$ （保留两位有效数字）。
（3）某同学用小盘和重物的重力作为小车所受的合力F，所得的F与真实值相比（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。
（4）最后某同学用他的实验数据绘制了一个 $\text{[math]}$ 图像，发现图像没有过原点，形成的原因可能是_________。

A . 小车释放时具有一定的初速度 B . 绘制 $\text{[math]}$ 啊图像时，只将小盘中重物的重力作为合力F C . 平衡摩擦力时长木板倾角过大 D . 绳子并没有平行于长木板

如图甲所示是某研究性学习小组探究小车加速度与力关系的实验装置，长木板置于水平桌面上，一端系有沙桶的细绳通过滑轮与固定的拉力传感器相连，拉力传感器可显示绳中拉力F的大小，改变桶中沙的质量进行多次实验，当地的重力加速度g＝9.8m/s²。完成下列问题：

（1）实验时，下列操作或说法正确的是_______。

A . 需要用天平测出沙和沙桶的总质量 B . 实验中必须要首先平衡摩擦力 C . 实验中无须保证沙和沙桶的质量远小于小车的质量
（2）实验中得到一条纸带，图中A、B、C为相邻的计数点，相邻计数点间有四个点未标出，两相邻计数点间有4个计时点未标出，各计数点到O点的距离如图乙所示。电源的频率为50Hz，则由纸带可知小车的加速度大小为m/s²。（保留三位有效数字）
（3）以拉力传感器的示数F为横坐标，以小车加速度a为纵坐标，画出的a-F图像，测得图线的“斜率”为k，则小车的质量为。
（4）该小组同学不断增加沙子质量重复实验，发现小车的加速度最后会趋近于某一数值，从理论上分析可知，该数值应为m/s²。

为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，小王设计了如图甲所示的实验装置，其中小车（含滑轮）的质量为M，砂和砂桶的质量为m，力传感器可测出轻绳的拉力大小。

（1）实验时，下列操作不必要的是______。

A . 将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 B . 调节长木板左端定滑轮的高度，使轻绳与长木板平行 C . 为减小误差，实验中要保证砂和砂桶的质量m远小于小车（含滑轮）的质量M D . 使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，同时记录力传感器的示数
（2）该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带（相邻两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器的打点周期为0.02s，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）
（3）该同学以力传感器的示数F为横坐标，以小车的加速度a为纵坐标，作出的 $\text{[math]}$ 图像如图丙所示，图中 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 均为已知，则小车（含滑轮）的质量为。

“打点计时器”是力学实验中常见的仪器，如图所示的纸带是某次实验中打点计时器打出的，此实验最有可能是 ____

A . 探究小车速度随时间变化规律的实验 B . 探究加速度与力、质量的关系的实验 C . 验证机械能守恒定律的实验 D . 探究功与速度变化的关系实验

某同学用如图（a）所示的实验装置图，做“验证牛顿第二定律”的实验。

（1）某次实验，打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带如图（b）所示，从清晰的O点开始，每隔4个点取一计数点（中间4个点没画出），分别记为A、B、C、D、E、F，各计数点到O点的距离为OA＝1.61cm，OB＝4.02cm，OC＝7.26cm，OD＝11.30cm，OE＝16.14cm， OF＝21.80cm，打点计时器打点频率为50Hz，则由此纸带可得到打E点时小车的速度vE=m/s，此次实验小车的加速度a＝m/s²。（结果均保留两位有效数字）
（2）该同学保持小车质量不变，不断改变悬挂砝码质量m，根据实验数据，作出小车加速度a与砝码质量m的图像如图（c）所示，图像不过坐标原点的原因是。

验证牛顿运动定律（探究加速度与力、质量的关系） 知识点题库

验证牛顿运动定律（探究加速度与力、质量的关系）知识点题库