4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系 同步训练-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系 同步训练-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册 学号： 班级： 姓名： 一、必备知识基础练 1．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，为了消除打点计时器和木板对小车阻力的影响，下列四种装置图中正确的是（　　） 2．下列关于“探究加速度与力、质量的关系”实验的说法中，正确的是（　　） A．在探究加速度与质量的关系时，应该改变拉力的大小 B．在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-图像 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图像应该用折线将所描的点依次连接 3．某实验小组利用如图所示的装置来探究物体的加速度与质量和力的关系，实验步骤如下． ①测出滑块的质量M（包括遮光条及配重片），所挂钩码质量m，遮光条宽度d；挂上钩码后，调节长木板的倾角，轻推滑块后，使滑块能沿长木板向下做匀速运动． ②取下轻绳和钩码，保持①中调节好的长木板倾角不变，让滑块从长木板顶端由静止下滑，由数字计时器（图中未画出）可读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为Δt1、Δt2，通过两光电门之间的时间为Δt. ③更换器材后，使滑块匀速下滑，再去掉钩码，使滑块加速下滑，测得数据；重复实验，测得多组实验数据． （1）在探究加速度与力的关系实验中，若以加速度a为纵坐标，横坐标应为________． A．m　 　　B． C．M　　 　D． （2）某次挂上钩码后，调节长木板倾角为θ时，滑块可以匀速下滑，则滑块与长木板间动摩擦因数为________． A．tan θ B． C． D． （3）要完成全部探究任务，步骤③中更换器材时，必要且正确的操作有________． A．保持滑块及配重片质量不变，逐次增加钩码质量，必须重新调节长木板倾角 B．保持滑块及配重片质量不变，逐次增加钩码质量，不需要重新调节长木板倾角 C．保持钩码质量不变，逐次增加滑块上配重片质量，必须重新调节长木板倾角 D．保持钩码质量不变，逐次增加滑块上配重片质量，不需要重新调节长木板倾角 4．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某小组设计了如图所示的实验装置．图中上、下两层前端固定有光滑定滑轮，两相同小车前端各系一条细线，细线跨过定滑轮并挂上一个砝码盘，盘中可放砝码，滑轮与小车间细线与轨道平行，小车Ⅱ所挂砝码和砝码盘的总质量是小车Ⅰ所挂砝码和砝码盘总质量的两倍．将砝码和砝码盘的总重力作为小车所受合外力，两小车尾部各系一条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，按下装置，两小车立即同时停止．某次实验时小车Ⅰ的位移为s1，小车Ⅱ的位移为s2. （1）为了减小实验误差，下列说法正确的是________． A．实验之前将轨道倾斜来平衡阻力，平衡阻力时需要挂上砝码盘 B．实验之前将轨道倾斜来平衡阻力，平衡阻力时不需要挂上砝码盘 C．砝码盘和砝码的总质量应远大于小车的质量 D．砝码盘和砝码的总质量应远小于小车的质量 （2）若实验测得小车Ⅱ位移近似是小车Ⅰ位移的两倍，则可得出实验结论：在质量一定的情况下，物体的加速度与其所受到的合外力成____________（选填“正比”或“反比”）． 二、关键能力提升练 5.（2024·甘肃卷）用图甲所示实验装置探究外力一定时加速度与质量的关系． （1）以下操作正确的是________． A．使小车质量远小于槽码质量 B．调整垫块位置以平衡小车受到的阻力 C．平衡阻力时移去打点计时器和纸带 D．释放小车后立即打开打点计时器 （2）保持槽码质量不变，改变小车上砝码的质量，得到一系列打点纸带．其中一条纸带的计数点如图乙所示，相邻两计数点之间的距离分别为s1，s2，…，s8，时间间隔均为T. 下列加速度算式中，最优的是________． A．a＝） B．a＝） C．a＝） D．a＝） （3）以小车和砝码的总质量M为横坐标，加速度的倒数为纵坐标，甲、乙两组同学分别得到的-M图像如图丙所示． 由图可知，在所受外力一定的条件下，a与M成______（选填“正比”或“反比”）；甲组所用的______（选填“小车”“砝码”或“槽码”）质量比乙组的更大． 6．某课外兴趣小组设计的“探究物体平均加速度与物体受力、物体质量关系”的实验方案如图所示．该小组同学先将挡板竖直固定在水平桌面上，再将弹簧一端固定在挡板上，另一端处于自然状态，并在桌面上标记自由端的位置O；在O点左侧安装一光电门，并调整其高度；将刻度尺紧贴桌边固定，使其0刻度线与O点对齐．将装有遮光片的小车置于桌面上并向右压缩弹簧到某位置，记录固定在小车右侧面的薄长铁条此时所指刻度尺的刻度值x，然后释放小车，记录光电门显示的遮光时间Δt，用游标卡尺测得遮光片的宽度d.请回答下列问题． （1）光电门的位置应离O点适当________（选填“近些”或“远些”）． （2）小车加速过程的平均加速度为a＝________（用测得的物理量的符号表示）． （3）为减小实验误差，本实验应选用劲度系数________（选填“较大”或“较小”）的弹簧进行实验． （4）保持小车质量不变，要探究小车平均加速度a与所受合力F的关系，只需探究平均加速度a与________的关系即可（用测得的物理量的符号表示）． 7．某物理兴趣小组的同学用如图1所示的装置完成“探究加速度与力、质量的关系”的实验。实验中，细绳通过力传感器与小车相连，可以从传感器的电子显示屏上读出拉力的大小。 （1）实验室提供了电磁打点计时器和电火花打点计时器，从减小纸带所受阻力的角度思考，应选择________（选填“电磁”或“电火花”）打点计时器。 （2）下列实验要求正确的是________（填选项序号）。 A．定滑轮与小车之间的细绳必须与木板平行 B．实验中需要测出砂桶（连同砂粒）的质量 C．木板的一侧垫高，是为了平衡摩擦力以及其他阻力 D．实验中应该先释放小车，然后再接通打点计时器的电源 （3）实验中________（选填“需要”或“不需要”）满足砂桶连同砂粒的总质量远小于小车连同车内砝码的总质量。 （4）实验中使用频率为50 Hz的交流电源，通过打点计时器打出的纸带测量小车的加速度大小，其中一条清晰的纸带如图2所示，在纸带上确定了五个计数点A、B、C、D、E，相邻计数点间的距离已标在图上，每两个相邻的计数点之间还有两个计时点未画出，则小车的加速度为________ m/s2（结果保留三位有效数字）。 （5）实验中先保持小车与车内砝码的总质量不变，改变砂桶与桶内砂粒的总质量，通过力传感器测出绳的拉力F的大小与对应加速度a的大小，作出a­F图像，发现a与F成正比。再保持绳的拉力大小不变，改变小车内砝码的数量，从而改变小车及车内砝码的总质量，测出小车及车内砝码的总质量m与对应加速度a的大小，作出a­m图像如图3所示，通过图线________（选填“能”或“不能”）直接判断出a与m的关系，原因是________________________________________。 8．“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示。小车后面固定一条穿过打点计时器的纸带，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直面内的弹簧测力计相连。 （1）在安装器材时，要调整定滑轮的高度，使连接小车的细线与木板平行，这样做的目的是________。 A．防止打点计时器在纸带上打出的点痕不清晰 B．保证小车最终能够实现匀速直线运动 C．防止小车在木板上运动时发生抖动 D．平衡阻力后使细线的拉力等于小车受到的合力 （2）实验中________（填“需要”或“不需要”）满足所挂钩码的质量远小于小车的质量。 （3）保持小车的质量为m不变，改变钩码的个数，记录弹簧测力计的示数F和相应小车的加速度a，实验小组根据测量数据作出如图乙所示的a­F图像，则图乙中图线不过原点的原因是______________________________________（任写一条即可）。 9．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，实验装置如图甲所示。 （1）该实验过程中操作正确的是________。 A．平衡阻力时小车要连接纸带 B．改变小车质量时，不需要重新平衡阻力 C．砝码和砝码盘的质量应大于小车的质量 D．调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行 （2）已知打点计时器所用交变电源的频率为50 Hz。某次实验得到的纸带如图乙所示，A～G是连续的计数点。相邻两计数点间有四个点未画出。根据上述信息可得D点的速度为________m/s，小车在运动过程中的加速度大小为________ m/s2。（结果均保留两位有效数字） （3）某同学发现，木板水平放置，挂上砝码盘拉动小车运动后，刚好能使打出的纸带点迹分布均匀，所以他就用砝码盘的重力m0g来平衡小车所受的阻力，用砝码的总重力mg表示小车受到的合力。在满足小车质量远大于砝码质量的条件下，这种平衡阻力的方法能否用来探究小车拉力一定时，加速度与质量的关系？________（选填“能”或“不能”）。 10.某同学用如图所示的装置“探究加速度与力、质量的关系”。气垫导轨上滑块的质量为M（可以添加配重片），钩码的质量为m，两光电门中心的间距为L，滑块上固定一宽度为d的挡光片（挡光片、滑轮、细线的质量忽略不计），滑块通过光电门1、2的挡光时间分别为Δt1和Δt2，在钩码的牵引下，滑块从气垫导轨的右端开始向左加速运动。 （1）实验中，滑块经过光电门1时的速度为________________，滑块加速度的大小为________________________________。 （2）为了研究在外力一定时加速度与质量的关系，可以改变________（选填“滑块”或“钩码”）的质量，多次重复操作，获得多组加速度a与质量M的数据，用这些数据绘出的图像可能是下列图中的________。 （3）在上述实验中，计算加速度时以挡光片经过光电门时的平均速度替代了瞬时速度，采用这种方法，加速度的测量值比真实值________（选填“大”或“小”）。 11．为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验，其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑块通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录，滑块连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，两光电门间的距离为x，牵引槽码的质量为m，回答下列问题： （1）实验开始前应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位？ ______________________________________________________。 （2）若取M＝0.4 kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是________。 A．m1＝5 g　　 B．m2＝15 g C．m3＝40 g D．m4＝400 g （3）在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，求得的加速度a的表达式为______________________（用Δt1、Δt2、D、x表示）。 4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系 同步训练-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册 学号： 班级： 姓名： 一、必备知识基础练 1．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，为了消除打点计时器和木板对小车阻力的影响，下列四种装置图中正确的是（　　） 解析：在不挂盘和槽码时需要用重力沿斜面向下的分力将打点计时器和木板对小车的阻力平衡掉，所以要将长木板无滑轮一侧适当垫高，故B正确． 答案：B 2．下列关于“探究加速度与力、质量的关系”实验的说法中，正确的是（　　） A．在探究加速度与质量的关系时，应该改变拉力的大小 B．在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-图像 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图像应该用折线将所描的点依次连接 解析：在探究加速度与质量的关系时，应该控制拉力不变，故A错误；在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-图像，故B正确；在探究加速度与力的关系时，需测量至少5次，记录五组数据，画出图像，根据图像探究关系，故C错误；在探究加速度与力的关系时，作a-F图像应该将点拟合成一条倾斜的直线，不能画成折线，故D错误． 答案：B 3．某实验小组利用如图所示的装置来探究物体的加速度与质量和力的关系，实验步骤如下． ①测出滑块的质量M（包括遮光条及配重片），所挂钩码质量m，遮光条宽度d；挂上钩码后，调节长木板的倾角，轻推滑块后，使滑块能沿长木板向下做匀速运动． ②取下轻绳和钩码，保持①中调节好的长木板倾角不变，让滑块从长木板顶端由静止下滑，由数字计时器（图中未画出）可读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为Δt1、Δt2，通过两光电门之间的时间为Δt. ③更换器材后，使滑块匀速下滑，再去掉钩码，使滑块加速下滑，测得数据；重复实验，测得多组实验数据． （1）在探究加速度与力的关系实验中，若以加速度a为纵坐标，横坐标应为________． A．m　 　　B． C．M　　 　D． （2）某次挂上钩码后，调节长木板倾角为θ时，滑块可以匀速下滑，则滑块与长木板间动摩擦因数为________． A．tan θ B． C． D． （3）要完成全部探究任务，步骤③中更换器材时，必要且正确的操作有________． A．保持滑块及配重片质量不变，逐次增加钩码质量，必须重新调节长木板倾角 B．保持滑块及配重片质量不变，逐次增加钩码质量，不需要重新调节长木板倾角 C．保持钩码质量不变，逐次增加滑块上配重片质量，必须重新调节长木板倾角 D．保持钩码质量不变，逐次增加滑块上配重片质量，不需要重新调节长木板倾角 解析：（1）实验中滑块匀速下滑时绳子拉力大小为FT＝mg，滑块匀速下滑时有Mg sin θ－μMg cos θ＝FT，去掉钩码后滑块所受合外力为F＝Mg sin θ－μMg cos θ＝mg＝Ma，则a＝m，纵坐标为加速度a，横坐标应为m，故选A. （2）因为Mg sin θ－μMg cos θ＝mg，所以μ＝，故选D. （3）该实验采取控制变量法，由（2）可知，不论是改变m或者M，均要重新调节长木板倾角θ，故选AC. 答案：（1）A　（2）D　（3）AC 4．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某小组设计了如图所示的实验装置．图中上、下两层前端固定有光滑定滑轮，两相同小车前端各系一条细线，细线跨过定滑轮并挂上一个砝码盘，盘中可放砝码，滑轮与小车间细线与轨道平行，小车Ⅱ所挂砝码和砝码盘的总质量是小车Ⅰ所挂砝码和砝码盘总质量的两倍．将砝码和砝码盘的总重力作为小车所受合外力，两小车尾部各系一条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，按下装置，两小车立即同时停止．某次实验时小车Ⅰ的位移为s1，小车Ⅱ的位移为s2. （1）为了减小实验误差，下列说法正确的是________． A．实验之前将轨道倾斜来平衡阻力，平衡阻力时需要挂上砝码盘 B．实验之前将轨道倾斜来平衡阻力，平衡阻力时不需要挂上砝码盘 C．砝码盘和砝码的总质量应远大于小车的质量 D．砝码盘和砝码的总质量应远小于小车的质量 （2）若实验测得小车Ⅱ位移近似是小车Ⅰ位移的两倍，则可得出实验结论：在质量一定的情况下，物体的加速度与其所受到的合外力成____________（选填“正比”或“反比”）． 解析：（1）实验前需要平衡阻力，平衡阻力时，不需要挂上砝码盘，只需将轨道倾斜来平衡阻力，故A错误，B正确；若要将砝码和砝码盘的总重力作为小车所受合外力，需满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量，故C错误，D正确．（2）两小车同时开始运动，并同时停止，两车运动的位移x＝at2则有位移与加速度成正比；实验测得小车Ⅱ位移近似是小车Ⅰ位移的两倍，小车Ⅱ加速度近似是小车Ⅰ加速度的两倍，则可得出实验结论，在质量一定的情况下，物体的加速度与所受到的合外力成正比． 答案：（1）BD　（2）正比 二、关键能力提升练 5.（2024·甘肃卷）用图甲所示实验装置探究外力一定时加速度与质量的关系． （1）以下操作正确的是________． A．使小车质量远小于槽码质量 B．调整垫块位置以平衡小车受到的阻力 C．平衡阻力时移去打点计时器和纸带 D．释放小车后立即打开打点计时器 （2）保持槽码质量不变，改变小车上砝码的质量，得到一系列打点纸带．其中一条纸带的计数点如图乙所示，相邻两计数点之间的距离分别为s1，s2，…，s8，时间间隔均为T. 下列加速度算式中，最优的是________． A．a＝） B．a＝） C．a＝） D．a＝） （3）以小车和砝码的总质量M为横坐标，加速度的倒数为纵坐标，甲、乙两组同学分别得到的-M图像如图丙所示． 由图可知，在所受外力一定的条件下，a与M成______（选填“正比”或“反比”）；甲组所用的______（选填“小车”“砝码”或“槽码”）质量比乙组的更大． 解析：（1）为了使小车所受的合外力大小近似等于槽码的总重力，故应使小车质量远大于槽码质量，故A错误；为了保证小车所受细线的拉力等于小车所受合力，需要调整垫块位置以平衡小车受到的阻力，也要保持细线和长木板平行，故B正确；平衡阻力时不能移去打点计时器和纸带，需要通过纸带上点迹是否均匀来判断小车是否做匀速运动，故C错误；根据操作要求，应先打开打点计时器再释放小车，故D错误．（2）根据逐差法可知s5－s1＝4aT2，s6－s2＝4aT2，s7－s3＝＝4aT2，联立可得小车加速度表达式为a＝）．（3）根据图像可知与M在误差允许范围内成正比，故在所受外力一定的条件下，a与M成反比；设槽码的质量为m，则由牛顿第二定律得mg＝Ma，化简可得＝，M与a成反比关系，图像的斜率k＝，故斜率越小，槽码的质量m越大，结合题图可知甲组所用的槽码质量比乙组的更大． 答案：（1）B　（2）D　（3）反比　槽码 6．某课外兴趣小组设计的“探究物体平均加速度与物体受力、物体质量关系”的实验方案如图所示．该小组同学先将挡板竖直固定在水平桌面上，再将弹簧一端固定在挡板上，另一端处于自然状态，并在桌面上标记自由端的位置O；在O点左侧安装一光电门，并调整其高度；将刻度尺紧贴桌边固定，使其0刻度线与O点对齐．将装有遮光片的小车置于桌面上并向右压缩弹簧到某位置，记录固定在小车右侧面的薄长铁条此时所指刻度尺的刻度值x，然后释放小车，记录光电门显示的遮光时间Δt，用游标卡尺测得遮光片的宽度d.请回答下列问题． （1）光电门的位置应离O点适当________（选填“近些”或“远些”）． （2）小车加速过程的平均加速度为a＝________（用测得的物理量的符号表示）． （3）为减小实验误差，本实验应选用劲度系数________（选填“较大”或“较小”）的弹簧进行实验． （4）保持小车质量不变，要探究小车平均加速度a与所受合力F的关系，只需探究平均加速度a与________的关系即可（用测得的物理量的符号表示）． 解析：（1）为了比较准确地测量出小车离开弹簧时的速度大小，光电门的位置应离O点适当近些，以减小小车与桌面间的摩擦力的影响． （2）小车经过光电门时的瞬时速度近似等于遮光片经过光电门时的平均速度，则有v＝，由题意可知，小车加速的位移为x，由速度—位移公式可得，小车的平均加速度为a＝＝. （3）为减小实验误差，本实验应选用劲度系数较大的弹簧．劲度系数较大的弹簧，在同样的形变量下，弹簧的弹力较大，可以减小摩擦力的影响． （4）x是弹簧的形变量，因此小车质量不变，要探究小车平均加速度a与所受合力F的关系，只需探究平均加速度a与弹簧形变量x的关系即可． 答案：（1）近些　（2）　（3）较大　（4）x 7．某物理兴趣小组的同学用如图1所示的装置完成“探究加速度与力、质量的关系”的实验。实验中，细绳通过力传感器与小车相连，可以从传感器的电子显示屏上读出拉力的大小。 （1）实验室提供了电磁打点计时器和电火花打点计时器，从减小纸带所受阻力的角度思考，应选择________（选填“电磁”或“电火花”）打点计时器。 （2）下列实验要求正确的是________（填选项序号）。 A．定滑轮与小车之间的细绳必须与木板平行 B．实验中需要测出砂桶（连同砂粒）的质量 C．木板的一侧垫高，是为了平衡摩擦力以及其他阻力 D．实验中应该先释放小车，然后再接通打点计时器的电源 （3）实验中________（选填“需要”或“不需要”）满足砂桶连同砂粒的总质量远小于小车连同车内砝码的总质量。 （4）实验中使用频率为50 Hz的交流电源，通过打点计时器打出的纸带测量小车的加速度大小，其中一条清晰的纸带如图2所示，在纸带上确定了五个计数点A、B、C、D、E，相邻计数点间的距离已标在图上，每两个相邻的计数点之间还有两个计时点未画出，则小车的加速度为________ m/s2（结果保留三位有效数字）。 （5）实验中先保持小车与车内砝码的总质量不变，改变砂桶与桶内砂粒的总质量，通过力传感器测出绳的拉力F的大小与对应加速度a的大小，作出a­F图像，发现a与F成正比。再保持绳的拉力大小不变，改变小车内砝码的数量，从而改变小车及车内砝码的总质量，测出小车及车内砝码的总质量m与对应加速度a的大小，作出a­m图像如图3所示，通过图线________（选填“能”或“不能”）直接判断出a与m的关系，原因是________________________________________。 答案：（1）电火花　（2）AC　（3）不需要　（4）1.97 （5）不能　通过图像中的曲线无法判断是反比例函数曲线 解析：（1）电磁打点计时器打点时纸带与限位孔之间、纸带与振针之间不可避免地存在摩擦，而电火花打点计时器没有振针，是靠电火花在纸带上留下一系列印迹的，纸带所受阻力更小，实验误差小，故从减小纸带所受阻力的角度考虑，应选择电火花打点计时器。 （2）为保证小车在运动过程中受到的合力等于力传感器所测拉力，细绳与木板需要平行，故A正确；实验中小车所受拉力可由力传感器测出，不需要测量砂和砂桶的总质量，故B错误；为了使力传感器测量的力等于小车所受合力，应将木板的一侧垫高，以平衡摩擦力以及其他阻力，故C正确；实验中应先接通打点计时器的电源，然后再释放小车，故D错误。 （3）实验中绳的拉力可由力传感器测出，不需要保证砂桶连同砂粒的总质量远小于小车连同车内砝码的总质量。 （4）由题意可得相邻计数点间的时间间隔为T＝3×＝0.06 s，由逐差法可得小车的加速度为a＝ ＝ ＝1.97 m/s2。 （5）通过题图3的a­m图像中的曲线无法判断其是否为反比例函数曲线，故无法准确得到加速度与质量成反比的结论。 8．“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示。小车后面固定一条穿过打点计时器的纸带，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直面内的弹簧测力计相连。 （1）在安装器材时，要调整定滑轮的高度，使连接小车的细线与木板平行，这样做的目的是________。 A．防止打点计时器在纸带上打出的点痕不清晰 B．保证小车最终能够实现匀速直线运动 C．防止小车在木板上运动时发生抖动 D．平衡阻力后使细线的拉力等于小车受到的合力 （2）实验中________（填“需要”或“不需要”）满足所挂钩码的质量远小于小车的质量。 （3）保持小车的质量为m不变，改变钩码的个数，记录弹簧测力计的示数F和相应小车的加速度a，实验小组根据测量数据作出如图乙所示的a­F图像，则图乙中图线不过原点的原因是______________________________________（任写一条即可）。 答案：（1）D　（2）不需要　（3）平衡阻力过度 解析：（1）实验中调节定滑轮的高度，使细线与木板平行，可在平衡阻力后使细线的拉力等于小车所受的合力。如果不平行，细线对小车的作用力在垂直木板方向上有分力，细线的拉力就不等于小车所受的合力。故选D。 （2）由于本实验中由弹簧测力计可以读出细线的拉力，所以不需要满足所挂钩码的质量远小于小车的质量。 （3）由图乙可知，细线拉力F为零时小车已产生加速度，这是因为平衡阻力过度。 9．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，实验装置如图甲所示。 （1）该实验过程中操作正确的是________。 A．平衡阻力时小车要连接纸带 B．改变小车质量时，不需要重新平衡阻力 C．砝码和砝码盘的质量应大于小车的质量 D．调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行 （2）已知打点计时器所用交变电源的频率为50 Hz。某次实验得到的纸带如图乙所示，A～G是连续的计数点。相邻两计数点间有四个点未画出。根据上述信息可得D点的速度为________m/s，小车在运动过程中的加速度大小为________ m/s2。（结果均保留两位有效数字） （3）某同学发现，木板水平放置，挂上砝码盘拉动小车运动后，刚好能使打出的纸带点迹分布均匀，所以他就用砝码盘的重力m0g来平衡小车所受的阻力，用砝码的总重力mg表示小车受到的合力。在满足小车质量远大于砝码质量的条件下，这种平衡阻力的方法能否用来探究小车拉力一定时，加速度与质量的关系？________（选填“能”或“不能”）。 答案：（1）AB　（2）0.59　0.83　（3）不能 解析：（1）平衡阻力时小车需要连接纸带，不挂砝码和砝码盘，打开打点计时器后，让小车拖着纸带在木板上匀速运动，A正确；小车所受阻力主要是木板的摩擦力，平衡阻力后有mgsinθ＝μmgcosθ，两边质量可消掉，所以改变小车质量时，不需要重新平衡阻力，B正确；因为细线上的拉力无法准确测量，需要将砝码和砝码盘的重力作为小车受到的合力，则应保证砝码和砝码盘的质量远小于小车的质量，C错误；应调节滑轮高度使细绳与倾斜木板平行，D错误。 （2）相邻两计数点间有四个点未画出，则相邻两计数点间的时间间隔T＝5× s＝0.1 s，则D点的速度为vD＝＝ m/s＝0.59 m/s，小车在运动过程中的加速度大小为a＝＝ m/s2＝0.83 m/s2。 （3）当小车质量变化时，小车所受摩擦力大小改变，砝码盘的重力与小车所受的摩擦力不再平衡，砝码的重力不再近似等于小车所受的合力，所以这种平衡阻力的方法不能用来探究小车拉力一定时，加速度与质量的关系。 10.某同学用如图所示的装置“探究加速度与力、质量的关系”。气垫导轨上滑块的质量为M（可以添加配重片），钩码的质量为m，两光电门中心的间距为L，滑块上固定一宽度为d的挡光片（挡光片、滑轮、细线的质量忽略不计），滑块通过光电门1、2的挡光时间分别为Δt1和Δt2，在钩码的牵引下，滑块从气垫导轨的右端开始向左加速运动。 （1）实验中，滑块经过光电门1时的速度为________________，滑块加速度的大小为________________________________。 （2）为了研究在外力一定时加速度与质量的关系，可以改变________（选填“滑块”或“钩码”）的质量，多次重复操作，获得多组加速度a与质量M的数据，用这些数据绘出的图像可能是下列图中的________。 （3）在上述实验中，计算加速度时以挡光片经过光电门时的平均速度替代了瞬时速度，采用这种方法，加速度的测量值比真实值________（选填“大”或“小”）。 解析：（1）依据滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度，有v1＝ 由v22－v12＝2aL得a＝。 （2）为了研究在外力一定时加速度与质量的关系，可以改变滑块的质量。加速度a与质量M成反比，所以a与成正比。故选B。 （3）因为真实速度为挡光片前边缘到达光电门中心时的瞬时速度，但测量的速度为此瞬间之后的瞬时速度，因为滑块做加速运动，显然测量的速度偏大，所以加速度的测量值比真实值大。 答案：（1）　（2）滑块　B　（3）大 11．为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验，其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑块通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录，滑块连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，两光电门间的距离为x，牵引槽码的质量为m，回答下列问题： （1）实验开始前应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位？ ______________________________________________________。 （2）若取M＝0.4 kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是________。 A．m1＝5 g　　 B．m2＝15 g C．m3＝40 g D．m4＝400 g （3）在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，求得的加速度a的表达式为______________________（用Δt1、Δt2、D、x表示）。 解析：（1）取下牵引槽码，滑块放在任意位置都不动；或取下牵引槽码，轻推滑块，数字计时器记录的两个光电门的光束被遮挡的时间相等。 （2）在探究加速度与力的关系的实验中，当槽码的质量远小于滑块连同上面固定的挡光片的总质量时，才能近似认为槽码受到的重力等于滑块受到的拉力，故D不合适。 （3）当滑块通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间为Δt1、Δt2，对应的速度分别为v1＝、v2＝，根据v22－v12＝2ax求出加速度a＝。 答案：（1）见解析　（2）D　（3）a＝ 学科网（北京）股份有限公司 $