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

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．

某实验小组在实验室做“探究加速度与力、质量的关系”实验：

（1）
甲同学在物体所受合外力不变时，改变物体的质量，得到数据如下表所示｡
实验次数
物体质量m（kg）
物体的加速度a（m/s²）
物体质量的倒数1/m（1/kg）
1
0.20
0.78
5.00
2
0.40
0.38
2.50
3
0.60
0.25
1.67
4
0.80
0.20
1.25
5
1.00
0.16
1.00
①根据表中的数据，在图1所示的坐标中描出相应的实验数据点，并作出图象｡
②由a﹣ $\text{[math]}$ 图象，你得出的结论为｡
③物体受到的合力大约为｡（结果保留两位有效数字）
（2）
乙同学在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变对小车的拉力，由实验数据作出的a﹣F图象如图2所示，则该图象中图线不过原点的原因是：，小车的质量为kg．（保留两位有效数字）

为了探究加速度与力、质量的关系，甲、乙、丙三位同学分别设计了如图所示的实验装置，小车总质量用M表示（乙图中M包括小车与传感器，丙图中M包括小车和与小车固连的滑轮，钩码总质量用m表示。为便于测量合外力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与所受合外力成正比的结论，下列说法正确的是（）

A . 三组实验中只有甲需要平衡摩擦力 B . 三组实验都需要平衡摩擦力 C . 三组实验中只有甲需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件 D . 三组实验都需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件

如图所示为“探究加速度与物体受力的关系”的实验装置图。图中A为小车，质量为m₁ ，连接在小车后面的纸带穿过电火花打点计时器B，它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上，P的质量为m₂ ， C为弹簧测力计，实验时改变P的质量，读出测力计不同读数F，不计绳与滑轮的摩擦。

（1）电火花打点计时器工作电压为流（选填“交、直”）V。
（2）下列说法正确的是______

A . 一端带有定滑轮的长木板必须保持水平 B . 实验时应先接通电源后释放小车 C . 实验中m₂应远小于m₁ D . 测力计的读数始终为m₂g/2
（3）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aF图像，可能是图中的图线

如图甲所示为“探究加速度与物体所受合外力的关系”的实验装置图．图（a）中A为小车，质量为 $\text{[math]}$ ，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B，它们均置于一端带有定滑轮的足够长的木板上．P的质量为 $\text{[math]}$ ，C为弹簧测力计，实验时改变P的质量，读出洲力计不同读数F，不绳与滑轮之间的摩擦．

（1）下列说法正确的是_______

A . —端带有定滑轮的长木板必须保持水平 B . 实验中 $\text{[math]}$ 应远小于 $\text{[math]}$ C . 实验时应先接通电源后释放小车 D . 测力计的读数始终为 $\text{[math]}$
（2）如图（b）所示为某次实验得到的纸带，纸带上标出了所选的四个计数点到A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 $\text{[math]}$ ．（交流电的频率为50Hz，结果保留二位有效数字）
（3）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的图象可能是下列哪个选项中的图象____

A . B . C .

现要验证“当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量成反比”这一物理规律．给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面（如图）、小车、计时器一个、米尺、天平、砝码、钩码若干．实验步骤如下（不考虑摩擦力的影响），在空格中填入适当的公式或文字．

⑴用天平测出小车的质量m

⑵让小车自斜面上方一固定点A₁从静止下滑到斜面底端A₂ ，记下所用的时间t．

⑶用米尺测量A₁与A₂之间的距离s．则小车的加速度a=．

⑷用米尺测量A₁相对于A₂的高度h．则小车所受的合外力F=．

⑸在小车中加钩码，用天平测出此时小车与钩码的总质量m，同时改变h，使m与h的乘积不变．测出小车从A₁静止开始下滑到斜面底端A₂所需的时间t．请说出总质量与高度的乘积不变的原因．

⑹多次测量m和t，以m为横坐标，t²为纵坐标，根据实验数据作图．如能得到一条线，则可验证“当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量成反比”这一规律．

在“探究加速度与力、质量的关系”实验中实验装置示意图如图1所示。

图片_x0020_100019

（1）该实验中，下列（如图2）备选器材中必须要用的是（多选）
（2）下列说法正确的是_____

A . 实验时先释放小车，再接通电源 B . 实验所用打点计时器应该接直流电源 C . 实验过程中，小车质量应该远小于悬挂的重物的质量 D . 实验过程中，细线应该与长木板平行
（3）如图3所示，图线不通过原点的原因是。
（4）实验中，获得如图4一条纸带纸带中所标出的点为计数点，相邻两计数点的时间间隔T＝0.1s，则该纸带的加速度为

回忆起做过的实验：在探究加速度与力、质量的关系时，小车及钩码的质量用M表示，砂桶及砂的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带计算出。

（1）往砂桶中加入一定量的砂子，当M与m的大小关系满足Mm时，（填“远大于”、“远小于”或“近似等于”）可近似认为绳对小车的拉力大小等于砂桶和砂的重力；在释放小车（填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点。
（2）在平衡摩擦力后，他用打点计时器打出的纸带的一段如图所示，该纸带上相邻两个计数点间还有4个点未标出，打点计时器使用交流电的频率是50 Hz，则小车的加速度大小是m/s² ，当打点计时器打B点时小车的速度是m/s。(结果保留三位有效数字)
（3）我的死党用同一装置做实验，我俩在同一坐标系中画出了a-F关系图如图所示，我们做实验，哪一个物理量是不同的。

（1）做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，图甲是教材中的实验方案；图乙是拓展方案，其实验操作步骤如下：

（ⅰ）挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；

（ⅱ）取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑，测出加速度a；

（ⅲ）改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到 $\text{[math]}$ 的关系。

①实验获得如图所示的纸带，计数点a、b、c、d、e、f间均有四个点未画出，则在打d点时小车的速度大小 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （保留两位有效数字）；

②需要满足条件 $\text{[math]}$ 的方案是（选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）；在作 $\text{[math]}$ 图象时，把 $\text{[math]}$ 作为F值的是（选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）。
（2）某同学用单摆测量重力加速度，
①为了减少测量误差，下列做法正确的是（多选）；

A．摆的振幅越大越好

B．摆球质量大些、体积小些

C．摆线尽量细些、长些、伸缩性小些

D．计时的起、止位置选在摆球达到的最高点处

②改变摆长，多次测量，得到周期平方与摆长的关系图象如图所示，所得结果与当地重力加速度值相符，但发现其延长线没有过原点，其原因可能是。

A．测周期时多数了一个周期

B．测周期时少数了一个周期

C．测摆长时直接将摆线的长度作为摆长

D．测摆长时将摆线的长度加上摆球的直径作为摆长

如图为“探究加速度与力、质量的打点计时器关系”实验装置。

图片_x0020_100032

①本实验研究对象是；

A．小车（含车内重物）P B．悬挂物Q

②本实验需要调整木板倾斜程度来平衡阻力，下列实验中需用相同方法平衡阻力的是（单选）。

A．研究平抛运动图片_x0020_100033

B．探究求合力的方法图片_x0020_100034

C．探究作用力与反作用力的关系

D．探究功与速度变化的关系图片_x0020_100036

如图甲所示为探究加速度与力、质量的关系的实验装置，图乙为某次实验得到的一条纸带。

图片_x0020_100018

（1）已知计数点A、B、C、D、E间的时间间隔为0.1s，则图乙中小车的加速度大小为m/s²（结果保留两位有效数字）；
（2）保持小车质量不变，改变沙桶中沙的质量进行多次测量。根据实验数据作出了加速度a随拉力F的变化图线，如图丙所示。图中直线没有通过原点，其主要原因是。

（3）对(2)改进后，保持沙和沙桶质量不变，改变小车中砝码质量，进行多次测量，得到小车加速度a、质量m及其对应的 $\text{[math]}$ 的数据如下表所示：

实验次数	1	2	3	4	5	6	7	8
小车加速度a/（m·s^-2）	1.90	1.72	1.49	1.25	1.00	0.75	0.50	0.30
小车和砝码质量m/kg	0.25	0.29	0.33	0.40	0.50	0.71	1.00	1.67
$\text{[math]}$ /kg^-1	4.00	3.45	3.03	2.50	2.00	1.41	1.00	0.60

请在答卷纸中画出a一 $\text{[math]}$ 图线。根据作出的a— $\text{[math]}$ 图象可以得到的结论是。

如图所示，在一端带有滑轮的长木板上固定两个光电门1、2，两光电门中心间的距离为L。质量为M的滑块A上固定一宽度为d的遮光条，在质量为m的重物B牵引下从木板的上端加速滑下，遮光条通过光电门时，光电门1、2记录的遮光时间分别为△t₁和△t₂。

图片_x0020_909663081

（1）用此装置验证牛顿第二定律，且认为滑块A受到合外力的大小等于重物B所受的重力，实验中除了调整长木板倾斜角刚好平衡滑动摩擦力外，M、m还必须满足；
（2）滑块经过光电门2的速度为，实验测得的加速度为；（均用题中给出物理量的符号表示）
（3）若考虑到d不是远小于L，则加速度测量值比真实值（填“偏大”或“偏小”）。

利用如图甲所示的实验装置探究加速度与合外力的关系，实验中认为细绳对木块的拉力等于砝码和砝码桶的总重力。请思考探究思路并回答下列问题。

（1）下列做法正确的是________（填字母代号）。

A . 在找不到合适的学生电源的情况下，可以使用四节干电池串联作为打点计时器的电源 B . 平衡摩擦力的方法是悬挂砝码桶但不得在砝码桶中添加砝码，使木块能拖着纸带匀速滑动 C . 调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行 D . 实验时，先接通打点计时器的电源再放开木块
（2）如图乙所示，是挂上砝码桶，装入适量砝码，按实验要求打出的一条纸带：A、B、C、D、E是纸带上选取的五个计数点，相邻两个计数点之间还有四个计时点未画出。用刻度尺测出各计数点到A点之间的距离，已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端。其中打出计数点C时木块的速度v_C=m/s，木块的加速度a=m/s²（结果均保留两位有效数字）。
（3）实验时改变砝码及砝码桶的总质量m，分别测量木块对应的加速度a。根据测得的多组数据画出a-m关系图象，如图丙实线所示。此图象的上端明显偏离直线，造成此现象的主要原因可能是。

某实验小组利用如图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 . 实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源 B . 调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行 C . 当通过增减木块上的砝码改变质量时，需要重新调节木板倾斜度 D . 在利用调节木板倾斜度来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
（2）甲、乙两同学根据实验数据画出的图像如图所示：

①形成图线甲的原因可能是；

②形成图线乙的原因可能是。

某同学用如图1所示的装置测量滑块与斜面间的动摩擦因数并验证牛顿第二定律。在水平桌面上放一倾角可调的斜面，斜面左侧固定一光滑定滑轮，物块A通过跨过定滑轮的细线连接放置在斜面上的物块B，细线与斜面平行，光电门1、2固定在斜面上，间距为L，重力加速度为g。问答下列问题：

（1）用天平测量物块A的质量为m、B的质量（包括遮光片）为M，用游标卡尺测量挡光片的宽度d，如图2所示，则d=cm；
（2）现不断调节斜面的倾角，给物块A一个向下的初速度，直到观察到挡光片通过光电门1、2的时间相等，若测得此时斜面的倾角为θ，则物块与滑板间的动摩擦因数μ=；（用已知量的字母表示）
（3）撤掉物块A和细线，单独让物块B从斜面顶端滑下，测得挡光片通过两个光电门1、2的时间分别为t₁、t₂ ，则B的加速度大小a=；（用已知量及测量量的字母表示）
（4）当关系式成立时，即可验证牛顿第二定律成立。

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）

“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

用图甲装置研究“小车（含拉力传感器）质量一定时，加速度与合外力的关系”，实验步骤如下：

①细绳一端绕在电动机上，另一端系在拉力传感器上，将小车放在长板的P位置，调整细绳与长板平行，启动电动机，使小车沿长板向下做匀速运动，记录此时拉力传感器的示数 $\text{[math]}$ ；

②撤去细绳，让小车从P位置由静止开始下滑，设小车受到的合外力为F，通过计算机可得到小车与位移传感器的距离随时间变化的 $\text{[math]}$ 图像，并求出小车的加速度a；

③改变长板的倾角，重复步骤①②可得多组F、a数据：

完成下列相关实验内容：

（1）在步骤①②中， $\text{[math]}$ F（选填“=”“>”或“<”）；
（2）本实验（选填“需要”“不需要”）平衡小车所受到的摩擦力；
（3）某段时间内小车的 $\text{[math]}$ 图像如图乙，根据图像可得小车的加速度大小为 $\text{[math]}$ （计算结果保留两位小数）；
（4）分析表中的F、a数据可知：在误差允许范围内，小车质量一定时，。
$\text{[math]}$
0.4
1.0
1.5
1.8
2.1
$\text{[math]}$
0.79
2.10
3.10
3.62
4.19

如图甲所示为某实验小组“探究物体加速度与所受合外力关系”的实验装置，他们调整长木板和滑轮，使长木板水平放置且细线平行于长木板；在托盘中放入适当的砝码，接通电源，释放物块，多次改变托盘中砝码的质量，记录传感器的读数F，求出加速度a、

请回答下列问题：

（1）实验中得到如图乙所示的一条纸带，已知交流电频率为50Hz的交流电，两计数点间还有四个点没有画出，根据纸带可求出物块的加速度为m/s。（结果保留三位有效数字）
（2）以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的 $\text{[math]}$ 图像是一条直线如图丙所示，求得图线的斜率为k，横轴截距为 $\text{[math]}$ ，若传感器的质量为 $\text{[math]}$ ，则物块的质量为。若已知重力加速度为g，物块与长木板动摩擦因数为。
（3）该实验需不需要满足钩码质量远远小于物块和传感器的总质量？。（填“需要”或“不需要”）

实验次数	物体质量m（kg）	物体的加速度a（m/s²）	物体质量的倒数1/m（1/kg）
1	0.20	0.78	5.00
2	0.40	0.38	2.50
3	0.60	0.25	1.67
4	0.80	0.20	1.25
5	1.00	0.16	1.00

$\text{[math]}$	0.4	1.0	1.5	1.8	2.1
$\text{[math]}$	0.79	2.10	3.10	3.62	4.19

2 实验：探究加速度与力、质量的关系 知识点题库

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