1、探究加速度与力、质量的关系1某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系，弹簧测力计固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧测力计的挂钩和矿泉水瓶连接，在桌面上画出两条平行线 MN、PQ ，并测出间距 d，开始时将木板置于 MN 处，现缓慢将瓶中加水，直到木板刚刚开始运动位置，记下弹簧测力计的示数 ，以此表示滑动摩擦力的大小，将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹0F簧测力计的示数 ，然后释放木板，并用停表记下木板运动到 PQ 的时间 t，1（1 ）木板的加速度可以用 d、t 表示为 a=_；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方
2、法是_。（2 ）改变瓶中水的质量 重复实验，确定加速度 a 与弹簧测力计示数 的关系，下列图像1F能表示该同学实验结果的是（3 ）用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是_。A、可以改变滑动摩擦力的大小 B、可以更方便地获取多组实验数据C、可以比较精确地测出摩擦力的大小 D、可以获得更大的加速度以提高实验精度【答案】（1） ，多次测量求平均值（ 2）c（3）BC2dat2某同学设计了一个探究加速度 a 与物体所受合力 F 及质量 m 关系的实验，下图甲为实验装置简图，电源交流电的频率为 50 Hz。（图甲） （图乙）图乙为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小 a
3、= m/s2。（结果保留两位有效数字）保持砂和小砂桶的总质量不变， 改变小车质量 m，分别得到小车加速度 a 与质量 m 及对应的倒数 ，数据如下表所示：m1实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8加速度 a/ms2 1.90 1.72 1.49 1.25 1.00来源:学科网 0.75 0.50 0.30质量 m/kg 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67质量倒数/kg1 4.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60试在丙中绘制出 a 图线，并根据图线写出 a 与 之间的关系式： m1m1。a/ms2/kg10 1.
4、002.003.004.000.501.001.502.002.50（图丙）（图丁）若保持小车质量不变，改变砂和小砂桶的总质量，该同学根据实验数据作出了如右图丁所示的加速度 a 随合力 F 的变化图线，则该图线不通过原点 O 的主要原因是： 。来源:Z,xx,k.Com【答案】（1）3.2 （2 ）a=1/2m (3)平衡不足3某同学利用如图装置探究加速度与合外力的关系。利用力传感器测量细线上的拉力。按照如下步骤操作：安装好打点计时器和纸带，调整导轨的倾斜程度，平衡小车摩擦力；细线通过导轨一端光滑的定滑轮和动滑轮，与力传感器相连，动滑轮上挂上一定质量的钩码，将小车拉到靠近打点计时器的一端；打开
5、力传感器并接通打点计时器的电源（频率为 50 Hz 的交流电源）；释放小车，使小车在轨道上做匀加速直线运动；关闭传感器，记录下力传感器的示数 F；通过分析纸带得到小车加速度 a；改变钩码的质量，重复步骤；作出 a-F 图象，得到实验结论。（1 ）某学校使用的是电磁式打点计时器，在释放小车前，老师拍下了几个同学实验装置的部分细节图，下列图中操作不正确的是 。（2 ）本实验在操作中是否要满足钩码的质量远远小于小车的质量？ （填写“需要”或“不需要” ）；某次释放小车后，力传感器示数为 F，通过天平测得小车的质量为 M，动滑轮和钩码的总质量为 m，不计滑轮的摩擦，则小车的加速度理论上应等于 。A B
6、 C DMFa2FaMa2-gFa2（3 ）下图是某次实验测得的纸带的一段，可以判断纸带的 （填“左” 或“右”）端与小车连接，在打点计时器打下计数点 6 时，钩码的瞬时速度大小为 m/s（保留两位有效数字）。【答案】（1）ABC；（2）不需要； B；（3 ）左；0730 754某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，设计出如下的实验方案，其实验装置如图所示已知小车质量 M214.6 g，砝码盘质量 m07.8 g，所使用的打点计时器交流电频率 f50 Hz.其实验步骤是：A按图中所示安装好实验装置；B调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；C取下细绳和砝码盘，
7、记下砝码盘中砝码的质量 m；D将小车置于打点计时器旁，先接通电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度 a；E重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码的质量，重复 BD 步骤，求得小车在不同合外力 F 作用下的加速度回答下列问题：（1 ）按上述方案做实验，是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？_（填“ 是”或“否” ）（2 ）某同学将有关测量数据填入他所设计的如下表格中次数 1 2 3 4 5砝码盘中砝码的重力 F/N0.10 0.20 0.29 0.39 0.49小车的加速度a/（ms 2 ）0.88 1.44 1.84 2.38 2.89他根据表中的数据画出 aF 图象造
8、成图线不过坐标原点的一条最主要原因是_ _，从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是_，其大小为_【答案】（1）不需要（2）在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力、砝码盘的重力、砝码盘的重力大小、0.08N5在探究物体的加速度与物体所受外力、物体质量间的关系时，采用如图所示的实验装置，小车以及车中的砝码质量用 M 表示，盘以及盘中的砝码质量用 m 表示。（1 ）实验过程中，电火花计时器接在频率为 f=50Hz 的交流电源上，调整定滑轮高度，使细线与长木板平行。（2 ）若已平衡好摩擦，在小车做匀加速直线运动过程中，绳子拉力 =_，当 MTF与 m 的大小关系满足_时，才可以认为绳子对小车的
9、拉力大小等于盘和砝码的重力。（3 ）某小组同学先保持盘及盘中的砝码质量 m 一定来做实验，其具体操作步骤如下，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绳通过定滑轮系在小车上B每次改变小车的质量时，需要重新平衡摩擦力C实验时，先接通打点计时器的电源，再放开小车D用天平测出 m 以及 M，小车运动的加速度可直接用公式 求出mgaM（4 ）某小组同学保持小车以及车中的砝码质量 M 一定，探究加速度 a 与所受外力 F 的关系时，由于他们操作不当，这组同学得到的 a-F 关系图像如图所示，图线不过原点的原因是_；图线上端弯曲的原因是 _。（5 ）某小组在操作完全正确且满足（2 ）中质
10、量关系的情况下，下图为实验时小车在长木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分，0、1 、2、3、4、5 、6 为计数点，相邻计数点间还有 4 个打点未画出。从纸带上测出 ， 、 、1.0xcm.2xc58.42xcm。则小车加速度大小 a=_ （保留 三位有效数字）69.7xcm 2/s（6 ）（5 ）中实验小组用所得数据探究动能定理，测得上图纸带计数点 1、5 间距离为 x，该小组最终要验证的数学表达式为_。（用 m、M、f，x、 、 以2、 56、及重力加速度 g 表示）【答案】（2） Mm（3） C （4） 没平衡摩擦力； 不满足 Mm（5）1.30（6 ） 22256110mgxfxx
11、6某实验小组利用小车、一端带有滑轮的导轨、打点计时器和几个已知质量的小钩码探究加速度与力的关系，实验装置如图 甲所示。（1 ）图乙是实验中得到的一条纸带，图中打相邻两计数点的时间间隔为 0.1 s，由图中的数据可得小车的加速度 a 为 m/s2；（2 ）该实验小组以测得的加速度 a 为纵轴，所挂钩码的总重力 F 为横轴，作出的图象如丙图中图线 1 所示，发现图象不过原点，怀疑在测量力时不准确，他们将实验进行了改装，将一个力传感器安装在小车上，直接测量细线拉小车的力 ，作 a 图如丙图中图线2 所示，则图象不过原点的原因是 ，对于图象上相同的力，用传感器测得的加速度偏大，其原因是 ；（3 ）该实
12、验小组在正确操作实验后，再以测得的加速度 a 为纵轴，所挂钩码的总重力 F 和传感器测得的 为横轴作图象，要使两个图线基本重合 ，请你设计一个操作方案。F【答案】（1）0.195 ；（2）未平衡摩擦力或平衡不足，钩码的重力比细线的拉力大；（3 ）将 n 个钩码都放在小车上，每次从小车上取一个钩码挂在细线上，其余钩码留在小车上随小车一起运动。7用如图所示的实验装置做“探究加速度与力、质量关系”的实验：（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。除以上器材外，还需要的实验器材有：_ 。（多选，2 分）A天平（附砝码） B秒表 C刻度尺（最小刻度
13、为 mm） D低压交流电源（2 ）实验中，需要平衡小车和纸带运动过程中所受的阻力，正确的做法是 。（1分）A小车放在木板上，把木板一端垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在不受绳的拉力时沿木板做匀速直线运动 。B小车放在木板上，挂上砂桶，把木板一端垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在砂桶的作用下沿木板做匀速直线运动。C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，调节木板的倾斜程度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动。（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
14、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。（1 分）（4 ）如图为某次实验纸带，在相邻两计数点间都有四个打点未画出，用刻度尺测得：S10.55 cm，S 20.94 cm，S 31.35 cm，S 41.76 cm，S 52.15 cm，S 62.54 cm。相邻两计数点间的时间间隔为_ s；（1 分）计数点“6”和“7”的位移 S7 比较接近于_（填“A、B、C、D”序号，2 分）A2.76 cm B2.85 cm C2.96 cm D3.03 cm打下“3”点时小车的瞬时速度 v3=_ _ m/s；小车的加速度 a_ _ m/s2。
15、( 计算结果均保留 2 位有效数字，4 分)（5 ）某小组在研究“外力一定时，加速度与质量的关系”时，保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量 M，分别记录小车加速度 a 与其质量 M 的数据。在分析处理数据时，该组同学产生分歧：甲同学认为根据实验数据可以作出小车加速度 a 与其质量 M 的图像，如图（甲），然后由图像直接得出 a 与 M 成反比。乙同学认为应该继 续验证 a 与其质量倒数 1/M 是否成正比，并作出小车加速度 a 与其质量倒数 1/M 的图像，如图（乙）所示。你认为 同学（选填“甲”或“乙”）的方案更合理。（1 分）(6)另一小组在研究“小车质量一定时，加速度与质量的关系”时，用改
16、变砂的质量的办法来改变对小车的作用力 F，然后根据测得的数据作出 a F 图像，如图所示。发现图像既不过原点，末端又发生了弯曲，可能原因是_。（2 分）A平衡摩擦力时，木板的倾斜角度过大，且砂和砂桶的质量较大B平衡摩擦力时，木板的倾斜角度过小，且砂和砂桶的质量较大C没有平衡摩擦力，且小车质量较大D平衡摩擦力时，木板的倾斜角度过小，且小车质量较大aFO【答案】（1）ACD；（2）C；（3）mM ；（4）0.1； C ；0.16；0.40；(5) 乙；（6 ） B。8某实验小组应用如图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，砝码和砝码盘的总质量为 m，所使用的打点计时器所接的
17、交流电的频率为 50Hz，实验步骤如下：A按图甲所示，安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；B先不挂砝码盘，调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；C挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度； 来源:学科网D改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤 C，求得小车在不同合力作用下的加速度根据以上实验过程，回答以下问题：（1）对于上述实验，下列说法正确的是 A小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等B弹簧测力计的读数为小车所受合外力来源:学科网C实验过程中砝码处于超重状态D砝码和砝码盘的总质量不需要远小于小车的质量（2）实验中打出的一条纸带
18、如图乙所示，由该纸带可求得小车的加速度为 m/s2（结果保留 2 位有效数字）（3）由本实验得到 的数据作出小车的加速度 a 与弹簧测力计的示数 F 的关系图象（见图丙），与本实验相符合的是 【答案】（1）BD ； （2） （3 ）A20.16/ms9在“探究加速度与质量的关系”的实验中(1) (1 分 )备有器材：A. 长木板；B. 电磁打点计时器、低压交流电源、纸带；C. 细绳、小车、砝码；D. 装有细砂的小桶； E. 薄木板；F. 毫米刻度尺。还缺少的一件器材是_。(2) (3 分 )实验得到如图(a)所示的一条纸带，相邻两计数点的时间间隔为 T；B 、C 间距 s2和 D、E 间距 s
19、4 已量出，利用这两段间距计算小车加速度的表达式为_。(3) (3 分 )同学甲根据实验数据画出如图(b)所示 a 图线，从图线可得砂和砂桶的总质量为1m_kg。(g 取 10 m/s2)( 4) (2 分) 同学乙根据实验数据画出了图(c) ，从图线可知乙同学操作过程中可能_。【答案】(1)天平 (2) (3)0.02(0.0180.022 均正确) (4)未平衡摩擦力或平衡42-saT摩擦力不够10甲乙两个同学共同做“验证牛顿第二定律 ”的实验，装置如图所示。两位同学用砝码盘（连同砝码）的重力作为小车（对象）受到 的合外力，需要平衡桌面的摩擦力对小车运动的影响。他们将长木板的一端适当垫高，
20、在不挂砝码盘的情况下，小车能够自由地做_运动。另 外，还应满足砝码盘（连同砝码）的质量 m 小车的质量 M。（填“ 远小于”、“远大于”或“ 近似等于”）接下来，甲同学研究：在保持小车的质量不变的条件下，其加速度与其受到的牵引力的关系；乙同学研究：在保持受到的牵引力不变的条件下，小车 的加速度与其质量的关系。甲同学通过对小车所牵引纸带的测量，就能得出小车的加速度 a。图 2 是某次实验所打出的一条纸带，在纸带上标出了 5 个计数点，在相邻的两个计数点之间还有 4 个点未标出，图中数据的单位是 cm。实验中使用的电源是频率 f=50Hz 的交变电流。根据以上数据，可以算出小车的加速度 a= m/s2。（结果保留三位有效数字）乙同学通过给小车增加砝码来改变小车的质量 M，得到小车的加速度 a 与质量 M 的数据，画出 a 1M图线后，发现：当 1较大时，图线发生弯曲。于是，该同学后来又对实验方案进行了进一步地修正，避免了图线的末端发生弯曲的现象。那么，该同学的修正方案可能是 .A改画 a 与的关系图线 B改画 a 与的关系图线C改画 a 与的关系图线 D改画 a 与的关系图线【答案】匀速直线运动 远小于 0.343 A
