第2节 科学探究:加速度与力、质量的关系 知识点题库

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．

某同学利用如图甲所示装置探究“加速度与力、物体质量的关系”，图中装有砝码的小车放在长木板上，左端栓有一不可伸长的细绳，跨过固定在木板边缘的滑轮与一砝码盘相连．在砝码盘的牵引下，小车在长木板上做匀加速直线运动，图乙是该同学做实验时打点计时器在纸带上打出的一些连续的点，该同学测得相邻点之间的距离分别是S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆ ， 打点计时器所接交流电的周期为T．小车及车中砝码的总质量为M，砝码盘和盘中砝码的总质量为m，当地重力加速度为g．

根据“探究加速度与力、质量的关系”的实验完成下面的题目．

用图甲所示的实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验．

小车放在木板上，小车前端系一条细绳，绳的一端跨过定滑轮挂一个小盘，盘中可放重物，在实验中认为小盘和重物所受的重力等于小车做匀加速运动的力．

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

                                 

某同学探究钩码加速度与合外力的关系，其实验装置如图所示，一端带有定滑轮的长木板固定在桌面上，用轻绳绕过定滑轮及光滑的动滑轮将滑块与弹簧测力计相连。实验中保持钩码的质量不变，在滑块上增加砝码进行多次测量，每一次滑块均从同一位置P由静止释放，在钩码带动下滑块向右运动，此过程中，记录弹簧测力计的示数F和光电门的遮光时间t，用弹簧测力计测得钩码受到的重力为G，用刻度尺测得P与光电门间的距离为s，用螺旋测微器测得滑块上窄片的宽度为d。

在“验证加速度与力、质量的关系的实验时,采用了如图所示的实验方案。操作如下:

在利用如图所示装置“探究加速度与力、质量关系”实验中：

某同学将力传感器固定在车上用于探究“加速度与力、质量之间的关系”，如图甲、乙所示。

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 数据，并作出小车运动的 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， 为计数点，只测出了计数点 和 间的距离，所用电源的频率为 ，则由纸带数据测得小车运动的加速度大小为 (保留两位有效数字)；

④如图丙所示，是根据实验测得的多组 数据做出的 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。

为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙两同学设计了如图所示的实验装置，其中M为带小滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量，m₀为小滑轮的质量。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。

“探究加速度与力的关系”的实验装置如图甲所示。

某同学做“探究加速度与力、质量的关系”实验。

利用如图甲所示的装置可以验证牛顿第二定律。

如图甲所示为探究加速度随质量变化的关系的实验装置。

某兴趣小组通过如图所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系。

在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某实验小组利用如图甲所示的装置进行实验，平衡摩擦力后，在保持沙和桶总质量不变的情况下，增加小车质量M，放开砂桶，小车加速运动，处理纸带得到小车运动的加速度为a；重做实验多次，得到多组数据。

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：

如图，甲是用来探究加速度和力之间关系的实验装置示意图，乙是其俯视图。两个小车，放在带有定滑轮的木板上，两小车前端各系一条细绳，细绳跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里放有砝码。两个小车后端各系一条细线，细线后端用夹子固定。打开夹子，小盘和砝码通过细绳牵引小车运动；合上夹子，夹子夹住细线，两小车同时停止运动。