第2节科学探究:加速度与力、质量的关系知识点题库

某同学将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器挂钩上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，根据所测数据在坐标系中作出了如图甲所示的a﹣F图象；

（1）图线不过坐标原点的原因是；
（2）本实验中是否仍需要细沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量（填“是”或“否”）；
（3）由图象求出小车和传感器的总质量为 kg．
（4）图乙是某同学在正确操作下获得的一条纸带，打点计时器的频率为50Hz，其中0、1、2、3、4每两点之间还有4个点没有标出．各计数点到0点的距离已在图中标出，根据图可求得计数点2所代表时刻的瞬时速度大小v₂=m/s，小车的加速度a=m/s² ．（保留两位有效数字）

某实验小组成员要做探究加速度与合外力、质量关系实验．

（1）实验前要平衡摩擦力，关于平衡摩擦力，下列说法正确的是．

A . 平衡摩擦力的方法就是，通过改变悬挂钩码的质量，使小车能匀速滑动 B . 平衡摩擦力的目的，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力 C . 平衡摩擦力时，若小车能从垫斜的木板上静止开始下滑，则表明摩擦力与重力沿斜面方向的分力平衡 D . 若改变小车的质量，则需要重新平衡摩擦力
（2）实验中打点计时器使用的电源频率为50Hz，如图1为实验中打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为依次选取的7个计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出，从纸带上测出x₁=4.20cm，x₂=5.52cm，x₃=9.42cm，x₄=10.70cm，则木块加速度的大小a=m/s²（保留两位有效数字）．
（3）小组成员中甲、乙两同学先后在同一实验装置中做研究加速度与合外力关系实验，根据各自测得的数据在同一坐标纸上作出a﹣F图像如图2所示，根据图像可知，这两个同学实验操作时，都没有，若甲、乙两同学所用小车的质量分别为m_甲、m_乙，由图可知，m_甲 m_乙，（选填“大于”“小于”或“等于”）

用如图1所示装置做“验证牛顿第二定律”的实验．实验中小车及砝码的总质量为m₁ ，钩码质量为m₂ ，并用钩码所受的重力作为小车受到的合力，用纸带测出小车运动的加速度．

（1）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 . 本实验中m₁应远大于m₂ D . 在用图象探究加速度与质量关系时，应用a﹣ $\text{[math]}$ 图象
（2）下图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都有4个点迹没有标出，测出各计数点到A点之间的距离，如图2所示．已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端，则此次实验中小车运动的加速度的测量值a=m/s² ．（结果保留两位有效数字）
（3）实验时改变所挂钩码的质量，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3所示．此图线的AB段明显偏离直线，造成此现象的主要原因可能是

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

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．

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：．

某同学利用如图所示实验装置“探究加速度与力、质量的关系”

（1）实验中打点计时器应接电源（选填“交流”或“直流”）；为了用沙和沙桶的重力表示绳上拉力，实验中小车质量应沙和沙桶的总质量．（选填“远大于”、“远小于”或“等于”）
（2）该同学实验中打出了一条纸带，如图2所示，计时器打点的时间间隔为0.02s，从比较清晰的点起，每5个点取1个计数点，量出相邻两个计数点之间的距离分别为：OA=1.40cm，AB=1.70cm，BC=2.00cm，CD=2.30cm，由此可知，小车的加速度大小为m/s² ．
（3）在实验中保持小车质量不变，改变沙和沙桶的总质量，测的沙和沙桶的总重力F和加速度a的数据如表：
①根据测得的数据，在图3中作出a=F图象；
F/N
0.21
0.30
0.40
0.49
0.60
a/（m•s^﹣2）
0.10
0.21
0.29
0.41
0.49
②由图象可知，小车与长木板之间的最大静摩擦力大小为N（结果保留两位有效数字）．

在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列做法中正确的是（）

A . 实验时，先接通打点计时器电源，再放开小车 B . 平衡摩擦力时，应将装砝码的砝码盘用细绳通过定滑轮系在小车上 C . 改变小车的质量再次进行实验时，需要重新平衡摩擦力 D . 砝码及砝码盘所受重力就是小车做加速运动的拉力

某同学在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图所示装置进行实验。

若某同学多次测量做出a﹣F图象如图所示，发现该图线不通过原点，且图线的BC段明显偏离直线，分析可能的原因（）

A . 摩擦力平衡过度 B . 平衡摩擦力时倾角太小 C . 所用小车的质量太大 D . 所挂桶和沙的总质量太大

在探究“加速度与力、质量的关系”实验中，某同学组装了如图甲所示的装置．

（1）保持小车质量不变，该同学通过实验数据画出图乙所示的a－F图象．为了使图线通过坐标原点，图甲中垫木应向（选填“左”或“右”）移一些．
（2）下图是实验中获得的一条点迹清晰的纸带，O点为纸带上一清晰点迹，A、B、C为另外三个连续计数点，计数点OA间点迹未画出，已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，则相邻两个计数点AB之间的时间间隔为s，打B点时小车的瞬时速度大小为m/s．

某同学用如图甲所示装置做探究加速度与合外力关系的实验。（当地重力加速度为g）

图片_x0020_100017

⑴实验前，先用游标卡尺测出遮光片的宽度，读数如图乙所示，则遮光片的宽度d=mm。

⑵实验时，先取下细线和钩码，适当垫高长木板没有定滑轮的一端，将小车轻放在0点，轻推小车，使小车沿木板运动，小车通过两个光电门A、B时，连接光电门的计时器显示遮光片遮光时间分别为△t₁、△t₂ ，如果△t₁=△t₂ ，则表明平衡了摩擦力。平衡好摩擦力后，撤去光电门A，连好细线，挂上钩码。

⑶让小车从O点静止释放，记录小车通过光电门时遮光片遮光时间△t，记录钩码的质量m。

⑷实验时满足钩码质量远小于小车质量，改变所挂钩码的质量m，重复实验步骤（3）多次。

⑸为了能通过图像直观地得到实验的结果，需要作出下面的关系图像。（填选项代号）

A.（△t）²-m B.△t-m C. $\text{[math]}$ -m D. $\text{[math]}$ -m

在用图甲所示的装置“验证牛顿第二定律”的实验中，保持小车质量一定时，验证小车加速度a与合力F的关系。

①除了电火花计时器、小车、砝码、砝码盘、细线、附有定滑轮的长木板、垫木、导线及开关外，在下列器材中必须使用的有（选填选项前的字母）。

A.220V、50Hz的交流电源

B．电压可调的直流电源

C．刻度尺

D．秒表

E．天平（附砝码）

②为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，以下操作正确的是。

A．调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行

B．在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将砝码和砝码盘通过细线挂在小车上

C．在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上

③某同学得到了图a所示的一条纸带，由此得到小车加速度的大小a＝m/s²（保留二位有效数字）。

④在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg，已知三位同学利用实验数据做出的a－F图像如图丙中的1、2、3所示。下列分析正确的是（选填选项前的字母）。

A．出现图线1的原因可能是没有平衡摩擦力

B．出现图线2的原因可能是砝码和砝码盘的质量不合适

C．出现图线3的原因可能是在平衡摩擦力时长木板的倾斜度过大

⑤在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg，由此造成的误差是（选填“系统误差”或“偶然误差”）。设拉力的真实值为F真，小车的质量为M，为了使 $\text{[math]}$ ，应当满足的条件是 $\text{[math]}$ 。

（1）在“探究加速度与力、质量的关系”这一实验中甲乙两位同学根据实验数据画出的小车的加速度a和小车所受拉力F的图像分别为图中的直线Ⅰ和直线Ⅱ，直线Ⅰ、Ⅱ在纵轴或横轴上的截距较大，明显超出了误差范围，下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释，其中可能正确的是_____

A . 实验前甲同学没有平衡摩擦力 B . 甲同学在平衡摩擦力时把长木板的末端抬得过高了 C . 实验前乙同学没有平衡摩擦力 D . 乙同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了
（2）如图给出了该次实验中，从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中1、2、3、4、5都为记数点，其中x₁=1.41cm，x₂=1.91cm，x₃=2.39cm，x₄=2.91cm．由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度大小v₄＝m／s，小车的加速度大小a＝m／s² ．

某同学利用如图甲所示的实验装置来探究加速度与合外力的关系，小车的质量为M,沙桶与沙的总质量为m，通过改变m来改变小车所受合外力的大小，小车的加速度a可由打点计时器打出的纸带数据求出，现保持小车的质量M不变，逐渐增大沙桶的总质量m进行多次实验，得到多组a、F的值（F为弹簧测力计的示数）

图片_x0020_100014

（1）图乙为上述实验中打出一条纸带，计数点A为小车刚释放时打下的第一个实验点，每两个计数点之间还有4个实验点没画出，打点计时器的所使用的交流电的频率为50Hz，则打出计数点C 时，小车的速度大小为m/s,小车的加速度为m/s² (计算结果保留1位有效数字）
（2）根据实验数据画出了如图丙所示的一条过坐标原点的倾斜直线，其中纵轴为小车的加速度，则横轴应该是：（____________）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . mg D . F
（3）当沙与沙桶的总质量较大，导致a较大时，关于丙图的下列说法中正确是：（_________）

A . 图线逐渐偏向纵轴 B . 图线逐渐偏向横轴 C . 图线仍保持原方向不变

“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图所示．

图片_x0020_100017

（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砝码及砝码盘的总重力，应满足的条件是.
（2）某同学在实验中打出的一条纸带如图所示，他选择了几个计时点作为计数点，相邻两计数点间还有4个计时点没有标出，其中x₁＝7.06 cm、x₂＝7.68 cm、x₃＝8.30 cm、x₄＝8.92 cm，那么打B点的瞬时速度大小是m/s；纸带加速度的大小是m/s²(计算结果保留两位有效数字)．

利用如图甲所示装置，可以完成实验一“探究小车速度随时间变化规律”实验二“探究加速度与力、质量的关系”，实验三“探究功与速度变化的关系”。

（1）三个实验中___________

A . 都必须平衡摩擦力 B . 都必须使细线平行轨道 C . 都必须使用学生电源 D . 小车质量都必须远远大于重物质量
（2）图乙中（a）（b）（c）分别为三个实验中所作的图像，下列说法正确的是___________

A . 图（a）中图像没有过原点，所以实验数据错误 B . 图（b）中图像没有过原点可能是因为没有平衡摩擦力 C . 图（c）说明做功与速度的平方成正比
（3）如图丙所示是实验二中打出的一条纸带的一部分，C、D、E是纸带上连续的三个计数点（相邻记数点间还有四个计时点），已知电源频率是50Hz，则计数点D对应的小车速度大小为m/s。（结果保留两位有效数字）
（4）在实验三中，要得到功的具体数值来探究功与速度变化的关系，需要直接测量的物理量有___________

A . 小车的质量 B . 小桶和重物的总质量 C . 纸带上记数点的位移 D . 小车运动的时间

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，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，两光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m。回答下列问题：

（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？
答：。
（2）若取M＝0.4 kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是________。

A . m＝5 g B . m＝15 g C . m＝40 g D . m＝400 g
（3）在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，写出该加速度的表达式：。（用Δt₁、Δt₂、D、x表示）

为了“验证牛顿第二定律”，某同学设计了如下实验方案：

A．实验装置如图甲所示，一端系在滑块上的轻质细绳通过转轴光滑的轻质滑轮，另一端挂一质量为m=0.5kg的钩码。用垫块将长木板有定滑轮的一端垫起，调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块将沿长木板向下做匀速直线运动；

B．保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，连接纸带，接通打点计时器的电源，然后让滑块沿长木板滑下，打点计时器打下的纸带如图乙所示。请回答下列问题：

（1）图乙中纸带的端与滑块相连（选填“左”或“右”）。
（2）图乙中相邻两个计数点之间还有4个点未画出，打点计时器接频率为50Hz的交流电源，根据图乙求出滑块的加速度a=m/s²（结果保留三位有效数字）。
（3）实验中（填“一定要”或“不必要”）保证钩码的质量远小于滑块的质量。

某实验小组以图甲所示实验装置“探究加速度与物体受力和质量的关系”，图中小车的质量为 $\text{[math]}$ ，小钩码的质量为 $\text{[math]}$ 。

（1）常见的电火花打点计时器使用频率为 $\text{[math]}$ ___________电源。

A . $\text{[math]}$ 直流 B . $\text{[math]}$ 交流 C . $\text{[math]}$ 直流 D . $\text{[math]}$ 交流
（2）实验时应___________

A . 先放开小车，再通电 B . 先通电，再放开小车 C . 每次改变小车质量时，需要重新平衡摩擦力 D . 每次改变小车质量时，不必重新平衡摩擦力
（3）如图乙所示为某一次记录小车运动情况的纸带，图中 $\text{[math]}$ 为相邻的记数点，两相邻记数点间有4个计时点未标出，则小车的加速度 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ； $\text{[math]}$ 点的瞬时速度 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。（结果保留3位有效数字）
（4）多次测量作出小车加速度 $\text{[math]}$ 与小钩码重力 $\text{[math]}$ 的图像如图所示，则小车的质量为 $\text{[math]}$ （结果保留3位有效数字）。
（5）图中作出的 $\text{[math]}$ 图像与纵坐标上有截距出现这一情况的原因是：。
（6）若小钩码的重力越来越大时，小车的加速度将趋近于 $\text{[math]}$ 。

某同学用如图所示的装置来探究“加速度与力、质量的关系”。

（1）该装置不能完成实验，原因是：。
（2）改正错误后，先保持小车质量不变，改变所挂钩码的质量，测出小车在不同钩码作用下的加速度，从而可探究加速度与力的关系，这种实验方法叫（选填“控制变量法”、“等效替代法”）。
（3）保持所挂钩码的质量不变，改变小车质量，作出小车加速度a与小车质量m之间的关系图像，下列可能正确的是____。

A . B . C . D .

图甲为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置图。

（1）关于该装置，下列说法中正确的是____；

A . 平衡摩擦力的目的是为了使小车受到的合力等于细线对小车的拉力 B . 平衡摩擦力时应使小车连接纸带，并挂上细线和小桶 C . 实验需满足沙、桶的总质量远小于小车的质量 D . 该装置正确平衡摩擦力后，还可用于“验证机械能守恒定律”实验
（2）图乙是打出纸带的一段，已知打点计时器使用的交流电频率50H_Z ，由图可知，纸带上 $\text{[math]}$ 点时小车的瞬时速度vB=m/s，木块的加速度a=m/s²（结果保留两位有效数字）；

（3）下表记录了小车总质量一定时，合力大小 $\text{[math]}$ 与对应的加速度 $\text{[math]}$ 的几组数据，请在坐标图中描点作出 $\text{[math]}$ 图线；

次数	1	2	3	4	5	6
F/N	0.147	0.196	0.245	0.294	0.343	0.392
a/（m·s^-2）	0.21	0.30	0.34	0.54	0.56	0.58

（4）某学生在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大。他所得到的 $\text{[math]}$ 关系可能是下列哪个图（图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力）。

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

F/N	0.21	0.30	0.40	0.49	0.60
a/（m•s^﹣2）	0.10	0.21	0.29	0.41	0.49

第2节 科学探究:加速度与力、质量的关系 知识点题库

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