验证牛顿运动定律（探究加速度与力、质量的关系）知识点题库

关于“探究加速度与力、质量的关系”实验，下列说法中正确的是（）

A . 本实验采用的方法是控制变量法 B . 探究加速度与质量的关系时，应该改变拉力的大小 C . 探究加速度与力的关系时，作a–F图象应该用线段依次将各点连接起来 D . 探究加速度与质量的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a–M图象

某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。途中，置于试验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮：轻绳跨过滑轮，一段与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=5个，每个质量均为0.010kg。实验步骤如下：

（1）将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物快，使小车9（和钩码）可以在木板上匀速下滑。
①将n（依次取n=1，2，3，4，5）个钩码挂在轻绳右端，其余N-n各钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制s-t图像，经数据处理后可得到相应的加速度a。
②对应于不同的n的a值见下表。n=2时的s-t图像如图(b)所示：由图（b）求出此时小车的加速度（保留2位有效数字），将结果填入下表。
n
1
2
3
4
5
$\text{[math]}$
0.20
0.58
0.78
1.00
（2）
利用表中的数据在图（c）中补齐数据点，并作出a-n图像。从图像可以看出：当物体质量一定是=时，物体的加速度与其所受的合外力成正比。
（3）利用a–n图像求得小车（空载）的质量为kg（保留2位有效数字，重力加速度取g=9.8m·s^–2）。
（4）若以“保持木板水平”来代替步骤（1），下列说法正确的是_______（填入正确选项钱的标号）

A . a–n图线不再是直线 B . a–n图线仍是直线，但该直线不过原点 C . a–n图线仍是直线，但该直线的斜率变大

有一位同学利用如图甲所示的装置进行探究加速度与力、质量关系实验．通过实验测量作出了图乙中的A图线．试分析：

①A图线不通过坐标原点的原因是．

②A图线上部弯曲的原因是

③实验中获得一条纸带，如图丙所示，其中两相邻计数点间有四个点未画出．已知所用电源的频率为50Hz，则打O点时小车运动的速度v₀=m/s，小车运动的加速度a=m/s² ．（结果要求保留三位有效数字）

“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示．

（1）下列说法正确的是________．

A . 在探究加速度与质量的关系时，应该保证拉力的大小不变 B . “重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足对探究过程也不会产生影响 C . 在探究加速度与力的关系时，只需测量一次，记录一组数据即可 D . 在探究加速度与力的关系时，作a－F图象应该用折线将所描的点依次连接
（2）在实验中，某同学得到了一条纸带如图所示，选择了A、B、C、D、E作为计数点，相邻两个计数点间还有4个计时点没有标出，其中x₁＝7.05 cm、x₂＝7.68 cm、x₃＝8.30 cm、x₄＝8.92 cm，电源频率为50 Hz，可以计算出小车的加速度大小是m/s².(保留两位有效数字)
（3）某同学将长木板右端适当垫高，其目的是．如果长木板的右端垫得不够高，木板倾角过小，用a表示小车的加速度，F表示细线作用于小车的拉力，他绘出的a－F关系图象可能是．
A. B.

C. D.

某实验小组采用如图所示的装置“探究加速度、质量和合力的关系”。提供的实验器材：电火花打点计时器、纸带、砂桶、细砂、细线、小车及砝码、一端带滑轮的长木板及垫块。某同学打出了一条纸带。已知计时器打点的时间间隔为0.02s，他按打点先后顺序每5个点取1个计数点，得到了A、B、C、D、E等几个计数点。

（1）为完成此实验，下列不需要的器材是______（填下列仪器前的字母代号）。

A . 天平 B . 秒表 C . 毫米刻度尺
（2）实验时，为了使小车所受的合力大小等于砂和砂桶的总重力，为此，一方面要消除摩擦力的影响；另一方面还应使砂和砂桶的质量小车和砝码的总质量（填“远小于”或“远大于”）。
（3）已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端，打C点时的瞬时速度v_c=m/s，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）
（4）甲同学在探究加速度与力的关系时，根据测量数据作出的a一F图线，如图（a）所示。则实验存在的问题是。
（5）乙、丙两同学用同一装置探究加速度与力的关系时，画出了各自得到的a-F图线，如图（b）所示。则是两同学做实验时取值不同造成的。
（6）随着F的增大，a-F图线最后会略微向弯曲（填上或下）。

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。

（1）实验中（选填“需要”或“不需要”）平衡滑块受到的滑动摩擦力；
（2）钩码的加速度大小a=（用含有d、t、s的表达式表示）。
（3）根据实验数据绘出的下列图像中最符合本实验实际情况的是____________。

A . B . C . D .

某实验小组利用如图所示的装置探究加速度和力的关系，他们将宽度很小的挡光片固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与砝码盘相连，在水平桌面上的A. B 两处各安装一个光电门，记录小车通过A.B时的遮光时间。

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（1）在该实验中必须采用控制变量法,应保持不变,用砝码盘和盘中砝码所受的总重力作为, 为减小系统误差,应使砝码盘和砝码的总质量( 选填“远大于”、“远小于”或“等于”)小车的质量；
（2）为消除摩擦力的影响，实验前平衡摩擦力的具体操作为：取下，把木板不带滑轮的一端适当垫高并反复调节，直到轻推小车后，小车能沿木板做运动；
（3）用毫米刻度尺测量挡光片的宽度d和两个光电门之间的距离L,将小车停在C点,在砝码盘中放上砝码,小车在细线拉动下运动小车通过A.B时的遮光时间分别为t₁、t₂,则小车通过A时的速度va=，在此过程中小车的加速度a=.

在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中，某小组设计了如图甲所示的实验装置。图中上下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部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，然后同时停止。

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（1）在安装实验装置时,应调整滑轮的高度,使;在实验时,为减小系统误差,应使砝码盘和砝码的总质量　(选填“远大于”“远小于”或“等于”)小车的质量。

（2）本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小,能这样比较，是因为

实验次数	小车	拉力F/N	位移X/cm
1	Ⅰ	0.1
1	Ⅱ	0.2	46.51
2	Ⅰ	0.2	29.04
2	Ⅱ	0.3	43.63
3	Ⅰ	0.3	41.16
3	Ⅱ	0.4	44.80
4	Ⅰ	0.4	36.43
4	Ⅱ	0.5	45.56

（3）实验中获得数据如表所示:小车Ⅰ、Ⅱ的质量m均为400g。在第1次实验中小车Ⅰ从图乙中的A点运动到B点，表中空格处测量结果为cm，通过分析可知表中第次实验数据存在明显错误，应舍弃。

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/J、车固连的滑轮），钩码总质量用m表示．

图片_x0020_1830740665

（1）为便于测量合外力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与所受合外力成正比的结论，下列说法正确的是．

A . 三组实验中只有甲需要平衡摩擦力 B . 三组实验都需要平衡摩擦力 C . 三组实验中只有甲需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件 D . 三组实验都需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件
（2）若乙、丙两位同学发现某次测量中力传感器和测力计读数相同，通过计算得到小车加速度均为a，a= $\text{[math]}$ g，g为当地重力加速度，则乙、丙两人实验时所用小车总质量之比为，乙、丙两人实验用的钩码总质量之比为．

探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如下图所示．

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（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小车释放前应靠近打点计时器，且先释放小车后接通打点计时器的电源

C本实验砝码及砝码盘B的质量应远大于小车A的质量

D在用图象探究加速度与质量关系时，应作（m_A为小车质量）图象
（2）在这一实验中，三位同学通过实验分别作出aF图象，如图中的A、B、C线所示．试分析：A线不通过坐标原点的原因是；B线不通过坐标原点的原因是．C线发生弯曲的原因是
（3）打点计时器使用的交流电频率f＝50Hz．下图是某同学在正确操作下获得的一条纸带，A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出．则C点的速度为m/s；根据纸带所提供的数据，算得小车的加速度大小为m/s²（结果均保留两位有效数字）．

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）下列实验步骤正确的是________

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的示数 D . 改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带 E . 实验中不需要砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
（2）该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有两个点没有画出），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 $\text{[math]}$ 。（结果保留两位有效数字）
（3）以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的 $\text{[math]}$ 图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为 $\text{[math]}$ ，求得图线的斜率为 $\text{[math]}$ ，则小车的质量为______。

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

（1）如图甲所示为某同学所安装的“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。

①在“验证牛顿第二定律”的实验中，为了使小车受到合外力等于砝码和砝码盘的总重量，通常采用如下两个措施：

A．平衡摩擦力：将长木板无滑轮的一端下面垫一小木块，反复移动木块的位置，直到小车在砝码盘的拉动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动；

B．在调整砝码多少的过程中，要保证砝码和砝码盘的总质量m远小于小车和砝码的总质量M。

以上哪一个措施中有何重大错误？(说明错误点)

②如图是上述实验打出的一条纸带，已知打点计时器的打点周期是0.02 s，结合图乙给出的数据(单位：cm)，求出小车运动加速度的大小为m/s² ，并求出纸带中P点瞬时速度的大小为m/s。(结果均保留两位有效数字)
（2）某实验小组设计了如图a所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条aF图线，如图b所示。

①图线(填“甲”或“乙”)是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的。

②滑块和位移传感器发射部分的总质量m＝kg，滑块和轨道间的动摩擦因数μ＝。

某同学为了探究物体的质量不变时，加速度跟合外力的关系．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，根据所测数据在坐标系中作出了如图所示的a-F图象．由于疏忽，实验者忘记了平衡摩擦力，将带滑轮的长木板固定在水平的桌面上了．

（1）实验中是否需要钩码的质最远小于小车和传感器的总质量：（填“是“或“否”）
（2）由图象求出小车和传感器受到的摩擦阻力为N，总质量为kg

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。

（1）下列操作正确的是________。

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 . 通过调节木板的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细绳拴在木块上 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，需要重新调节木板倾斜度
（2）如图2所示为某次实验得到的一条纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为0.1s，其中 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，则打下C点时木块的瞬时速度大小是m/s，处理纸带数据得到木块加速度的大小是 $\text{[math]}$ 。（结果保留两位有效数字）
（3）在保持木块的质量一定，探究加速度与所受合力的关系时，由于操作不当，有位同学得到的 $\text{[math]}$ 系图像如图3所示，其原因是。

学校物理兴趣小组利用如图甲所示的实验装置完成“探究加速度与力的关系”的实验。他们所用的器材有小车、一端带有滑轮的导轨、打点计时器和几个已知质量的钩码，另有学生电源和其它相关实验器材(图中未画出)。

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（1）下列做法有两个正确的是______________________（填字母代号）；

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 . 在长木板带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，使小车在不受牵引力时能匀速下滑 C . 实验时，先放开小车再接通打点计时器的电源 D . 每次改变拉小车的拉力后都不需要重新平衡摩擦力
（2）图乙是实验中得到的一条纸带，图中相邻两计数点的时间间隔为0.10s，由图中数据可得打点计时器打下C点时小车的速度大小 $\text{[math]}$ m/s，小车的加速度大小 $\text{[math]}$ m/s²；(结果均保留三位有效数字)
（3）实验小组A、B分别以各自测得的加速度a为纵轴，小车所受的合力F为横轴，作出图象如图丙中图线1、2所示，则图线1、2中对应小车（含车内的钩码）的质量较大的是图线（选填“1”或“2”）。

为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学用拉力传感器设计了如图的实验装置。

图片_x0020_100011

（1）实验时，需要满足的条件或正确进行的操作是______；

A . 实验中一定要保证钩码的质量m远小于小车的质量M B . 平衡摩擦力时，不挂钩码，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列间隔均匀的点 C . 连接小车的细绳应跟长木板保持平行 D . 让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，同时记录拉力传感器的示数
（2）下图是实验中得到的一条纸带的一部分，1、2、3、4、5是计数点，相邻两个计数点间还有4个点未画出，打点计时器所用电源频率为50Hz。由此可得出当打点计时器打下计数点4时，小车的速度大小v=m/s，小车的加速度a=m/s²（计算结果保留三位有效数字）；
（3）该同学实验时由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，测量出多组a、F（F拉力传感器的示数）值，作出的a-F图象可能是。

图甲是“探究加速度与力、质量的关系”实验装置。

（1）关于这个实验，下列说法正确的是（____）

A . 调整滑轮高度，使细线与木板平行 B . 砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量 C . 电火花计时器和电磁式打点计时器所用电源的电压和频率完全相同，但用电火花计时器能减小实验误差 D . 保持砝码盘和砝码总质量不变，不断改变小车质量，就可以探究加速度与力的关系
（2）小明根据实验测量结果作出的 $\text{[math]}$ 图像如图乙所示，图线不过坐标原点，这是因为他实验中遗漏了一个重要步骤，即；调整正确后，他作出的 $\text{[math]}$ 图像如图丙所示，图线末端明显偏离直线，且渐进于平行F轴的直线 $\text{[math]}$ ，如果已知小车质量为M，某次对应砝码盘和砝码总质量为m，重力加速度为g，则图中 $\text{[math]}$ 的表达式为 $\text{[math]}$ 表达式应为（用M、m和g表示）。

某实验小组利用如图甲所示的实验装置来“探究物体运动的加速度与合外力，质量的关系”，图中小车的质量远大于塑料桶及桶内砝码的质量。

（1）若采用控制变量的方法，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到的力的关系。下列措施中需要的是__________。

A . 平衡摩擦力使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力 B . 平衡摩擦力的方法就是在塑料小桶中添加砝码，使小车能匀速滑动 C . 每次改变小车拉力后都需要重新平衡摩擦力 D . 实验中通过在塑料桶内增加砝码来改变小车受到的拉力
（2）在研究小车所受拉力不变小车的加速度与质量的关系时，实验小组经实验，采集了多组数据。图乙是某同学根据实验数据画出的 $\text{[math]}$ 图线可推算出细线的拉力为N。（保留两位有效数字）

为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置，其中小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m（滑轮质量不计）。

（1）实验时，下列步骤中不必要进行的有_________。

A . 用天平测出砂和砂桶的总质量 B . 改变砂和砂桶的总质量，打出几条纸带 C . 将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 D . 为减小误差，实验中应保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M E . 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
（2）该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（相邻两计数点间还有四个点没有画出）。已知交流电的频率为50Hz，根据纸带可求出小车的加速度大小为m/s²（结果保留两位有效数字）。
（3）以力传感器的示数F为横坐标，小车的加速度a为纵坐标，作出的a－F图像是一条过原点的直线，直线与横轴的夹角为θ，斜率为k，则小车的质量为__________。

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

用如图所示的装置探究小车的加速度与所受合力的关系。下列操作正确的是（）

A . 平衡摩擦力时，应调整定滑轮的高度，使拉小车的细线在实验过程中保持与桌面平行 B . 平衡摩擦力时，先不挂砂桶，反复调整垫木的位置，轻推小车，直到小车做匀加速直线运动 C . 保持小车质量不变，用装有细砂的砂桶通过定滑轮拉动小车，打出纸带。通过纸带计算小车运动的加速度 D . 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

n	1	2	3	4	5
$\text{[math]}$	0.20		0.58	0.78	1.00

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