2 实验：探究加速度与力、质量的关系知识点题库

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

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栓在木块上 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，不需要重新调节木块倾斜度
（2）为使砝码桶以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以及桶内砝码的总质量木块和木块上砝码的总质量，（选填“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．（选填“大于”，“小于”或“等于”）

在“用DIS研究加速度与力的关系、加速度与质量的关系”实验中，保持小车质量不变，改变小车所受的作用力，测得了下表所示的5组数据，并已在坐标平面上画出部分数据点，如图所示：

组别	1	2	3	4	5
F/N	0	1.1	2.2	3.3	4.4
a/m•s^﹣2	0	0.5	1.0	1.5	2.0

（1）在图中画出第4组数据对应的数据点，然后作出a﹣F的关系图线；
（2）由所作图线可以得到结论：在质量一定的情况下，加速度a与作用力F成比．

某探究学习小组欲探究物体的加速度与力、质量的关系，他们在实验室组装了一套如图1所示的装置，图中小车的质量用M表示，钩码的质量用m表示．要顺利完成该实验，则：

（1）为使小车所受合外力等于细线的拉力，应采取的措施是；要使细线的拉力约等于钩码的总重力，应满足的条件是．
（2）某次打出的某一条纸带，A、B、C、D、E、F为相邻的6个计数点，如图2所示，相邻计数点间还有四个点未标出．利用图中给出的数据可求出小车的加速度a=m/s² ．（结果保留两位有效数字）
（3）某位同学经过测量、计算得到如下数据，请在图3中作出小车加速度与所受合外力的关系图象．
组别
1
2
3
4
5
6
7
M/kg
0.58
0.58
0.58
0.58
0.58
0.58
0.58
F/N
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
a/m•s^﹣2
0.13
0.17
0.26
0.34
0.43
0.51
0.59
（4）由图象可以看出，该实验存在着较大的误差，产生误差的主要原因是：．

为了探究加速度与力的关系，某同学设计了如图1所示的实验装置，带滑轮的长木板水平放置．

（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持不变；
（2）改变所挂钩码的数量，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2所示）．
a．经过分析，发现这些点迹存在一些问题，产生的主要原因可能是；
A．轨道与水平方向夹角太大B．轨道保持了水平状态，没有平衡摩擦力
C．所挂钩码的总质量太大，造成上部点迹有向下弯曲趋势
D．所用小车的质量太大，造成上部点迹有向下弯曲趋势
b．改正实验所存在的问题后，图线为过原点的一条直线
则直线的斜率物理含义是可得出的实验结论是．

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=。

在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后面拉动的纸带经打点计时器打出的点计算得到．

（1）．当M与m的大小关系满足时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的总重力．
（2）．一组同学在探究加速度与质量的关系时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地得出加速度a与质量M的关系，应作出a与图象．
（3）．甲同学在探究加速度与力的关系时，根据测量数据作出的a一F图线，如图所示．则实验存在的问题是。
（4）．乙、丙两同学用同一装置探究加速度与力的关系时，画出了各自得到的a一F图线，如图所示．则是两同学做实验时取值不同造成的．
（5）．随着F的增大，a一F图线最后会略微向弯曲（填上或下）．

如图所示，一端带有定滑轮的长木板上固定有甲、乙两个光电门，与之相连的计时器可以显示带有遮光片的小车在其间的运动时间，与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力．不计空气阻力及一切摩擦．

（1）在探究合外力一定时，加速度与质量的关系时，要使测力计的示数等于小车所受合外力，操作中必须满足；要使小车所受合外力一定，操作中必须满足．
实验时，先测出小车质量m，再让小车从靠近光电门甲处由静止开始运动，读出小车在两光电门之间的运动时间t.改变小车质量m，测得多组m、t的值，建立坐标系描点作出图线．下列能直观得出合外力一定时，加速度与质量成反比的图线是．
（2）如图抬高长木板的左端，使小车从靠近光电门乙处由静止开始运动，读出测力计的示数F和小车在两光电门之间的运动时间t₀ ，改变木板倾角，测得多组数据，得到的F－ $\text{[math]}$ 的图线如图所示．

实验中测得两光电门的距离L＝0.80 m，砂和砂桶的总质量m₁＝0.34 kg，重力加速度g取9.8 m/s² ，则图线的斜率为(结果保留两位有效数字)；若小车与长木板间的摩擦不能忽略，测得的图线斜率将(填变大、变小或不变)．

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 .

在“探究加速度与力、质量的关系”和用橡皮筋“探究做功与物体速度变化的关系”实验中

（1）在做“探究加速度与力、质量的关系”实验中下列仪器需要用到的是。
（2）本实验在操作中需要平衡摩擦力，下列说法正确的是________。

A . 平衡摩擦力的实质是小车及砝码总的重力沿木板方向的分力与小车和纸带所受的摩擦力平衡 B . 平衡摩擦力的办法是反复调节木板下所垫木块的厚度、位置，使小车能拖着纸带匀速下滑 C . 若小车拖着纸带沿长木板滑下，纸带上打的点迹的距离是均匀的，即完成了平衡摩擦力 D . 实验中若改变小车的质量重做实验，需要再次平衡摩擦力
（3）甲乙两同学用如图所示装置探究做功与物体速度变化的关系。实验中甲、乙两同学用两种不同的方法来实现橡皮筋对小车做功的变化。甲同学：通过改变橡皮筋的形变量来实现做功的变化；乙同学：把多条规格相同的橡皮筋并在一起，并把小车拉到相同位置释放。你认为（填“甲”或“乙”）同学的方法可行。
（4）平衡摩擦力后，小车与橡皮筋组成的系统在橡皮筋恢复形变前机械能填“守恒”或“不守恒”）。

在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，做如下探究：

（1）为猜想加速度与质量的关系，可利用图1所示装置进行对比实验。两小车放在水平板上，前端通过钩码牵引，后端各系一条细线，用板擦把两条细线按在桌上，使小车静止。抬起板擦，小车同时运动，一段时间后按下板擦，小车同时停下。对比两小车的位移，可知加速度与质量大致成反比。关于实验条件，下列正确的是：________(选填选项前的字母)。

A . 小车质量相同，钩码质量不同 B . 小车质量不同，钩码质量相同 C . 小车质量不同，钩码质量不同

（2）某同学为了定量验证(1)中得到的初步关系，设计实验并得到小车加速度 $\text{[math]}$ 与质量 $\text{[math]}$ 的7组实验数据，如下表所示。在图2所示的坐标纸上已经描好了6组数据点，请将余下的一组数据描在坐标纸上，并作出 $\text{[math]}$ 图像。

次数	1	2	3	4	5	6	7
$\text{[math]}$	0.62	0.56	0.48	0.40	0.32	0.24	0.15
$\text{[math]}$	0.25	0.29	0.33	0.40	0.50	0.71	1.00

（3）在探究加速度与力的关系实验之前，需要思考如何测“力”。请在图3中画出小车受力的示意图。为了简化“力”的测量，下列说法正确的是：__________（选填选项前的字母）。

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 . 让小车的运动趋近于匀速运动，砂和桶的重力才近似等于绳的拉力

“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示．

图片_x0020_100014

（1）关于实验步骤，下列说法正确的是________．

A . 每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力 B . 实验时应先释放小车，后接通电源 C . 本实验砝码及砝码盘B的质量应约等于小车A的质量 D . 在探究加速度与质量的关系时，应作a－ $\text{[math]}$ 图象
（2）在实验中，某同学得到了一条纸带如图所示，选择了A、B、C、D、E作为计数点，相邻两个计数点间还有4个计时点没有标出，其中x₁＝7.05 cm、x₂＝7.68 cm、x₃＝8.30 cm、x₄＝8.92 cm，电源频率为50 Hz，可以计算出小车的加速度大小是 m/s².（保留两位有效数字）
（3）某同学将长木板右端适当垫高，其目的是．如果长木板的右端垫得不够高，木板倾角过小，用a表示小车的加速度，F表示细线作用于小车的拉力，他绘出的a－F关系图象可能是．
A． B． C． D．

在“探究加速度与力、质量的关系”实验中。

（1）为了消除打点计时器和木板对小车阻力的影响，关于该操作环节下列四种装置图中正确的是_______

A . B . C . D .
（2）先接通电源，小车由静止释放，获得的一条纸带如图乙，计时器打点的时间间隔为 0.02s。从较清晰的A点起,每五个点取一个计数点,测量出各点到A点的距离并标示在纸带上各点的下方,则小车运动的加速度a=m/s²,打D点时物块的速度v=m/s。

用如图1所示实验装置探究加速度与力、质量的关系。小车的质量为M，吊盘和砝码的质量为m。

图片_x0020_100014

（1）使用该装置做探究实验，为了方便需要平衡小车受到的阻力，小车拖动纸带运动，纸带上打出一系列的点，就表示平衡阻力了。
（2）在探究小车加速度与力的关系过程中，需要控制不变；在探究小车加速度与质量的关系过程中，需要控制不变。
（3）在该探究实验中，除了图1中实验装置外，还需要的测量工具有、。
（4）在做该探究实验过程中，小车运动的加速度，需要利用打点计时器打出的纸袋上的点进行计算。如图2是某次实验打出的计数点，相邻两个计数点之间的时间为T，由此纸带上的记录的点计算小车加速度的表达式为a=。

（5）保持小车所受拉力不变，改变小车的质量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3的坐标纸上做出a- $\text{[math]}$ 图像。

试验记录，小车受到的拉力不变。

次数	1	2	3	4	5	6	7	8
质量M/kg	0.25	0.29	0.33	0.40	0.50	0.71	1.00	1.67
$\text{[math]}$ 加速度a/（m·s^-2）	0.618	0.557	0.482	0.403	0.317	0.235	0.152	0.086
质量倒数 /kg^-1	4.00	3.45	3.03	2.50	2.00	1.41	1.00	0.60

图片_x0020_100016

（6）根据a-- $\text{[math]}$ 图3像可以到的结论是。

在分别用图甲，图乙所示的装置“探究加速度与力，质量的关系”和用橡皮筋“探究做功与物体速度变化的关系”实验。

图片_x0020_100017

（1）下列关两个实验要求的说法正确的是________。

A . 都需要平衡摩擦力 B . 都不需要平衡摩擦力 C . 都需要用天平测小车的质量 D . 都不需要用天平测小车的质量
（2）图丙和丁是实验打出的两条纸带的一部分，A、B、C、……G是纸带上标出的计数点，每两个相邻的计数点之间还有4个打出的点未画出，其中图（选填“丙”或“丁”）是用橡皮筋“探究做功与物体速度变化的关系”的实验纸带；
（3）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，小车的加速度大小a=m/s²（保留2位小数）

某同学利用如图1的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。

图片_x0020_971787727

①如图2是为计时器提供的电源，该同学应选择图中的：（填字母）

图片_x0020_304772086

②该实验需要补偿阻力，下列关于平衡阻力的说法正确的是；

A．平衡阻力时不能在小车后面连上纸带

B．平衡阻力时需要调节槽码的质量，直至小车在水平轨道做匀速运动

C．平衡阻力的目的是保证实验时细线对小车拉力大小等于小车受到的合力大小

③该同学通过实验得到一条如图3所示的纸带，打点计时器每隔0.02s打一个点，则此次实验中打下点2时小车的瞬时速度大小为m/s。（结果保留2位有效数字），小车在运动过程中加速度大小为m/s^2.

图片_x0020_2014044880

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，下图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）打下D号计数点时小车的瞬时速度的最精确值的表达式是v_D=。
（2）请写出计算小车加速度的最精确值的表达式是a=。
（3）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。
（4）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不同物理量是其大小关系是。

为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置，其中小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m（滑轮质量不计）。

（1）实验时，下列步骤中不必要进行的有_________。

A . 用天平测出砂和砂桶的总质量 B . 改变砂和砂桶的总质量，打出几条纸带 C . 将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 D . 为减小误差，实验中应保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M E . 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）。已知交流电的频率为50Hz，根据纸带可求出小车的加速度大小为m/s²（结果保留两位有效数字）。
（3）以力传感器的示数F为横坐标，小车的加速度a为纵坐标，作出的a－F图像是一条过原点的直线，直线与横轴的夹角为θ，斜率为k，则小车的质量为__________。

A . tanθ B . $\text{[math]}$ C . k D . $\text{[math]}$

某同学在用如图乙所示的装置做“探究加速度与物体受力的关系”实验。

（1）该同学在实验室找到了一个小正方体木块用实验桌上的一把游标卡尺测出正方体木块的边长，如图甲所示，则正方体木块的边长为cm。
（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。设小车的质量为M，正方体木块的边长为a，并用刻度尺量出图中AB的距离L（a<<L，已知 $\text{[math]}$ 很小时tan $\text{[math]}$ ≈sin $\text{[math]}$ ），则小车向下滑动时受到的摩擦力为。
（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，则下列图像中能正确反映小车加速度a与所挂重物质量m关系的是__________。

A . B . C . D .

在探究“加速度与力、质量的关系”的实验中：

（1）本实验采用的研究问题的科学方法是______；

A . 建立理想化模型法 B . 控制变量法 C . 等效替代法 D . 理想实验法
（2）实验时长木板要左端适当垫高，其目的是；
（3）实验中打点计时器的打点周期 $\text{[math]}$ ，纸带上相邻的两个计数点之间有四个点未标出，由图中数据可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小等于 m/s，小车的加速度等于m/s²。（计算结果保留2位有效数字）