4.2 探究加速度与力质量的关系知识点题库

在“探究加速度与力、质量的关系”的实验步骤中，下列做法中正确的是（）

A . 同时改变拉力 F 和小车质量的大小 B . 先保持小车质量 m 不变，研究加速度 a 与拉力 F 的关系，再保持 F 不变，研究 a 与 m 的关系，最后导出。与 m 及 F 的关系 C . 只改变拉力 F 的大小，小车质量 m 的大小始终保持不变 D . 只改变小车质量 m 的大小，拉力 F 的大小始终保持不变

在《探究加速度与力、质量的关系》实验中，某组同学用如图1所示装置来研究小车受力不变的情况下，小车的加速度与小车质量的关系．

（1）
图2是实验中获取的一条纸带的一部分，其中0、1、2、3、4是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示，打“3”计数点时小车的速度大小为 m/s，由纸带求出小车的加速度的大小为a=m/s² ．（计算结果均保留2位有效数字）
（2）
某组同学由实验得出数据，画出的a﹣ $\text{[math]}$ 的关系图线，如图3所示，从图象中可以看出，作用在小车上的恒力F=N．当小车的质量为5kg时，它的加速度为 m/s² ．

在“验证牛顿第二定律”的实验中：

（1）某同学所安装的装置如图1所示，并在图示状态下，开始做实验，请指出该同学的装置和操作中主要的四点错误：
①；
②；
③；
④；
（2）在研究加速度跟合外力的关系的实验过程中，做出的a﹣F图线应如图3中图线1所示，小张同学根据实验作出图线如图3中的图线2所示，原因是，小李同学根据实验作出的图线如图3中的图线3所示，原因是．

在探究“加速度与力、质量的关系”的活动中：

（1）
某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装成如图1所示．请你指出该装置中两处错误或不妥之处：
① ；
② ．
（2）改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验．图2是他在实验中得到的一条纸带，图中相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s，由图中的数据可算得小车的加速度a为 m/s² ．（图中数据单位均为cm，结果保留两位有效数字）
（3）为保证绳子对小车的拉力约等于沙桶和沙子的重力mg，则沙桶和沙子的质量m与小车的质量M应满足的关系是：

在研究加速度a和力F、质量m的关系时，应用的是（）

A . 控制变量法 B . 等效替代法 C . 理论推导法 D . 理想实验法

在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图1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拖动的纸带打上的点计算出．

（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重力．
（2）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，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 $\text{[math]}$ 为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与的图象．
（3）如图 $\text{[math]}$ ，甲同学根据测量数据做出的 $\text{[math]}$ 图线，说明实验存在的问题是．
（4）乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的 $\text{[math]}$ 图线，如图 $\text{[math]}$ 所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？．
（5）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，每相邻两个计数点间还有4个点未画出，利用图2给出的数据可求出小车下滑的加速度 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 结果保留三位有效数字 $\text{[math]}$

某同学用如图所示的装置探究质量一定时物体的加速度a与所受合力F的关系。

（1）该同学用砂和砂桶的重力表示小车受到的合外力F，为了减少这种做法带来的实验误差，采取下列两项措施：
①用木块将长木板无滑轮的一端垫高来平衡摩擦力。不悬挂砂桶，给小车一初速度，若发现小车通过光电门1的遮光时间小于通过光电门2的时间，则应将木块向(“左”或“右”)移动；

②在改变砂子质量时需确保砂和砂桶的质量小车的质量。

A．略小于 B．远小于 C．略大于 D．远大于
（2）某次实验中，该同学在砂和砂桶的质量不变的情况下，多次改变小车静止释放点到光电门2的距离x，记录小车通过光电门2的时间t，利用所测数据做出 $\text{[math]}$ -x图象，求得其斜率为k，已知遮光片宽度为d，则小车的加速度为。

利用图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，砝码和砝码盘的总质量为m，打点计时器所接的交流电频率为50Hz，实验步骤如下：（）

A．按图甲所示安装实验装置，其中跨过动滑轮的两侧细线及弹簧测力计沿竖直方向；

B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车（未连细线）能沿长木板向下匀速运动；

C．挂上砝码盘，接通电源后再释放小车，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，求得小车在不同外力作用下的加速度。

根据以上实验过程，回到下列问题：

（1）对于上述实验，下列说法中正确的是______。

A . 小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等 B . 弹簧测力计的示数为小车所受合外力的大小 C . 实验过程中砝码处于超重状态 D . 砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量
（2）实验中打出的一条纸带如图乙所示，由该纸带可求得小车的加速度为m／s²。（结果保留2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的关系图象（如图丙所示）。则与本实验相符合的是

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：

（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）如图是实验中得到的—条纸带，A 、B、C、D、E、F为6个相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未标出。打点计时器每隔0.02s打—个点，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2位有效数字）

（3）某同学经过测量，计算得到如下数据，请在a-F图中做出小车加速度与所受的合外力的关系图像.

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）由图像可看出，该实验存在较大的误差，产生误差的主要原因是

在“探究加速度与力的关系”实验中，某小组设计了如图所示的实验装置．图中上下两层前端固定有光滑滑轮，两相同小车前端各系一条细线，细线跨过定滑轮并挂上一个砝码盘，盘中可放砝码，小车Ⅱ所挂砝码和砝码盘的总质量是小车Ⅰ所挂砝码和砝码盘总质量的两倍．将砝码和砝码盘的总重作为小车所受合外力，两小车尾部各系一条细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，按下装置两小车同时立即停止．某次实验时小车Ⅰ的位移为s₁ ，小车Ⅱ的位移为s₂ ．

（1）为了减小实验误差,下列说法正确的是（________）

A . 实验之前将轨道倾斜来平衡摩擦力，平衡摩擦力时需要挂上砝码盘和砝码 B . 实验之前将轨道倾斜来平衡摩擦力，平衡摩擦力时不需要挂上砝码盘和砝码 C . 砝码盘和砝码的总质量应远大于小车的质量 D . 砝码盘和砝码的总质量应远小于小车的质量
（2）若实验测得小车Ⅱ位移近似是小车Ⅰ位移的两倍，则可得实验结论是：在质量一定的情况下，物体的加速度与所受到的合外力成(填“正比”或“反比”)
（3）由于实验中将砝码和砝码盘的总重力作为小车所受合外力的大小，因此s₁和s₂的大小关系是（________）

A . 2s₁>s₂ B . 2s₁=s₂ C . 2s₁<s₂

在“探究加速度与物体所受合力的关系”的实验中，实验装置如图甲所示，设带有定滑轮的小车质量为M，沙和沙桶的总质量为m，打点计时器所接的交流电的频率为50Hz。

（1）对于上述实验，下列说法正确的是______。

A . 需要用天平测出沙和沙桶的总质量 B . 调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车（未连细线）能沿长木板向下匀速运动 C . 与小车定滑轮相连的轻绳与桌面要平行 D . 小车靠近打点计时器，先接通电源后释放小车
（2）若在实验中得到一条纸带如图乙所示，O、A、B、C、D为五个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。根据纸带数据，可求出小车的加速度a=m/s²（结果保留2位有效数字）。
（3）该实验，沙和沙桶的总质量m（选填“需要”或“不需要”）远小于小车的质量M；在实验过程中小车的加速度（选填“大于”“等于”或“小于”）沙和沙桶的加速度。
（4）以弹簧测力计的读数F为横坐标，通过纸带计算出的加速度为纵坐标，画出的a-F图象如图丙所示，则可求出小车的质量M=kg。

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甲所示，则

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（1）下列说法中正确的是____________

A . 实验中所用打点计时器应该接直流电源 B . 实验过程中，细线应该与长木板上表面平行 C . 实验过程中，小车的总质量应该远小于悬挂托盘及砝码的总质量 D . 本实验采用控制变量法分别探究小车的加速度与小车所受合外力及小车的质量之间的关系
（2）保证小车的总质量M不变，改变托盘及砝码的总质量m，通过每次打出的纸带求出相对应的小车加速度a．若某实验小组得到5组数据如图乙所示．以托盘及砝码的总质量m为横坐标，以小车的加速度为纵坐标，请在图丙中利用描点法画出相应图线．利用该图线可以求出小车的总质量M为kg(重力加速度g=10m／s²)，该图线不通过坐标原点的原因是．

如图甲所示，是“探究加速度与物体受力和质量的关系”的实验装置。部分实验步骤如下：

⑴将一端带有定滑轮的长木板放在水平桌面上，有定滑轮的一端伸出桌面，并将电火花计时器固定在木板的另一端，并接好电源；

⑵将力传感器固定在木板上的小车前端，然后，通过--轻细线跨过定滑轮与砂桶连接在一起，并在小车另一端固定一条光滑的纸带，同时将纸带穿过电火花计时器的限位孔；

⑶保证小车的质量不变，先往砂桶中添上适当的砂后接通电源，将小车由靠近电火花计时器处由静止释放，打出一条纸带，并记下此时力传感器的示数F，通过打出的纸带计算出小车运动的加速度a；

⑷再在砂桶中添加适当的砂，换用新的纸带，重复步骤(3)，得到多组 $\text{[math]}$ 数据，并作出小车运动的 $\text{[math]}$ 图像。则：

①实验中，若F要作为小车受到的合外力，那么，缺少了一个重要的步骤是；

②为了使实验结果更加准确或合理，下列说法中正确或必须的是；(填正确答案标号)

A．实验中必须满足砂和砂桶的总质量m远小于小车的总质量M

B．实验前可将小车由木板上任意位置释放，然后再接通电源

C．实验中应通过调节定滑轮的高度使细线与木板平面平行

D．实验中为了测出小车所受的合力应测出砂和砂桶的总质量m

③如图乙所示，为某次实验得到的一纸带，打出的每5个点作为一个计数点，其中， $\text{[math]}$ 为计数点，只测出了计数点 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 间的距离，所用电源的频率为 $\text{[math]}$ ，则由纸带数据测得小车运动的加速度大小为 $\text{[math]}$ (保留两位有效数字)；

④如图丙所示，是根据实验测得的多组 $\text{[math]}$ 数据做出的 $\text{[math]}$ 图像，由图可知，小车和力传感器的总质量m为kg，小车与木板间的滑动摩擦力为N。

物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如：

（1）实验仪器。用游标卡尺测某金属管的内径，示数如图1所示。则该金属管的内径为mm。
（2）数据分析。打点计时器在随物体做匀变速直线运动的纸带上打点，其中一部分如图2所示，B、C、D为纸带上标出的连续3个计数点，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。则打C点时，纸带运动的速度v_C = m/s（结果保留小数点后两位）。
（3）实验原理。图3为“探究加速度与力的关系”的实验装置示意图。认为桶和砂所受的重力等于使小车做匀加速直线运动的合力。实验中平衡了摩擦力后，要求桶和砂的总质量m比小车质量M小得多。请分析说明这个要求的理由。

某实验小组利用图（a）所示装置探究加速度与物体所受合外力的关系。主要实验步骤如下：

⑴用游标卡尺测量垫块厚度 $\text{[math]}$ ，示数如图（b）所示， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；

⑵接通气泵，将滑块轻放在气垫导轨上，调节导轨至水平；

⑶在右支点下放一垫块，改变气垫导轨的倾斜角度；

⑷在气垫导轨合适位置释放滑块，记录垫块个数 $\text{[math]}$ 和滑块对应的加速度 $\text{[math]}$ ；

⑸在右支点下增加垫块个数（垫块完全相同），重复步骤（4），记录数据如下表：

$\text{[math]}$	1	2	3	4	5	6
$\text{[math]}$	0.087	0.180	0.260		0.425	0.519

根据表中数据在图（c）上描点，绘制图线。

如果表中缺少的第4组数据是正确的，其应该是 $\text{[math]}$ （保留三位有效数字）。

某同学做“探究加速度与力、质量的关系”实验。

（1）该同学进行平衡摩擦力的操作如图甲所示，其中存在错误或不妥之处是（写出一处即可）。
（2）如图乙是该同学经正确操作后获得的一段纸带。已知实验所用交流电源的频率为 $\text{[math]}$ ，则计数点3的速度大小约为 $\text{[math]}$ （保留三位有效数字）。
（3）实验时，某同学经过操作后作出的小车加速度a与细绳拉力F之间的 $\text{[math]}$ 图像如图丙所示。此图线未过原点的原因可能是，此图线后半部分明显弯曲的原因可能是。

A．未平衡摩擦力 B．未计入槽码盘的质量

C．所挂槽码的总质量太大 D．所用小车的质量太大

某同学用图甲所示的装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验。实验时保持小车的质量M不变，用钩码m所受的重力大小作为小车受到的合力大小，用电火花打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度。

（1）实验先不挂钩码，反复调整垫块的左右位置，直到小车做匀速直线运动，这样做是为了；
（2）图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间有四个点迹没有标出，测出各计数点到A点的距离，如图乙所示.已知电火花打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，则此次试验中小车运动过程中C点的瞬时速度v_C=m/s，加速度的测量值a=m/s²；（结果均保留两位有效数字）
（3）实验时改变钩码的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度.根据测得的多组数据画出a-F关系图线，如图所示。此图像的AB段明显偏离直线，造成此现象的主要原因可能是______。（选填下列选项的序号）

A . 小车与平面轨道之间存在摩擦力 B . 平面轨道倾斜角度过大 C . 所挂钩码的总质量过大 D . 小车的质量过大

在学习了“探究加速度与力、质量的关系”的实验后，小张同学设计了一个新的实验用于验证加速度与合外力之间的关系，具体操作过程如下：

（a）如图甲，接通打点计时器电源，让小车从倾斜的斜面上由静止开始加速下滑，用纸带记录下它的运动情况。

（b）保持斜面的倾角不变，将一小桶用细线通过定滑轮与小车尾部相连，在桶中加入适当水量，使轻推小车时，小车能沿斜面向下做匀速直线运动，其简化示意图如图乙所示。

（c）用天平称出小车总质量为M，小桶和水的总质量m。

（d）改变斜面的倾角，重复以上步骤几次，研究加速度与合外力之间关系。根据该实验过程，回答下列问题：

（1）如图丙，电磁打点计时器与电源连接正确的是（填“A”或“B”）；纸带安装正确的是（填“C”或“D”）。
A． B． C． D．
（2）某次实验，在步骤（a）中得到了纸带如图丁，每两个计数点间还有四个计时点，则此次实验小车的加速度大小 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （保留一位小数）。
（3）已知重力加速度g，则步骤（a）中小车由静止开始匀加速下滑过程中的加速度大小可以表示为。（用题中所给的字母表示）
（4）该实验是否需要保证小车质量要远大于所挂物体的总质量？（填“是”或“否”）

某学习小组做“探究合力的功和物体速度变化关系”的实验如图，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W，当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致，每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。

（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和电源（填“交流”或“直流”）；
（2）实验中，适当垫高木板一端是为了平衡掉摩擦阻力，下列关于平衡摩擦阻力的说法正确的是____；

A . 放开小车，能够自由下滑即可 B . 放开小车，能够匀速下滑即可 C . 放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可 D . 放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
（3）若木板水平放置，小车在橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是____；

A . 橡皮筋处于原长状态 B . 橡皮筋仍处于伸长状态 C . 小车在两个铁钉的连线处 D . 小车已过两个铁钉的连线
（4）在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的（填“间距均匀”或“间距增加”）部分进行测量。

为了探究质量一定时加速度与力的关系。一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。（滑轮质量不计）

（1）实验时，以下操作正确且一定要进行的是____；

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，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计示数 D . 改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带 E . 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了如图所示的一条纸带（相邻两计数点间还有两个计时点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为f=50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度大小为m/s²（结果保留小数点后面两位）；
（3）某同学按正确的实验步骤操作后，以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a-F图像是一条直线，量出图线与横轴的夹角为θ，通过 $\text{[math]}$ 算出图线的斜率为k，则小车的质量为( )。

A . $\text{[math]}$ B . 2tanθ C . k D . $\text{[math]}$

4.2 探究加速度与力质量的关系 知识点题库

4.2 探究加速度与力质量的关系知识点题库