4.2 探究加速度与力、质量的关系 知识点题库
某课外兴趣小组利用如图甲所示的实验装置探究加速度与合外力、质量的关系：
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（1） 下列关于该实验的说法，正确的是 （选填选项前的字母）A . 实验开始时应先释放小车，再接通电源 B . 实验前应调节定滑轮的高度使细线与木板平行 C . 实验开始的时候，小车最好距离打点计时器近一点 D . 实验前要把木板不带滑轮的一端适当垫高平衡摩擦力
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（2） 从实验中挑选出一条点迹清晰的纸带，用刻度尺测量计数点间的距离如图乙所示，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz（相邻两个计数点间有四个点未画出）．
从图乙中所给的刻度尺上读出A、B两点间的距离s1=cm，计算打出C点时小车的速度vC=m/s，该小车的加速度a=m/s2（计算结果保留两位有效数字）．
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（3） 该小组在探究小车加速度a与小车质量M的关系中，作出了a﹣
的图线，如图丙所示，可求得小车受到的合外力大小为 N（计算结果保留两位有效数字）．
“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示．
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（1） 在平衡摩擦力后，挂上砝码盘，打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离（图中已标出），该小车的加速度a=m/s2 ． （结果保留两位有效数字）
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（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（如图丙所示）．
①分析此图线的OA段可得出的实验结论是：
②此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是
A．小车与轨道之间存在摩擦
B．导轨保持了水平状态
C．所挂钩码的总质量太大
D．所用小车的质量太大．
在“探究加速度与物体质量．物体受力的关系”实验中：
实验装置如图1所示：一木块放在水平长木板上，左侧拴有一不可伸长的细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连．木块右侧与穿过打点计时器的纸带相连，在重物牵引下，木块在木板上向左做匀加速运动．重物的质量为M，木块质量为m．
①如图2①所示，是甲同学用以上装置，通过打点计时器在纸带上打出的一些连续的点，它们之间的距离分别为S1、S2、S3、S4、S5、S6 ， 打点计时器所用交流电周期为T，根据给以上数据求：木块的加速度a=
②乙同学用同一套装置，根据测量数据画出了如图2②所示的a﹣F图线，原因可能是：
③丙、丁两位同学用同一套装置，画出了各自得到的a﹣F图线如图2③所示，说明这两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？，并比较其大小：用的较大（填“丙”或者“丁”）
④当M和m的大小关系满足时，才可以认为绳子对木块的拉力等于重物的重力．
“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验中，甲、乙两位同学实验时都先正确平衡摩擦力，甲在实验时用细线一端连接小车，另一端连接钩码，钩码的重力作为细线上的拉力，如图甲所示，乙同学利用钩码和小车之间连接的力传感器测出细线上的拉力如图乙所示，两位同学通过改变钩码的个数，确定加速度与细线上拉力F的关系
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（1） 为减小实验误差，甲同学在实验过程中，小车的质量要（填“＞”或“＜”）钩码的质量，乙同学在实验估测中，（填“需要”或“不需要”）满足这个条件
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（2） 甲、乙两位同学在实验中采用相同质量的小车，将甲、乙两位同学得到的实验数据在同一坐标系中作出a﹣F图象，如图丙所示图线①②，其中图线①是同学所作出的图象，图线②是同学所作出的图象．图象中随着F的增大，图线将发生弯曲．
如图所示是某同学设计的“验证加速度a与力F、质量m的关系”的实验装置图，如图甲，实验中认为细绳对小车的拉力F等于砂和砂桶的总重力，小车运动的加速度可由纸带求得。
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（1） 关于该同学对该实验的认识，下列说法中不正确的是（____）A . 处理实验数据时采用a–
图象，是为了便于根据图线直观地作出判断
B . 该实验采用了控制变量的思想方法
C . 平衡摩擦力时应该把打点计时器一端垫高，不挂砂桶时，小车能在木板上匀速运动
D . 在研究a-F关系时，实验中可以不测量砂和砂桶的总重力，绳中拉力F可以用测量的小车质量m和对应纸带测得的加速度a的乘积计算得到，即F=ma可得拉力F。
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（2） 实验室中所使用的打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，实验中打出的其中一条纸带如图乙所示，由该纸带可求得小车的加速度a=m/s2。（计算结果保留2位有效数字）
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（3） 某同学根据测得数据做出a-F图像，如图丙，此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是（______）
A . 小车与轨道之间存在摩擦 B . 导轨保持了水平状态 C . 所挂砂和砂桶的总质量太大 D . 所用小车的质量太大 -
（4） 有同学甲和同学乙分别把得到的a和F数据做到同一个a-F图像上，如图丁所示，图A、B分别是甲乙同学通过实验得到的数据，由图像可以看出，图像都不过原点，原因是：.
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（5） 由图丁的图像可知，他们使用的小车的质量分别为mA、mB ， 则他们的质量mAmB。（填“大于”、“等于”、“小于”）
某实验小组利用右图所示的装置探究加速度与力、质量的关系．
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（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拴在木块上 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，不需要重新调节木板倾斜度
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（2） 图是甲、乙两同学根据实验数据画出的图象。
形成图象甲的原因是
形成图象乙的原因是
某实验小组准备了如下所示实验仪器，请结合实验方案选择所需实验仪器并作答
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（1） 用图甲装置探究加速度与力和质量关系实验需用 （填写相应器材代号）；
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（2） 用图乙装置做“探究平抛运动规律”的实验中，下列说法正确的是________A . 斜槽轨道末端可以不水平 B . 斜槽轨道必须光滑 C . 要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些 D . 为较准确地描出小球运动的轨迹，必须用光滑曲线把所有的点连接起来
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（3） 用图丙“探究求合力的方法”的实验，采用的科学方法是__________A . 理想实验法 B . 等效替代法 C . 控制变量法 D . 建立物理模型法
为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图所示的实验装置：
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（1） 以下实验操作正确的是___________A . 将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在砝码及砝码盘的牵引下恰好做匀速运动 B . 调节滑轮的高度，使细线与木板平行 C . 先接通电源后释放小车 D . 实验中小车的加速度越大越好
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（2） 在实验中，得到一条如下图所示的纸带，A、B、C、D、E、F、G是计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T=0.1s，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出分别为3.09cm、3.43cm、3.77cm、4.10cm、4.44cm、4.77cm，则小车的加速度a=m/s2。(结果保留两位有效数字)
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（3） 有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他们在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条a－F图线，如右图所示。图线是在轨道倾斜情况下得到的(填①或“②)；小车及车中砝码的总质量m=kg。
某同学用如图甲所示的实验装置来“探究a与F、m之间的定量关系”：
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（1） 实验时，必须先平衡小车与木板之间的摩擦力．关于平衡摩擦力的操作方法，下列说法正确的是_______．A . 要保持砂桶和小车始终相连 B . 逐渐垫高木板右侧，直到小车恰好开始滑动 C . 逐渐垫高木板右侧，直到轻推小车能让小车恰好匀速滑动 D . 每次改变小车内砝码的数量，都要重新平衡摩擦力
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（2） 如果该同学平衡好了摩擦力，保持小车的质量M不变，多次改变砂桶与砂的总重力F(砂的质量最终达到
M)，分别测小车加速度a，根据得到的数据，在a一F图象中描点得到的图像应如图乙中，简述你的判断依据： ．
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（3） 该同学又设计了如图丙所示的装置来进行实验．在自制的双层架子上固定带有刻度标记的木板，架子放在水平桌面上，两辆相同小车质量均为M(足够大)，两个相同托盘质量均为m0 ， 每个砝码的质量均为m．实验主要操作步骤如下：
①平衡车子与木板间的摩擦力；
②让两辆小车紧靠右边的挡板，记下小车前端刻度尺读数s0 ， 在乙托盘中放入1个砝码，在甲托盘中放入2个砝码；
③同时释放两小车，当小车运动一段时间后(未到滑轮处)，用手机对整个装置进行拍照，读出照片中甲、乙小车前端刻度尺读数，分别为s1、s2.
根据本实验方案的原理，在本次实验中验证表达式(用题中所给物理量表示)成立，多次实验后即可验证“物体质量一定时，加速度与所受合外力成正比”．
为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图甲所示的实验装置．其中带滑轮的小车的质量为M，砂和砂桶的质量为m.(滑轮质量不计)
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（1） 下列实验步骤中时，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，同时记录弹簧测力计的示数 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
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（2） 该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带(两相邻计数点间还有四个点)，测得：x1＝1.40 cm，x2＝1.90 cm，x3＝2.38 cm，x4＝2.88 cm，x5＝3.39 cm，x6＝3.87 cm.小车加速度的大小是 m/s2.已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电(结果保留两位有效数字)．
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（3） 以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，作出的a－F图象是一条直线，如图丙所示，计算求得图线的斜率为k，测得图线与横轴的夹角为θ，则小车的质量为________．A .
B . 
C . k
D . 
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（1） 物理实验经常需要测量，以下用于测量时间的仪器是
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（2） 在下列学生分组实验中，利用控制变量思想进行研究的是______A . 研究平抛运动 B . 探究求合力的方法 C . 探究功与速度变化的关系 D . 探究加速度与力、质量的关系
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（3） 在“验证机械能守恒定律”实验中，得到一条纸带，取连续打出的点A、B、C、D作为计数点，各点间的距离如图所示。若打点计时器所用电源频率为50Hz，则打C点时纸带运动的速度为m/s。（保留3位有效数字）
如图为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系” 实验装置。用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，在长木板上相距L= 48.00 cm的A、B两点各安装一个速度传感器，分别记录小车到达A、B时的速率。
实验主要步骤如下：
①按图装配好装置。
②将拉力传感器固定在小车上
③把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；
④接通电源后自C点释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB；
⑤改变所挂钩码的数量，重复④的操作。
| 次数 | F | vB2-vA2 | a(m/s2) |
| 1 | 0.60 | 0.77 | 0.80 |
| 2 | 1.04 | 1.61 | 1.68 |
| 3 | 1.42 | 2.34 | |
| 4 | 2.62 | 4.65 | 4.84 |
| 6 | 3.00 | 5.49 | 5.72 |
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（1） 表中记录了实验测得的几组数据，
是两个速度传感器记录速率的平方差，则表格中缺少的中第3次记录的数据加速度a应为m/s2（结果保留三位有效数字）；
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（2） 依据表中数据，在坐标纸上作出a～F关系图线；
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（3） 比较实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已画出理论图线) ，造成上述偏差的原因是。
某同学在做“探究加速度与力、质量的关系”实验。
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（1） 下列实验仪器的放置和安装，你认为明显存在问题的是。
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（2） 该同学把九组实验测的数据都记录在同一表中，并求出加速度。请找出表中用来“探究加速度与力的关系”的五组实验数据：（填组号）。
组号
F/N
m/kg
①
0.29
0.86
0.34
②
0.14
0.36
0.39
③
0.29
0.61
0.48
④
0.19
0.36
0.53
⑤
0.24
0.36
⑥
0.29
0.41
0.71
⑦
0.29
0.36
0.81
⑧
0.29
0.31
0.93
⑨
0.34
0.36
0.94
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（3） 第⑤组在实验中得到的纸带如下图所示，相邻两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器的工作频率为50Hz。请根据纸带求出小车的加速度大小为
（结果保留两位有效数字）；另一位同学提出：实验中小车的加速度也可直接用这组数据中的力F除以质量m得到。你认为该同学的想法（填“正确”或“错误”）。 
某实验小组利用如图所示的装置探究物体的加速度a与其所受合力F的关系。两名同学根据实验数据，分别在坐标系内画出了a-F图，甲同学画出的图像如图所示，乙同学画出的图像如图所示。
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（1） 根据甲同学图像判定，当m一定时，a与F之间的关系是（选填“正比”或“反比”）。
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（2） 同样的实验装置，乙同学做出的图像不过坐标原点的主要原因是（选填“摩擦力平衡过度”或“摩擦力平衡不足”）。
用如图实验装置可以完成许多力学实验。
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（1） 如果用上述实验仪器，下面四个实验中，必须用到天平的是______（填对应字母）；A . 探究小车速度随时间变化的规律 B . 探究加速度与力、质量的关系 C . 探究功和速度变化关系 D . 探究机械能守恒定律
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（2） 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，测得小车连同车上砝码的总质量230g，则从下列物体中选取合适的物体取代实验装置中的沙桶，应选下图中的______；A .
B . 
C . 
D . 
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（3） 如图一条纸带，在纸带上标注了“0、1、2、3、4、5”六个计数点（每2个计时点标注一个计数点），实验测得“2”点的速度大小为m/s（结果保留2位有效数字）。
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（1） 在下列学生实验中，能用图1中所示装置完成的实验是___________
A . 验证自由落体运动的机械能守恒 B . 探究小车速度随时间变化的规律 C . 探究加速度与力、质量的关系 D . 探究功与物体速度变化的关系 -
（2） 小明在实验室整理时，收集到三条以前实验时所打的纸带，如图2所示。这些纸带中可能是落体法验证机械能守恒定律实验所打的纸带是，可能是用橡皮条探究做功与速度变化关系实验所打纸带的是，可能是用两辆小车碰撞探究碰撞中的不变量实验所打纸带的是。（选填“甲”“乙”“丙”）
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（3） 小明在用图3中Ⅰ所示实验装置探究做功与速度变化关系实验中，将测得的数据绘制成v-t图像（如Ⅱ所示），根据该图像可估算小车释放时橡皮条的伸长量为m。（保留两位有效数字）
在“探究加速度与力、质量的关系的实验”时，采用了如图甲所示的实验方案。操作如下：
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（1） 平衡摩擦力时，若所有的操作均正确，打出的纸带如图乙所示，应（填“减小”或“增大”）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹为止。
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（2） 已知小车质量为M，盘和砝码的总质量为m，要使细线的拉力近似等于盘和砝码和总重力，应该满足的条件是mM（填“远小于”、“远大于”或“等于”）。
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（3） 图丙为某次实验得到的纸带，纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离，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m/s2 ， 打下C点时小车运动的速度大小是m/s。（交流电的频率为50Hz，结果保留两位有效数字）
一同学利用气垫导轨测定滑块的加速度，滑块上安装了宽度为3.0cm的遮光板，如图所示，滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光板通过光电门1的时间为Δt1=0.30s，通过光电门2的时间为Δt2=0.10s，则滑块经过光电门1时的速度v1=0.1m/s，滑块经过光电门2时的速度v2=0.3m/s。
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（1） 若已知遮光板从开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间为Δt=4.0s，则滑块的加速度大小a=m/s2；
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（2） 若已知两光电门之间的距离为L=80.00cm，则滑块的加速度大小a′=m/s2；
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（3） 为了减小误差，可采取的办法是________。A . 增大遮光板的宽度 B . 减小遮光板的宽度 C . 增大两光电门的间距 D . 减小两光电门的间距
如图（甲）所示为某同学研究物体加速度与力和质量关系的实验装置示意图，图（乙）是该装置的俯视图。两个相同的小车，放在水平桌面上，前端各系一条轻细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里可放砝码。两个小车通过细绳用黑板擦固定，抬起黑板擦，小盘和砝码牵引小车同时开始做匀加速直线运动，按下黑板擦，两小车同时停止运动。实验中平衡摩擦力后，可以通过在小盘中增减砝码来改变小车所受的合力，也可以通过增减小车中的砝码来改变小车的总质量。该同学记录的实验数据如下表所示，则下列说法中不正确的是（ ）
实验次数 | 小车1总质量m1/g | 小车2总质量m2/g | 小车1受合力F1/N | 小车2受合力F2/N | 小车1位移x1/cm | 小车2位移x2/cm |
1 | 500 | 500 | 0.10 | 0.20 | 20.1 | 39.8 |
2 | 500 | 500 | 0.10 | 0.30 | 15.2 | 44.5 |
3 | 500 | 500 | 0.20 | 0.30 | 19.8 | 30.8 |
4 | 250 | 500 | 0.10 | 0.10 | 39.7 | 20.0 |
5 | 300 | 400 | 0.10 | 0.10 | 20.3 | 15.1 |
6 | 300 | 500 | 0.10 | 0.10 | 30.0 | 18.0 |
A . 研究小车的加速度与合外力的关系可以利用第1、2、3三次实验数据
B . 研究小车的加速度与小车总质量的关系可以利用第2、3、6三次实验数据
C . 同时释放后两小车均做匀加速直线运动
D . 可以通过比较两个小车的位移来比较两个小车加速度大小
某同学利用水平放置的气垫导轨装置探究加速度与力的关系，如图甲所示。
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（1） 用游标卡尺测得遮光条宽度d如图乙所示，其读数为mm；
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（2） 用天平称出沙桶的总质量m（远小于滑块A质量），将滑块置于气垫导轨右端，用刻度尺测得遮光条到光电门B的水平距离s。让A在沙桶拉力作用下由静止开始运动，测得遮光条经光电门的遮光时间
。由此可得出滑块运动的加速度
，受到的合力
。（均用上述题中测得的物理量符号表示，重力加速度为g）；在桶中加入适量的沙子，重复实验，得到多组a、F值，绘制
图像，由此可得出结论。
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