4.3实验：探究加速度与力、质量的关系 -2026届高三物理备考基础题每日一练

4.3实验：探究加速度与力、质量的关系 满分：48 班级： 姓名： 考号： 一、实验题（组）（共6小题，共48分） 1.某兴趣小组设计了一个“探究加速度与力的关系”的实验。实验装置如图1所示，其中砝码和托盘的 总质量均远小于小车质量M。 a/(m's-2) 0.4 长木板小车纸带 打点计时器 定滑轮 (12分) 砝码 0.2 托盘 图1 C E 6.196.70 单位：cm 7.21 7.72 0 0.1 0.2 0.3F/N 图2 图3 (1)本实验，除了图1中所列器材外，还需要的测量工具有 (2分) A.秒表 B.天平 C.刻度尺 (2)关于实验操作，以下做法正确的是 (2分) A.平衡阻力时，应连好小车后面的纸带 B.平衡阻力时，应将挂着装有砝码的托盘的细绳跨过定滑轮系在小车上 C.实验时，应通过调整定滑轮，使细线和长木板上表面平行 D.实验时，应先放开小车，后接通电源 (3)实验得到如图2所示的一条纸带，相邻两个计数点间还有四个点迹未画出。已知打点计时器打 点周期为0.02s,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)(2分) (4)该小组同学保持小车质量M不变，根据测量数据作出了小车加速度a随所受拉力F的变化的a-F 图线，如图3所示。据此图线，可以得到的结论是：在实验误差允许范围内， 。(3分) (⑤)在上述实验中，托盘质量为mo,盘中砝码质量为m,若某同学在处理数据过程中没有考虑托盘质 量，请在图3中大致画出他所作的-F图线，并写出他所作图线斜率的表达式。(3分) 2.某实验小组为探究小车质量M一定时，小车的加速度与所受合外力F的关系，设计并采用了如图甲所 示的方案。其实验操作步骤如下： a、按照实验装置图安装好实验装置： b、挂上砝码盘和砝码，调节木板的倾角，使质量为M的小车能拖着纸带沿木板匀速下滑： ℃、取下砝码盘和砝码，测出其总质量为m,再让小车拖着纸带沿木板加速下滑，打出一条纸带，由纸带求 得小车加速度a: d、改变砝码盘中砝码的个数，重复步骤b和c,多次测量，求得小车在不同合外力F作用下的加速度，作出 a-F图像。 +a/s2m-) 打点计时器 1.8 0.9 0 纸带 50 100 m/kg (8分) 甲 丙 B D E 单位：cm 2.50 7.50 12.51 17.50 乙 (1)该实验方案 满足条件M≥m(选填“需要”或“不需要”)；重力加速度为g,则小车 加速下滑时受到的合外力F mg(选填“>”、“=”或“<”)。(2分) (2)已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz。图乙是实验中打出的一段纸带，在打出的点中， 从A点开始每5个打点间隔取1个计数点，分别记为A、B、C、D、E,相邻计数点间的距离已在图中 标出。打点计时器打下计数点C时，小车的瞬时速度v m/s,小车的加速度a= m/s2 。(结果均保留两位有效数字)(2分) (3)若实验操作规范，随着托盘内的砝码数增大，作出的aF图像正确的是 (2分) (4)图丙为小车质量一定时，根据实验数据描绘的小车加速度a的倒数与砝码盘和砝码的总质量m 的倒数之间的实验关系图像。若牛顿第二定律成立，则小车的质量M kg。(g取9.8m/s2 )(结果保留2位有效数字)(2分) 3.某同学用如图()所示的装置做“探究加速度与合外力的关系”的实验。已知小车和力传感器的总 质量为M,砂子和砂桶的总质量为m。 力传感器打点计时器 A E (6分) 砂、砂桶 7.61 8.23 8.85 9.47 (单位：cm) 图(a) 图(b) (1)实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，需要补偿阻力，请写出具体的操 作步骤： (2分) (2)该实验 (填“需要”或“不需要”)M远大于m。(2分) (3)打点计时器使用的是频率为50Hz的交流电源，打出的纸带如图(b)所示，A、B、C、D、E是 纸带上的五个计数点。小车下滑的加速度为 m/s2(结果保留2位有效数字)。(2分) 4.某同学探究“小车的加速度与力的关系”的实验装置如图所示，轨道上的邹点固定一光电门，将连接 小车的细线跨过滑轮系住钩码，平衡摩擦力后在A点由静止释放小车，测出小车上的挡光片通过光电门的 时间t。 光电门 挡光月 拉力传感器 (6分) 钩码 (1)在该实验中，下列说法正确的是 (2分) A.要用天平称量小车的质量 B.每次改变钩码的个数，都需要测量钩码的总质量 C.调节滑轮的高度，使细线与轨道平行 D.A、B之间的距离尽可能小些 (2)若挡光片的宽度为d,挡光片与光电门的距离为L,d≤L。则小车通过光电门时的速度大小为 ，加速度大小为 。(均用题中所给物理量的符号表示)(4分) 5.利用打点计时器和小车探究加速度与力、质量的关系，实验装置如图甲所示。实验中共准备了5个相 同的质量为0.05kg的钩码。 ◆a/(ms-) 3.50 3.00 小车纸带打点计时器 2.50 2.00 1.50 (6分) 1.00 0.50 钩码 6 n 乙 丙 (1)下列是关于该实验的部分操作，其中正确的是 (2分) A.实验中应当先接通电源，再释放小车 B.连接钩码和小车的细线应与长木板保持平行 C.平衡摩擦力时，不应将钩码挂在定滑轮左侧细线上 D.平衡摩擦力后，若改变小车质量需要重新平衡摩擦力 (2)在保持小车及车中的钩码质量m一定，探究加速度与所受合外力F的关系时，由于平衡摩擦力 时操作不当，得到的a-F关系图像如图乙所示。其原因是 。 (2分) (3)某同学在没有天平的情况下，利用如图甲所示的装置测量小车的质量。实验步骤如下： ①将5个钩码全部放入小车中，在长木板右下方垫上适当厚度的小物块，使小车（和钩码）可以 在长木板上匀速下滑。 ②将一个钩码从小车内取出并挂在定滑轮左端细线上，其余钩码仍留在小车内，释放小车，计算 小车的加速度a。 ③每次都从小车内取出一个钩码，并挂在细线左端的钩码上，释放小车，计算小车的加速度将 结果填入表格。并得到如图丙所示的a-n图像。 轻绳左侧钩码数量 1 2 3 5 m/(m=n-2) 0.70 1.39 2.08 2.79 3.47 ④利用a-n图像可求得小车（空载）的质量为 kg。 (g取9.8m/s2) (2分) 某实验小组的同学在“探究加速度与力和质量关系”实验中，使用了如图1所示的实验装置。 细绳 小车打点计时器 纸带 图1 纸带运动方向，y 6.176.697.27 7.73 单位：cm 图2 a/(ms2) C B :Q (10分) OA F/N O 图3 图4 (1)实验中，为了可以将细线对小车的拉力看成是小车所受的合外力，某同学用小木块将长木板 无滑轮的一端垫高，把装有纸带的小车放在木板上，在 (选填“挂”或“不挂”)盘和 砝码并且计时器 (选填“接通电源”或“不接通电源”)的情况下，轻推一下小车，若 小车拖着纸带做匀速运动，表明已经平衡摩擦力。(2分) (2)将小车的质量记为M,砝码和盘的总质量记为m,重力加速度为g。甲同学在平衡摩擦后，为探 究加速度与力的关系，需要选取合适的M和m,以下最合理的一组是 。(2分) A.M=20g,m分别为10g、15g、20g、25g、30g、35g B.M=200g,m分别为20g、30g、40g、50g、60g、70g C.M=600g,m分别为5g、10g、15g、20g、25g、30g D.M=600g,m分别为20g、30g、40g、50g、60g、70g (3)图2是某次实验中得到的一条纸带，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。已知打点计时 器的打点周期为0.02s,则小车的加速度a m/s2(结果保留2位有效数字)。 (2分) (4)在探究加速度与力的关系时，乙同学根据实验数据作出的aF图像如图3所示。发现该图线不 通过坐标原点且BC段明显偏离直线，分析其产生的原因，下列说法中正确的是 (2分) A.图线不通过坐标原点可能是因为平衡摩擦力不足 B.图线不通过坐标原点可能是因为平衡摩擦力过度 C.图线BC段弯曲是因为未保证砝码和盘的总质量远小于小车质量 D.根据BC段弯曲曲线可知，若逐渐增盘和砝码总质量，小车的加速度将逐渐增大到无穷大 (5)另一位同学在实验中得到了图中的曲线0Q,于是他利用最初的几组数据拟合了一条直线0P, 如图所示，与纵轴平行的直线和这两条图线以及横轴的交点分别为Q、P、N。此时，小车质量为M ，盘和砝码的总质量为如，他翁想：祭=严，请分折论证该同学的猜想是否正确。(2分 m4.3实验：探究加速度与力、质量的关系 满分：48 班级： 姓名： 考号： 一、实验题（组）（共6小题，共48分） 1.某兴趣小组设计了一个“探究加速度与力的关系”的实验。实验装置如图1所示，其中砝码和托盘的 总质量均远小于小车质量M。 a/(m's-2) 0.4 长木板小车纸带 打点计时器 个 定滑轮 (12分) 砝码 0. 托盘 图1 C E 6.196.70 单位cm 7.21 7.72 0 0.1 0.2 0.3 F/N 图2 图3 (1)本实验，除了图1中所列器材外，还需要的测量工具有 (2分) A.秒表 B.天平 C.刻度尺 正确答案：BC 答案解析：器材中有打点计时器可以计时，所以不需要秒表，但需要测出小车的质量和打出的纸带上计 数点之间的距离，所以还需要刻度尺和天平，故BC正确，A错误。 故选：BC (2)关于实验操作，以下做法正确的是 (2分) A.平衡阻力时，应连好小车后面的纸带 B.平衡阻力时，应将挂着装有砝码的托盘的细绳跨过定滑轮系在小车上 C.实验时，应通过调整定滑轮，使细线和长木板上表面平行 D.实验时，应先放开小车，后接通电源 正确答案：AC 答案解析：AB、在平衡阻力时，需要取下砝码和托盘，让纸带穿过打点计时器的限位孔，让小车带着纸 带匀速运动，故A正确，B错误； C、要保证小车在运动过程中，所受细线的拉力不变，所以应通过调整定滑轮，使细线和长木板上表面平 行，故C正确： D、为了充分利用纸带，在实验时，需要先接通电源，待打点稳定后再释放小车，故D错误： 故选：AC。 (3)实验得到如图2所示的一条纸带，相邻两个计数点间还有四个点迹未画出。已知打点计时器打 点周期为0.02s,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)(2分) 正确答案：0.51： 答案解析：相邻两个计数点之间的时间间隔为t=5×0.02s=0.1s,小车的加速度为a CE-AC_7.21+7.72-6.19-6.70×0.01ml52=0.51ms2 (2t)2 (2×0.1)2 (4)该小组同学保持小车质量M不变，根据测量数据作出了小车加速度a随所受拉力F的变化的a-F 图线，如图3所示。据此图线，可以得到的结论是：在实验误差允许范围内， 。(3分) 正确答案：小车质量不变时，小车的加速度与合外力成正比： 答案解析：因为做出的-F图像是一条经过原点的倾斜直线，所以结论应该是：小车质量不变时，小车 的加速度与合外力成正比。 (⑤)在上述实验中，托盘质量为mo,盘中砝码质量为m,若某同学在处理数据过程中没有考虑托盘质 量，请在图3中大致画出他所作的a-F图线，并写出他所作图线斜率的表达式 。(3分) 正确答案： 图像见解折：名· 答案解析：见下图 a/(m's-2) 02 0 0.1 0.2 0.3F/N 对小车根据牛倾第二定律有F+0g=恤，整理有a=立F+近 1 +3,所以图像的斜率k= 2.某实验小组为探究小车质量M一定时，小车的加速度与所受合外力F的关系，设计并采用了如图甲所 示的方案。其实验操作步骤如下： a、按照实验装置图安装好实验装置： b、挂上砝码盘和砝码，调节木板的倾角，使质量为M的小车能拖着纸带沿木板匀速下滑： c、取下砝码盘和砝码，测出其总质量为m,再让小车拖着纸带沿木板加速下滑，打出一条纸带，由纸带求 得小车加速度a: d、改变砝码盘中砝码的个数，重复步骤b和c,多次测量，求得小车在不同合外力F作用下的加速度a,作出 a-F图像。 (s'm) 打点计时器 1.8 0.9 50100 m/kg (8分) 甲 丙 C 单位：cm 2.50 7.50 12.51 17.50 乙 (1)该实验方案 满足条件M>m(选填“需要”或“不需要”)；重力加速度为g,则小车 加速下滑时受到的合外力F mg(选填“>”、“=”或“<”)。(2分) 正确答案： 不需要；三： 答案解析：当小车匀速下滑时，根据平衡条件Mgsin0=mg+f 取下砝码和砝码盘后，根据牛顿第二定律F合Mgsin0-fMa 联立解得F=mg=Ma 由于实验中不需要用砝码乙砝码盘的总重力代替绳子的拉力，因此该方案不需要满足条件M>m: 小车加速下滑时受到的合外力F=mg (2)已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz。图乙是实验中打出的一段纸带，在打出的点中， 从A点开始每5个打点间隔取1个计数点，分别记为A、B、C、D、E,相邻计数点间的距离已在图中 标出。打点计时器打下计数点C时，小车的瞬时速度v= m/s,小车的加速度a m/s2 。(结果均保留两位有效数字)(2分) 正确答案：1.0：5.0： 答案解析：每5个打点间隔取1个计数点，则T=5×0.02s=0.1s 根据匀变速直线运动规律可知v=XBD=7.50+12.51 ×0.01m/s=1.0m/s 2T 2×0.1 根据逐差法可知加速度为a= xCE-xAC-12.51+17.50-7.50-2.50 ×0.01m/s2-5.0m/s2 472 4×0.12 (3)若实验操作规范，随着托盘内的砝码数增大，作出的F图像正确的是 (2分) 正确答案：A: 答案解析：根据上述分析，该方案不需要满足条件M≥m,因此随着砝码质量的增加，图线不会发生弯 曲，故A正确，BC错误。 故选：A。 (4)图丙为小车质量一定时，根据实验数据描绘的小车加速度a的倒数与砝码盘和砝码的总质量m 的倒数之间的实验关系图像。若牛顿第二定律成立，则小车的质量 kg。(g取9.8m/s2 )(结果保留2位有效数字)(2分) 正确答案： 0.18 答案解析：根据mg=Ma变形可得 1=M.1 a g m 根据图像斜率可知k=L=18s2kg/m g100 解得M=0.18kg 3.某同学用如图()所示的装置做“探究加速度与合外力的关系”的实验。已知小车和力传感器的总 质量为M,砂子和砂桶的总质量为m。 力传感器打点计时器 ■ E (6分) 砂、砂桶 .61 8.23 8.85 9.47 (单位：cm 图(a) 图(b) ()实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，需要补偿阻力，请写出具体的操 作步骤： (2分) 正确答案： 取下砂桶和力传感器，把木板不带滑轮的一端适当垫高，接通打点计时器电源，轻推小 车，让小车拖着纸带运动，若纸带上的点迹均匀分布，则表明小车受到的阻力与小车重力沿木板方向的 分力平衡： 答案解析：为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，需要补偿阻力，具体的操作步骤是：取下 砂桶和力传感器，把木板不带滑轮的一端适当垫高，接通打点计时器电源，轻推小车，让小车拖着纸带 运动，若纸带上的点迹均匀分布，则表明小车受到的阻力与小车重力沿木板方向的分力平衡。 (2)该实验 (填“需要”或“不需要”)M远大于m。(2分〉 正确答案： 不需要： 答案解析：由于已经用传感器直接测量出细线对小车的拉力大小，故不需要M远大于m (3)打点计时器使用的是频率为50Hz的交流电源，打出的纸带如图(b)所示，A、B、C、D、E是 纸带上的五个计数点。小车下滑的加速度为 m/s2(结果保留2位有效数字)。(2分) 正确答案：3.9 答案解析：根据匀变速直线运动的推论△x=aT2,有 aXcE-X4C-9.47+8.85-7.61-8.23 ×0.01m/s2=3.9m/s2 4(22 4×0.042 4.某同学探究“小车的加速度与力的关系”的实验装置如图所示，轨道上的点固定一光电门，将连接 小车的细线跨过滑轮系住钩码，平衡摩擦力后在A点由静止释放小车，测出小车上的挡光片通过光电门的 时间t。 光电门 挡光片 拉力传感器 (6分) 力钩码 (1)在该实验中，下列说法正确的是 (2分) A.要用天平称量小车的质量 B.每次改变钩码的个数，都需要测量钩码的总质量 C.调节滑轮的高度，使细线与轨道平行 D.A、B之间的距离尽可能小些 正确答案：C 答案解析：A.探究“小车的加速度与外力关系”时，只要保持小车质量不变即可，没有必要测量其质 量，故A错误； B.本题直接从力传感器上读出绳子拉力的大小，不需要测量钩码质量，故B错误； C.要使绳子的拉力等于小车受到的合外力，则要使细线与轨道平行，故C正确： D.A、B之间的距离尽可能大些，可以减小测量误差，故D错误。 故选：C。 (2)若挡光片的宽度为d,挡光片与光电门的距离为L,d≤L。则小车通过光电门时的速度大小为 ,加速度大小为 。（均用题中所给物理量的符号表示)(4分) 正确答案： 2L2 答案解析： 小车通过光电门时的速度大小为V= K 根据运动学公式v2=2al 解得小车的加速度大小为a= 2L12 5.利用打点计时器和小车探究加速度与力、质量的关系，实验装置如图甲所示。实验中共准备了5个相 同的质量为0.05kg的钩码。 ◆a/(ms-) 3.50 3.00 小车纸带打点计时器 2.50 2.00 1.50 (6分) 1.00 0.50 钩码 3 6 乙 丙 (1)下列是关于该实验的部分操作，其中正确的是 (2分) A.实验中应当先接通电源，再释放小车 B.连接钩码和小车的细线应与长木板保持平行 C.平衡摩擦力时，不应将钩码挂在定滑轮左侧细线上 D.平衡摩擦力后，若改变小车质量需要重新平衡摩擦力 正确答案：ABC 答案解析：A.为打点稳定，实验中应当先接通电源，再释放小车，故A正确： B.为使钩码的重力等于细线对小车的拉力，连接钩码和小车的细线应与长木板保持平行，故B正确： C.平衡摩擦力时，不应将钩码挂在定滑轮左侧细线上，只让小车拖着纸带在木板上匀速下滑，故C正 确； D.设木板的倾角为0，平衡摩擦力时应满足 Mgsin0=μMgcos 0 解得 μ=tand 可知平衡摩擦力后，若改变小车质量不需要重新平衡摩擦力，故D错误。 故选：ABC。 (2)在保持小车及车中的钩码质量m一定，探究加速度与所受合外力F的关系时，由于平衡摩擦力 时操作不当，得到的a-F关系图像如图乙所示。其原因是。(2分) 正确答案：平衡摩擦力过度： 答案解析：由图乙可知，小车合外力为零时，小车已有加速度，其原因是平衡摩擦力过度。 (3)某同学在没有天平的情况下，利用如图甲所示的装置测量小车的质量。实验步骤如下： ①将5个钩码全部放入小车中，在长木板右下方垫上适当厚度的小物块，使小车（和钩码）可以 在长木板上匀速下滑。 ②将一个钩码从小车内取出并挂在定滑轮左端细线上，其余钩码仍留在小车内，释放小车，计算 小车的加速度a。 ③每次都从小车内取出一个钩码，并挂在细线左端的钩码上，释放小车，计算小车的加速度将 结果填入表格。并得到如图丙所示的a-n图像。 轻绳左侧钩码数量 1 2 3 4 5 m/(m=n 2) 0.70 1.39 2.08 2.79 3.47 ④利用a-n图像可求得小车（空载）的质量为 kg。 (g取9.8m/s2) (2分) 正确答案：0.45 答案解析：对所有钩码和小车，根据牛顿第二定律 nmog=(M+5mo)a 整理得 m08 a=M+5m -n 则图像的斜率为 08 3.50 k=M+5m0 3m52=0.70m/g2 联立解得 M=0.45kg 某实验小组的同学在“探究加速度与力和质量关系”实验中，使用了如图1所示的实验装置。 细绳 小车打点计时器 纸带 图1 纸带运动方向，” i 6.176.697.27 7.73 单位：cm 图2 年a 4a/(ms-2) C P (10分) OA F/N O 图3 图4 (1)实验中，为了可以将细线对小车的拉力看成是小车所受的合外力，某同学用小木块将长木板 无滑轮的一端垫高，把装有纸带的小车放在木板上，在 (选填“挂”或“不挂”)盘和 砝码并且计时器 (选填“接通电源”或“不接通电源”)的情况下，轻推一下小车，若 小车拖着纸带做匀速运动，表明已经平衡摩擦力。(2分) 正确答案：不挂，接通电源： 答案解析：在平衡摩擦力时，不挂盘和砝码，接通打点计时器的电源，轻推一下小车，若小车拖着纸带 做匀速运动，表明摩擦力已经被平衡了。 (2)将小车的质量记为M,砝码和盘的总质量记为m,重力加速度为g。甲同学在平衡摩擦后，为探 究加速度与力的关系，需要选取合适的M和m,以下最合理的一组是 。(2分) A.M=20g,m分别为10g、15g、20g、25g、30g、35g B.M=200g,m分别为20g、30g、40g、50g、60g、70g C.M=600g,m分别为5g、10g、15g、20g、25g、30g D.M=600g,m分别为20g、30g、40g、50g、60g、70g 正确答案：C 答案解析：实验时要求砝码和盘的总质量要远小于小车的质量，故C正确，ABD错误。 故选：C。 (3)图2是某次实验中得到的一条纸带，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。已知打点计时 器的打点周期为0.02s,则小车的加速度a m/s2(结果保留2位有效数字)。 (2分) 正确答案：0.52 答案解析：小车的加速度为 a4-727+773-6.69-,6.17×102/s2-0.52m/s2 2 (0.02×5×2)2 (4)在探究加速度与力的关系时，乙同学根据实验数据作出的F图像如图3所示。发现该图线不 通过坐标原点且BC段明显偏离直线，分析其产生的原因，下列说法中正确的是 (2分) A.图线不通过坐标原点可能是因为平衡摩擦力不足 B.图线不通过坐标原点可能是因为平衡摩擦力过度 C.图线BC段弯曲是因为未保证砝码和盘的总质量远小于小车质量 D.根据BC段弯曲曲线可知，若逐渐增盘和砝码，总质量，小车的加速度将逐渐增大到无穷大 正确答案：AC 答案解析：AB.图像不通过原点，由图可知，当小车受到的拉力不为零时，加速度依然为零，说明平衡 摩擦力不足，故A正确、B错误： C.图线BC段弯曲是因为随着砝码的不断增加，导致砝码和盘的总质量不再远小于小车的质量，故C正 确； D.根据BC段弯曲曲线可知，若逐渐增加盘和砝码的总质量，根据牛顿第二定律可得 a=M+mg 即小车的加速度将逐渐接近重力加速度，故D错误。 故选：AC。 (⑤)另一位同学在实验中得到了图中的曲线0Q,于是他利用最初的几组数据拟合了一条直线OP, 如图所示，与纵轴平行的直线和这两条图线以及横轴的交点分别为Q、P、N。此时，小车质量为M ,盘和砝码的总质量为m,他猜想： =M十严，请分析论证该同学的猜想是否正确。(2分 QN m 正确答案：见解析。 答案解析：图中PN对应小车所受合力为悬挂物重力mg时的加速度a1,即 mg=Ma 图中QN对应小车的实际加速度2，设此时细线的拉力为T,则有 T=Ma2 mg-T=ma2 联立解得 a1 =M+m a2 即 祭=“” 所以该同学的猜想正确。 4.3实验：探究加速度与力、质量的关系 满分：48 班级：________ 姓名：________ 成绩：________ 一、实验题（组）（共6小题,共48分） 1. 某兴趣小组设计了一个“探究加速度与力的关系”的实验。实验装置如图1所示，其中砝码和托盘的总质量均远小于小车质量M。 （12分） · (1) 本实验，除了图1中所列器材外，还需要的测量工具有 _______。（2分） · A.秒表 B.天平 C.刻度尺 · (2) 关于实验操作，以下做法正确的是 _______。（2分） · A.平衡阻力时，应连好小车后面的纸带 · B.平衡阻力时，应将挂着装有砝码的托盘的细绳跨过定滑轮系在小车上 · C.实验时，应通过调整定滑轮，使细线和长木板上表面平行 · D.实验时，应先放开小车，后接通电源 · (3) 实验得到如图2所示的一条纸带，相邻两个计数点间还有四个点迹未画出。已知打点计时器打点周期为0.02s,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）（2分） · (4) 该小组同学保持小车质量M不变，根据测量数据作出了小车加速度a随所受拉力F的变化的a-F图线，如图3所示。据此图线，可以得到的结论是：在实验误差允许范围内，_______。（3分） · (5) 在上述实验中，托盘质量为m0，盘中砝码质量为m,若某同学在处理数据过程中没有考虑托盘质量，请在图3中大致画出他所作的a-F图线，并写出他所作图线斜率的表达式 _______。（3分） 1. 某实验小组为探究小车质量M一定时，小车的加速度a与所受合外力F的关系，设计并采用了如图甲所示的方案。其实验操作步骤如下： a、按照实验装置图安装好实验装置； b、挂上砝码盘和砝码，调节木板的倾角，使质量为M的小车能拖着纸带沿木板匀速下滑； c、取下砝码盘和砝码，测出其总质量为m,再让小车拖着纸带沿木板加速下滑，打出一条纸带，由纸带求得小车加速度a； d、改变砝码盘中砝码的个数，重复步骤b和c,多次测量，求得小车在不同合外力F作用下的加速度a,作出a-F图像。 （8分） (1) 该实验方案 _______满足条件M≫m（选填“需要”或“不需要”）；重力加速度为g,则小车加速下滑时受到的合外力F _______mg（选填“＞”、“=”或“＜”）。（2分） (2) 已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz。图乙是实验中打出的一段纸带，在打出的点中，从A点开始每5个打点间隔取1个计数点，分别记为A、B、C、D、E，相邻计数点间的距离已在图中标出。打点计时器打下计数点C时，小车的瞬时速度v= _______m/s,小车的加速度a= _______m/s2。（结果均保留两位有效数字）（2分） (3) 若实验操作规范，随着托盘内的砝码数增大，作出的a-F图像正确的是 _______。 （2分） (4) 图丙为小车质量一定时，根据实验数据描绘的小车加速度a的倒数与砝码盘和砝码的总质量m的倒数之间的实验关系图像。若牛顿第二定律成立，则小车的质量M= _______kg。（g取9.8m/s2）（结果保留2位有效数字）（2分） 1. 某同学用如图（a）所示的装置做“探究加速度与合外力的关系”的实验。已知小车和力传感器的总质量为M，砂子和砂桶的总质量为m。 （6分） (1) 实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，需要补偿阻力，请写出具体的操作步骤：_______。（2分） (2) 该实验 _______（填“需要”或“不需要”）M远大于m。（2分） (3) 打点计时器使用的是频率为50Hz的交流电源，打出的纸带如图（b）所示，A、B、C、D、E是纸带上的五个计数点。小车下滑的加速度为 _______m/s2（结果保留2位有效数字）。（2分） 1. 某同学探究“小车的加速度与力的关系”的实验装置如图所示，轨道上的B点固定一光电门，将连接小车的细线跨过滑轮系住钩码，平衡摩擦力后在A点由静止释放小车，测出小车上的挡光片通过光电门的时间t。 （6分） (1) 在该实验中，下列说法正确的是 _______。（2分） · A.要用天平称量小车的质量 · B.每次改变钩码的个数，都需要测量钩码的总质量 · C.调节滑轮的高度，使细线与轨道平行 · D.A、B之间的距离尽可能小些 (2) 若挡光片的宽度为d,挡光片与光电门的距离为L，d≪L。则小车通过光电门时的速度大小为 _______，加速度大小为 _______。（均用题中所给物理量的符号表示）（4分） 1. 利用打点计时器和小车探究加速度与力、质量的关系，实验装置如图甲所示。实验中共准备了5个相同的质量为0.05kg的钩码。 （6分） (1) 下列是关于该实验的部分操作，其中正确的是 _______。（2分） · A.实验中应当先接通电源，再释放小车 · B.连接钩码和小车的细线应与长木板保持平行 · C.平衡摩擦力时，不应将钩码挂在定滑轮左侧细线上 · D.平衡摩擦力后，若改变小车质量需要重新平衡摩擦力 (2) 在保持小车及车中的钩码质量m一定，探究加速度a与所受合外力F的关系时，由于平衡摩擦力时操作不当，得到的a-F关系图像如图乙所示。其原因是 _______。（2分） (3) 某同学在没有天平的情况下，利用如图甲所示的装置测量小车的质量。实验步骤如下： ①将5个钩码全部放入小车中，在长木板右下方垫上适当厚度的小物块，使小车（和钩码）可以在长木板上匀速下滑。 ②将一个钩码从小车内取出并挂在定滑轮左端细线上，其余钩码仍留在小车内，释放小车，计算小车的加速度a。 ③每次都从小车内取出一个钩码，并挂在细线左端的钩码上，释放小车，计算小车的加速度a将结果填入表格。并得到如图丙所示的a-n图像。 轻绳左侧钩码数量 1 2 3 4 5 m/（m=n-2） 0.70 1.39 2.08 2.79 3.47 · ④利用a-n图像可求得小车（空载）的质量为 _______kg。（g取9.8m/s2）（2分） 1.    某实验小组的同学在“探究加速度与力和质量关系”实验中，使用了如图1所示的实验装置。            （10分） · (1) 实验中，为了可以将细线对小车的拉力看成是小车所受的合外力，某同学用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，把装有纸带的小车放在木板上，在 _______（选填“挂”或“不挂”）盘和砝码并且计时器 _______（选填“接通电源”或“不接通电源”）的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经平衡摩擦力。（2分） · (2) 将小车的质量记为M，砝码和盘的总质量记为m,重力加速度为g。甲同学在平衡摩擦后，为探究加速度与力的关系，需要选取合适的M和m,以下最合理的一组是 _______。（2分） · A.M=20g,m分别为10g、15g、20g、25g、30g、35g · B.M=200g,m分别为20g、30g、40g、50g、60g、70g · C.M=600g,m分别为5g、10g、15g、20g、25g、30g · D.M=600g,m分别为20g、30g、40g、50g、60g、70g · (3) 图2是某次实验中得到的一条纸带，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。已知打点计时器的打点周期为0.02s,则小车的加速度a= _______m/s2（结果保留2位有效数字）。（2分） · (4) 在探究加速度与力的关系时，乙同学根据实验数据作出的a-F图像如图3所示。发现该图线不通过坐标原点且BC段明显偏离直线，分析其产生的原因，下列说法中正确的是 _______。（2分） · A.图线不通过坐标原点可能是因为平衡摩擦力不足 · B.图线不通过坐标原点可能是因为平衡摩擦力过度 · C.图线BC段弯曲是因为未保证砝码和盘的总质量远小于小车质量 · D.根据BC段弯曲曲线可知，若逐渐增盘和砝码总质量，小车的加速度将逐渐增大到无穷大 · (5) 另一位同学在实验中得到了图中的曲线OQ，于是他利用最初的几组数据拟合了一条直线OP，如图所示，与纵轴平行的直线和这两条图线以及横轴的交点分别为Q、P、N。此时，小车质量为M，盘和砝码的总质量为m,他猜想：，请分析论证该同学的猜想是否正确。（2分）   第2页 第2页 学科网（北京）股份有限公司 $