2 探究加速度与力、质量的关系 知识点题库

某同学在进行“探究加速度与力和质量的关系”实验时,经历了以下过程:

  1. (1)

    在实验准备过程中,发现实验室有两种打点计时器,如图甲所示,该同学决定使用打点计时器,则应选用图中(选填“左”或“右”)计时器;

  2. (2)

    用一条纸袋穿过打点计时器,该同学发现有图乙中的两种穿法,感到有点犹豫,你认为(选填“左”或“右”)边的穿法效果更好;

  3. (3)

    该同学欲通过图内所示装置打出纸袋(图丁)来判断是否已经平衡摩擦力.根据纸带的点迹可以判断,为进一步平衡摩擦力,图丙中垫块应该向(选填“左”或“右”)移一些.

“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验中,某同学用如图甲所示装置进行实验,重物通过跨过滑轮的细线拉小车.

  1. (1) 该同学在实验中打出了一条纸带,纸带上A、B、C、D、E这些点的间距如图乙中标示,其中每相邻两点间还有4个计时点未画出,根据测量结果计算:①打C点时纸带的速度大小为 m/s;②纸带运动的加速度大小为 m/s2(结果保留3位有效数字)

  2. (2) 若该同学平衡好摩擦力后,将5个相同的砝码都放在小车上,然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度,根据小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据作出的a﹣F图线来探究加速度与合外力的关系,此实验操作(“能”或“不能”)探究加速度与质量的关系.

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1所示的实验装置.该同学在实验中得到如图所示的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,计数点间的距离如图2所示.

  1. (1) 根据图中数据计算的点4的速度为v=m/s,加速度a=m/s2 (均保留三位有效数字).

  2. (2) 以拉力传感器的示数F为横坐标,加速度a为纵坐标,画出的a﹣F图象是一条直线,测得图线的斜率为k,则小车的质量为

如图1所示,为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置.

  1. (1) 在该实验中必须采用控制变量法,应保持不变,用钩码所受的重力大小作为,用DIS测小车的加速度.

  2. (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2所示).分析此图线的OA段可得出的实验结论是

  3. (3) (单选题)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.
实验:用如图1所示的装置探究加速度a与力F的关系,带滑轮的长木板水平放置,弹簧测力计固定在墙上.

  1. (1) 实验时,一定要进行的操作是       (填选项前的字母).

    A . 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,根据纸带的数据求出加速度a,同时记录弹簧测力计的示数F. B . 改变小车的质量,打出几条纸带 C . 用天平测出沙和沙桶的总质量 D . 为减小误差,实验中一定要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量
  2. (2) 在实验中,有同学得到一条打点的纸带,取打点清晰部分做如下标记,如图2所示,已知相邻计数点间还有4个点没有画出来,打点计时器的电源频率为50Hz,则小车加速度的大小为a=m/s2 . (结果保留3位有效数字)

  3. (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a﹣F图象,可能是图3中的图线

图1所示为某同学研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”的实验装置示意图.

  1. (1) 下面列出了一些实验器材:

    电磁打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码、砂和砂桶、刻度尺.

    除以上器材外,还需要的实验器材有:      

    A . 秒表 B . 天平(附砝码) C . 低压交流电源 D . 低压直流电源
  2. (2) 实验中,需要补偿打点计时器对小车的阻力及其它阻力:小车放在木板上,后面固定一条纸带,纸带穿过打点计时器.把木板一端垫高,调节木板的倾斜度,使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做运动.
  3. (3) 实验中,为了保证砂和砂桶所受的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力,砂和砂桶的总质量m与小车和车上砝码的总质量M之间应满足的条件是.这样,在改变小车上砝码的质量时,只要砂和砂桶质量不变,就可以认为小车所受拉力几乎不变.
  4. (4) 如图2所示,A、B、C为三个相邻的计数点,若相邻计数点之间的时间间隔为T,A、B间的距离为x1 , B、C间的距离为x2 , 则小车的加速度的表达式a=.已知T=0.10s,x1=5.90cm,x2=6.46cm,则a=m/s2(结果保留2位有效数字).
利用力传感器研究 “加速度与合外力的关系”实验装置如图甲所示。

  1. (1) 该实验是否需要满足砂和砂桶的总质量远小于小车(含力传感器)的质量?(填“需要”或“不需要”)
  2. (2) 从实验中挑选一条点迹清晰的纸带,每5个点取一个计数点,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。

    从图中所给的刻度尺上读出B、C两点间的距离 =cm;该小车的加速度a = (计算结果保留两位有效数字),实验中纸带的(填“左”或“右”)端与小车相连接。

某学生做“验证牛顿第二定律”的实验在平衡摩擦力时,把长木板的一端垫得过高,使得倾角偏大。他所得到的a-F关系可用下列哪根图线表示?图中a是小车的加速度,F是细线作用于小车的拉力。(   )
A . B .     C . D .
在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时,采用如图所示的实验装置,小车及车中的砝码质量用M表示,盘及盘中的砝码质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带上由打点计时器打出的点计算出:

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  1. (1) 当M与m的大小关系满足时,才可以认为细线对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力.
  2. (2) 一组同学在保持盘及盘中的砝码质量一定的情况下,探究加速度与小车质量的关系,以下做法正确的是________.
    A . 平衡摩擦力时,应将盘及盘中的砝码用细线绕过定滑轮系在小车上 B . 每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力 C . 实验时,先放开小车,再接通打点计时器电源 D . 小车运动的加速度可用天平测出m和M,直接用公式a= 求出 
  3. (3) 在保持小车及车中的砝码质量M一定,探究加速度与所受合外力的关系时,由于平衡摩擦力时操作不当,两位同学得到的a-F关系分别如图中甲、乙所示(a是小车的加速度,F是细线作用于小车的拉力).

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    其原因分别是:

    甲图:

    乙图:.

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 ,应当满足的条件是

研究性学习小组的同学欲探究小车质量不变时其加速度与力的关系,该小组在实验室设计了一套如图所示的装置,图中A为小车,B为打点计时器,C为力传感器(测绳子的拉力),P为小桶(内有砂子),M是一端带定滑轮的水平放置的足够长的木板。不计绳子与滑轮间的摩擦。

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  1. (1) 要顺利完成该实验,除图中实验仪器和低压交流电源(含导线)外,还需要的实验仪器是(填“刻度尺”、“天平”或“秒表”)。

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  2. (2) 平衡摩擦力后再按上述方案做实验,是否要求砂桶和沙的总质量远小于小车的质量? 。(填“是”或“否”)
  3. (3) 已知交流电源的频率50Hz,某次实验得到的纸带如图所示,图中相邻计数点之间还4个点未画出,由该纸带可求得小车的加速度a= m/s2。(结果保留2位效数字)
某实验小组设计了如图甲所示实验装置“探究加速度与物体受力的关系”.图中A为滑块.B为装有砝码的小盘,C为放置在水平桌面上一端带有定滑轮的长木板,滑块通过纸带与电磁打点计时器(未画出)相连.

①.小组成员先用弹簧测力计测量滑块的重力(如图乙).由图可知滑块的重力GA=N.(保留2位有效数字)

②.小组成员接着将滑块与砝码盘用细绳连接,将细绳挂在滑轮上,使滑轮和滑块间的细绳处于水平然后在砝码盘中添加砝码.在规范操作的情况下.得到了滑块加速度《与砝码盘及砝码总重力F的关系.将实验数据描绘在a—F图象中,得到一条实验图线如图 丙所示.该图线与横轴的交点数值F0=0.87N,据此可计算出滑块与木板间的动摩擦因数μ=(保留2位有效数字)

③.该图线在a较小(a<lm/s2)时基本上是一直线.该直线段的斜率(填选项前面的代号)

A.只跟GA有关

B.只跟F0有关

C.跟GA和F0之和有关

D.只跟μ有关

某同学用如图所示的实验装置探究滑块的加速度与合外力的关系。

气垫导轨下面的位置标尺0刻度在左侧,调整气垫导轨使之水平,在导轨左边某位置固定一光电门,记下光电门的位置x1。把轻绳一端连在拉力传感器上,另一端与滑块相连,钩码通过动滑轮挂在定滑轮与传感器之间。将滑块放在导轨右侧某位置,记下滑块上遮光条的初始位置x2。开通气源,由静止释放滑块,滑块向左运动,通过光电门时记录滑块上遮光条的遮光时间为t。

  1. (1) 实验中通过改变钩码的质量或者改变钩码的个数来改变滑块受到的合外力,(填“需要”或者“不需要”)考虑钩码的质量远小于滑块的质量;
  2. (2) 该同学测得遮光条的宽度为d。则钩码的加速度大小a=(用题设条件中物理量的字母表示)。
如图甲所示为“探究加速度与力的关系”的实验装置。

 

  1. (1) 为了减小实验误差,砝码和砝码盘的总质量应 选填“远大于”“远小于”或“等于” 小车的质量 每次改变小车质量 或砝码质量 时, 选填“需要”或“不需要” 重新平衡摩擦力;
  2. (2) 按照正确的操作,实验打出的一条纸带如图乙所示,图中相邻的点间还有四个点未画出。已知打点计时器所接交流电的频率为50Hz,则小车运动到C点的速度大小为m/s;小车运动的加速度大小为 m/s2 结果均保留两位有效数字
  3. (3) 某同学在平衡摩擦力时把木板的一端垫得过高,所得的a-F图像为下图中的

               
  1. (1) 如图所示为“探究小车加速度与合外力、质量的关系”的实验装置”下列实验也可以用此装置完成探究的是___________.

    A . 探究小车速度随时间变化的关系 B . 探究功与速度的关系 C . 验证机械能守恒定律 D . 探究碰撞中的不变量
  2. (2) 小张同学利用此装置探究小车加速度与合外力、质量的关系,打出的一条纸带如下图所示。已知打点频率为50Hz,图中计数点为连续打出的5个点,则小车的加速度为m/s2(保留2位有效数字)。

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  3. (3) 根据(2)中的结果,你认为小张的实验操作是否妥当?请说明你的理由
用如图1所示实验装置探究加速度与力、质量的关系。小车的质量为M,吊盘和砝码的质量为m。

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  1. (1) 使用该装置做探究实验,为了方便需要平衡小车受到的阻力,小车拖动纸带运动,纸带上打出一系列的点,就表示平衡阻力了。
  2. (2) 在探究小车加速度与力的关系过程中,需要控制不变;在探究小车加速度与质量的关系过程中,需要控制不变。
  3. (3) 在该探究实验中,除了图1中实验装置外,还需要的测量工具有
  4. (4) 在做该探究实验过程中,小车运动的加速度,需要利用打点计时器打出的纸袋上的点进行计算。如图2是某次实验打出的计数点,相邻两个计数点之间的时间为T,由此纸带上的记录的点计算小车加速度的表达式为a=

    图片_x0020_100015

  5. (5) 保持小车所受拉力不变,改变小车的质量M,分别测得不同质量时小车加速度a的数据如表所示。请在图3的坐标纸上做出a- 图像。

    试验记录,小车受到的拉力不变。

    次数

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    质量M/kg

    0.25

    0.29

    0.33

    0.40

    0.50

    0.71

    1.00

    1.67

    加速度a/(m·s-2

    0.618

    0.557

    0.482

    0.403

    0.317

    0.235

    0.152

    0.086

    质量倒数 /kg-1

    4.00

    3.45

    3.03

    2.50

    2.00

    1.41

    1.00

    0.60

    图片_x0020_100016

  6. (6) 根据a-- 图3像可以到的结论是
如图甲所示是某研究性学习小组探究小车加速度与力关系的实验装置,长木板置于水平桌面上,一端系有砂桶的细绳通过滑轮与固定的拉力传感器相连,拉力传感器可显示绳中拉力F的大小,改变桶中砂的质量进行多次实验。完成下列问题:

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  1. (1) 实验时,下列操作或说法正确的是______。
    A . 本实验不需要平衡摩擦力 B . 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,同时记录拉力传感器的示数 C . 选用电磁打点计时器比选用电火花计时器实验误差小 D . 为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
  2. (2) 实验中得到一条纸带,相邻计数点间有四个点未标出,各计数点到A点的距离如图乙所示。电源的频率为50Hz,则打点计时器打B点时砂桶的速度大小为m/s。
  3. (3) 以拉力传感器的示数F为横坐标,以加速度a为纵坐标,画出的a—F图象可能正确的是

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  4. (4) 若作出a—F图线,求出其“斜率”为k,则小车的质量为
甲乙两位同学用如图甲所示的实验装置做探究性实验。甲同学做“探究小车速度随时间变化的规律”实验,乙同学做“探究加速度与力、质量的关系”实验。

  1. (1) 本装置中要用到打点计时器,如图乙、丙所示为实验室常用的两种计时器,其中图丙装置用的电源要求是____;

    A . 交流220V B . 直流220V C . 交流8V D . 直流8V
  2. (2) 下面有关实验操作,说法正确的是____
    A . 甲乙都必须补偿小车受到的阻力 B . 甲乙都必须确保悬挂物的质量远小于小车的质量 C . 连接槽码和小车的细线应与长木板保持平行 D . 小车应靠近打点计时器,先接通电源,后释放小车
  3. (3) 实验过程中小车均做匀加速直线运动,得到两条纸带如图丁所示,纸带①中相邻两个计数点之间还有4个计时点未标出,纸带②中的点为实际打出的计时点,纸带①中打下e点时小车的速度大小为m/s(结果保留两位有效数字);用(填“纸带①”或“纸带②”)对应的实验来“探究加速度与力、质量的关系”,实验误差会比较小,原因是

在用图1的装置测当地的重力加速度时,进行了如下操作,完成步骤中的填空:

  1. (1) 安装器材时,将长木板的右侧适度垫高(选填”挂上”或”不挂”)砂桶,轻推小车,使小车恰能匀速运动;
  2. (2) 实验中打出的一条纸带如图2所示。已知打点计时器的频率为50Hz,相邻两计数点间还有四个点未画出,则小车的加速度a=m/s2保留两位有效数字);
  3. (3) 不改变砂及砂桶质量,在小车上增减砝码改变小车的总质量M,重复步骤(2),测得多组数据描绘出图像。已知图线的斜率为k、纵截距为b,则当地的重力加速度为。(用物理量的符号表示)
在“验证牛顿第二定律”的实验中,采用如图所示的实验装置,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,小车拖动后面的纸带,小车的加速度可由纸带上打出的点计算出。

  1. (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. (2) 某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,采用图像法处理数据。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与的图像。
  3. (3) 如图(a)是甲同学根据测量数据做出的a-F图线,说明实验存在的问题是