第02講實驗探究加速度與力質(zhì)量的關系原卷版

第02講：實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關系一：知識精講歸納考點一、實驗思路—控制變量法1．探究加速度與力的關系保持小車質(zhì)量不變，通過改變槽碼的個數(shù)改變小車所受的拉力，測得不同拉力下小車運動的加速度，分析加速度與拉力的定量關系．2．探究加速度與質(zhì)量的關系保持小車所受的拉力不變，通過在小車上增加重物改變小車的質(zhì)量，測得不同質(zhì)量的小車對應的加速度，分析加速度與質(zhì)量的定量關系．考點二、物理量的測量1．質(zhì)量的測量：用天平測量．在小車中增減砝碼的數(shù)量可改變小車的質(zhì)量．2．加速度的測量(1)方法1：讓小車做初速度為0的勻加速直線運動，用刻度尺測量小車移動的位移x，用秒表測量發(fā)生這段位移所用的時間t，然后由a＝eq\f(2x,t2)計算出加速度a.(2)方法2：由紙帶根據(jù)公式Δx＝aT2，結(jié)合逐差法計算出小車的加速度．(3)方法3：不直接測量加速度，求加速度之比，例如：讓兩個做初速度為0的勻加速直線運動的物體的運動時間t相等，測出各自的位移x1、x2，則eq\f(a1,a2)＝eq\f(x1,x2)，把加速度的測量轉(zhuǎn)換成位移的測量．考點三．力的測量在阻力得到補償?shù)那闆r下，小車受到的拉力等于小車所受的合力．(1)在槽碼的質(zhì)量比小車的質(zhì)量小得多時，可認為小車所受的拉力近似等于槽碼所受的重力．(2)使用力傳感器可以直接測量拉力的大小，不需要使槽碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量．三、實驗器材小車、砝碼、槽碼、細線、一端附有定滑輪的長木板、墊木、打點計時器、交流電源、紙帶、刻度尺、天平．考點四、進行實驗1．用天平測出小車的質(zhì)量m，并把數(shù)值記錄下來．2．按如圖1所示的裝置把實驗器材安裝好(小車上先不系細線)．圖13．補償阻力：在長木板不帶定滑輪的一端下面墊上墊木，反復移動墊木位置，啟動打點計時器，直到輕推小車使小車在斜面上運動時可保持勻速直線運動為止(紙帶上相鄰點間距相等)，此時小車重力沿斜面方向的分力等于打點計時器對小車的阻力和長木板的摩擦阻力及其他阻力之和．4．把細線繞過定滑輪系在小車上，另一端掛上槽碼．保持小車質(zhì)量不變，改變槽碼的個數(shù)，以改變小車所受的拉力．處理紙帶，測出加速度，將結(jié)果填入表1中．表1小車質(zhì)量一定拉力F/N加速度a/(m·s－2)5.保持槽碼個數(shù)不變，即保持小車所受的拉力不變，在小車上加放砝碼，重復上面的實驗，求出相應的加速度，把數(shù)據(jù)記錄在表2中．表2小車所受的拉力一定質(zhì)量m/kg加速度a/(m·s－2)考點五、數(shù)據(jù)分析1．分析加速度a與力F的定量關系由表1中記錄的數(shù)據(jù)，以加速度a為縱坐標，力F為橫坐標，根據(jù)測量數(shù)據(jù)描點，然后作出a－F圖像，如圖2所示，若圖像是一條過原點的直線，就能說明a與F成正比．圖22．分析加速度a與質(zhì)量m的定量關系由表2中記錄的數(shù)據(jù)，以a為縱坐標，以eq\f(1,m)為橫坐標，根據(jù)測量數(shù)據(jù)描點，然后作出a－eq\f(1,m)圖像，如圖3所示．若a－eq\f(1,m)圖像是一條過原點的直線，說明a與eq\f(1,m)成正比，即a與m成反比．圖33．實驗結(jié)論(1)保持物體質(zhì)量不變時，物體的加速度a與所受拉力F成正比．(2)保持拉力F不變時，物體的加速度a與質(zhì)量m成反比．六、注意事項1．打點前小車應靠近打點計時器且應先啟動打點計時器后放開小車．2．在補償阻力時，不要(選填“要”或“不要”)懸掛槽碼，但小車應連著紙帶且啟動打點計時器．用手輕輕地給小車一個初速度，如果在紙帶上打出的點的間隔均勻，表明小車受到的阻力跟它受到的重力沿斜面向下的分力平衡．3．改變槽碼的質(zhì)量的過程中，要始終保證槽碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量．4．作圖時應使所作的直線通過盡可能多的點，不在直線上的點也要盡可能地均勻分布在直線的兩側(cè)，個別偏離較遠的點應舍去．二：考點題型歸納題型一：實驗圖像問題1．（2023秋·天津河西·高一天津市新華中學?？计谀┰凇疤骄课矬w的加速度與物體所受外力、物體質(zhì)量間的關系”的實驗中，采用如圖所示的實驗裝置。小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示（）A．補償阻力時，應將盤用細繩通過定滑輪系在小車上，且每次改變小車的質(zhì)量時，都要重新平衡摩擦力B．甲圖上端彎曲的原因是盤及盤中砝碼的質(zhì)量m太大，已經(jīng)不滿足C．乙圖不過原點的原因是補償阻力過度D．實驗時，若拉力可以用力學傳感器直接測量，則也需滿足條件2．（2023春·湖南株洲·高一炎陵縣第一中學校聯(lián)考開學考試）在驗證牛頓第二定律的實驗中，用改變砂的質(zhì)量的辦法來改變對小車的作用力，用打點計時器測出小車的加速度，得出若干組和的數(shù)據(jù)。然后根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出如圖所示的圖線，發(fā)現(xiàn)圖線既不過原點，又不是直線，原因是（）A．平衡摩擦力時，所墊木板太低，且小車質(zhì)量較大B．平衡摩擦力時，所墊木板太低，且砂和小桶的質(zhì)量較大C．平衡摩擦力時，所墊木板太高，且小車質(zhì)量較大3．（2021秋·高一課時練習）某同學采用如圖1所示的裝置探究物體的加速度與所受合力的關系。用砂桶和砂的重力充當小車所受合力F；通過分析打點計時器打出的紙帶，測量加速度。分別以合力F和加速度a作為橫軸和縱軸，建立坐標系。根據(jù)實驗中得到的數(shù)據(jù)描出如圖2所示的點跡，結(jié)果跟教材中的結(jié)論不完全一致。該同學列舉產(chǎn)生這種結(jié)果的可能原因如下：(1)在平衡摩擦力時將木板右端墊得過高；(2)沒有平衡摩擦力或者在平衡摩擦力時將木板右端墊得過低；(3)砂桶和砂的質(zhì)量過大，不滿足砂桶和砂的質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量的實驗條件；(4)測量小車的質(zhì)量或者加速度時的偶然誤差過大。通過進一步分析，你認為比較合理的原因可能是（）A．(1)和(4) B．(2)和(3) C．(1)和(3) D．(2)和(4)題型二、實驗原理與實驗操作與實驗數(shù)據(jù)處理4．（2023秋·重慶長壽·高一統(tǒng)考期末）某實驗小組用圖甲所示實驗裝置“探究加速度與物體受力和質(zhì)量的關系”，圖中小車的質(zhì)量為m1，小鉤碼的質(zhì)量為m2（1）下列說法正確的是。A．實驗時，應先放開小車，再接通電源B．在用圖像處理“探究小車加速度與受力的關系”的數(shù)據(jù)時，應作圖像am1圖像C．該實驗，需要把木板的一端適當墊高以平衡摩擦力，且每次改變小車質(zhì)量時，需要重新平衡摩擦力D．若用鉤碼的重力當成小車受到的合力，還需滿足鉤碼的質(zhì)量m2遠小于小車的質(zhì)量m1（2）將打點計時器接入頻率為50Hz的交流電源上，某一次記錄小車運動情況的紙帶如圖乙所示。圖中A、B、C為相鄰的計數(shù)點，兩相鄰計數(shù)點間有4個計時點未標出，則小車的加速度大小a=m/s2；B點的瞬時速度大小v=m/s。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）（3）多次測量作出小車加速度a與小鉤碼重力F的圖像如圖丙所示，圖中作出的aF圖像與縱坐標上有截距出現(xiàn)，這一情況的原因可能是：（寫出一條即可）。5．（2023春·云南大理·高一大理白族自治州民族中學?？计谥校┠硨W習小組在進行驗證牛頓第二定律實驗中采用了圖甲裝置，請回答下列問題：（1）實驗中平衡摩擦力時，要先（填“掛上”或“取下”）砂桶；（2）圖乙為該小組實驗中得到的一條紙帶的一部分。已知電火花計時器電源頻率為50Hz，A、B、C、D、E是紙帶上的五個計數(shù)點，每兩個相鄰計數(shù)點間有四個點沒有畫出，由此可得小車的加速度大小為m/s2（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；（3）保持砂和砂桶的總質(zhì)量不變，改變小車的質(zhì)量m，同學甲根據(jù)得到的實驗數(shù)據(jù)畫出如圖（b）所示圖線，從圖線可得砂和砂桶的總質(zhì)量為kg。（g取10m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；（4）保持小車的質(zhì)量不變，改變砂和砂桶的質(zhì)量，該小組根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出如圖丙所示的aF圖像，你認為圖像彎曲的理由可能是。（4）[5]該實驗為了使得砂和砂桶的重力近似等于小車的牽引力，必須使得砂和砂桶的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，但是隨著砂和砂桶重力的增加，當不再滿足砂和砂桶的總質(zhì)量遠遠小于小車質(zhì)量時，圖像就會出現(xiàn)彎曲，所以保持小車的質(zhì)量不變，改變砂和砂桶的質(zhì)量，該小組根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出如圖丙所示的圖像，圖像彎曲的理由可能是：不再滿足砂和砂桶的總質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量的條件。6．（2023秋·全國·高一期中）在“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”的實驗中，某研究小組設計了兩種方案?！痉桨?】實驗裝置如圖所示，在滿足所掛鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量的前提下，進行實驗數(shù)據(jù)測量、計算和分析。（1）除小車、鉤碼、打點計時器（含紙帶、復寫紙）、刻度尺、導線、開關等器材外，在下列器材中，必須使用的有。（填選項字母）A．電壓合適的直流電源

B．電壓合適的交流電源

C．天平

D．秒表（2）在實驗中得到如圖所示的一條紙帶（相鄰兩計數(shù)點間還有四個點沒有畫出），已知打點計時器使用的交流電頻率為，根據(jù)紙帶可求得小車的加速度為（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。（3）根據(jù)測量數(shù)據(jù)，作出小車的加速度隨細線拉力變化的圖線，如圖所示。你認為在實驗過程中可能存在的問題是。（填選項字母）A．先釋放小車，后接通電源

B．補償阻力時木板右端墊得不夠高C．先接通電源，后釋放小車

D．電源電壓過高造成小車加速度測量值偏大【方案2】實驗裝置如圖所示，力傳感器可直接測出輕繩中拉力的大小。已知小車的質(zhì)量為M，力傳感器的質(zhì)量為，鉤碼的質(zhì)量為m。（4）實驗時，不需要進行的操作是。（填選項字號）A．將圖中長木板左端適當墊高，以補償小車所受的阻力B．應該先接通打點計時器電源，再釋放小車C．釋放前，小車要靠近打點計時器放置D．實驗中要求鉤碼的質(zhì)量m遠小于小車的質(zhì)量M（5）在完成補償阻力工作之后，某同學以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標，小車的加速度a為縱坐標，畫出的圖線如圖所示，圖線與橫坐標軸的夾角為，求得圖線的斜率為k，則下列關于小車的質(zhì)量M與這些測量量關系中正確的是（填選項字母）。A．

B．C．

D．題型三：加速度與力、質(zhì)量的關系實驗的創(chuàng)新改進7．（2023春·湖南益陽·高一安化縣第二中學校）在“探究加速度與質(zhì)量的關系”的實驗中。（1）在本實驗中，保持力不變，探究加速度與質(zhì)量的關系。這種研究方法叫做A．控制變量法

B．等效替代法

C．理想化方法（2）若用以下兩種方案進行的實驗，其中小車A與紙帶相連，B為打點計時器，托盤C內(nèi)裝有砝碼，托盤自身的質(zhì)量遠小于小車A的質(zhì)量，D為無線測力傳感器。兩種方案的不同在于：方案一采用托盤和砝碼的重力值作為小車受到的拉力，方案二則用傳感器D直接測量繩子對小車的拉力。①關于砝碼的選取，下列說法正確的是A．方案一必選取單個質(zhì)量盡量?。ㄟh小于小車A的質(zhì)量）的砝碼B．方案一可以選取單個質(zhì)量較大（與小車A的質(zhì)量相近）的砝碼②兩種方案都必須將導軌的右端墊高目的是。（3）同學甲根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出如圖1所示圖線，而同學乙根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出了如圖2所示圖線，從圖線可知同學乙實驗操作過程中可能存在的問題是：。8．（2023秋·江蘇鹽城·高一校聯(lián)考期末）與打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常見計時儀器，其結(jié)構如圖甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置。當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間?，F(xiàn)利用圖乙所示裝置設計一個“探究物體運動的加速度與力、質(zhì)量關系”的實驗，圖中NQ是水平桌面，PQ是一端帶有滑輪的長木板，1?2是固定在木板上的兩個光電門（與之連接的兩光電計時器沒有畫出）。小車上固定著用于擋光的窄片K，讓小車從木板的頂端滑下。（1）現(xiàn)已測得窄片K的寬度為d（已知），光電門、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為、，則窄片K通過光電門1的速度表達式。（2）用米尺測量兩光電門間距為l，則小車的加速度表達式。（3）該實驗中，為了把砂和砂桶拉車的力當作小車受的合外力，就必須平衡小車受到的摩擦力，正確的做法是。A．懸掛砂和砂桶，調(diào)節(jié)長木板的傾角，使小車能靜止在長木板上；B．懸掛砂和砂桶，調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車讓其下滑，直至兩個光電門的讀數(shù)相等為止；C．不掛砂和砂桶，調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車讓其下滑，直至兩個光電門的讀數(shù)相等為止。（4）實驗中，有位同學通過測量，把砂和砂桶的重力當作小車的合外力F，作出圖線，如圖丙中的實線所示。試分析：①圖線不通過坐標原點O的原因是；②圖線上部彎曲的原因是。9．（2023·高一課時練習）某物理課外小組利用圖（a）中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關系。圖中，置于實驗臺上的長木板水平放置，其右端固定一輕滑輪；輕繩跨過滑輪，一端與放在木板上的小滑車相連，另一端可懸掛鉤碼。本實驗中可用的鉤碼共有N0kg。實驗步驟如下：（1）將5個鉤碼全部放入小車中，在長木板左下方墊上適當厚度的小物塊，使小車（和鉤碼）可以在木板上勻速下滑。（2）將n（依次取n=1，2，3，4，5）個鉤碼掛在輕繩右端，其余N–n個鉤碼仍留在小車內(nèi)；用手按住小車并使輕繩與木板平行。釋放小車，同時用傳感器記錄小車在時刻t相對于其起始位置的位移s，繪制s–t圖像，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應的加速度a。（3）對應于不同的n的a值見下表。n=2時的s–t圖像如圖（b）所示；由圖（b）求出此時小車的加速度（保留2位有效數(shù)字），將結(jié)果填入下表。n12345a/m·s2（4）利用表中的數(shù)據(jù)在圖（c）中補齊數(shù)據(jù)點，并作出a–n圖像。從圖像可以看出：當物體質(zhì)量一定時，物體的加速度與其所受的合外力成正比。（5）利用a–n圖像求得小車（空載）的質(zhì)量為kg（保留2位有效數(shù)字，重力加速度取g=9.8m/s2）。（6）若以“保持木板水平”來代替步驟（1），下列說法正確的是（填入正確選項前的標號）A．a(chǎn)–n圖線不再是直線B．a(chǎn)–n圖線仍是直線，但該直線不過原點C．a(chǎn)–n圖線仍是直線，但該直線的斜率變大三：課堂過關精練一、單選題10．（2023春·江蘇鹽城·高一?？茧A段練習）用如圖所示的裝置做“探究加速度與質(zhì)量的關系”實驗（）A．平衡摩擦力時，不應將裝砝碼的砝碼盤用細繩通過定滑輪系在小車上B．每次改變小車的質(zhì)量時，都需要重新平衡摩擦力C．實驗時，先放開小車，再接通打點計時器電源D．小車運動的加速度可由牛頓第二定律直接求出11．（2023春·天津河西·高一統(tǒng)考）如圖甲所示是研究小車加速度與力關系的實驗裝置，木板置于水平桌面上，一端系有砂桶的細繩通過滑輪與拉力傳感器相連，拉力傳感器可顯示所受的拉力大小F，改變桶中砂的質(zhì)量多次實驗。實驗中需要完成的步驟有（

）A．測量砂和砂桶的總質(zhì)量 B．保持細線是水平的C．保持小車的質(zhì)量不變 D．滿足砂和砂桶的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量12．（2023秋·河南周口·高一周口恒大中學?？计谀┰凇疤骄考铀俣扰c物體的受力、物體質(zhì)量的關系”實驗中，可利用圖示裝置進行對比實驗。兩小車放置在水平板上，前端通過鉤碼牽引，后端各系一條細線，用板擦將兩條細線按在桌上，使小車靜止。抬起板擦，兩車同時運動，一段時間后按下板擦，小車同時停下，對比兩車的位移，可知加速度與受力大小成正比。對于實驗條件，下列說法正確的是（）A．鉤碼質(zhì)量相同，小車質(zhì)量不同 B．鉤碼質(zhì)量不同，小車質(zhì)量相同C．鉤碼質(zhì)量相同，小車質(zhì)量也相同 D．鉤碼質(zhì)量不同，小車質(zhì)量也不同13．（2022秋·上海金山·高一校聯(lián)考期末）如圖為“用DIS研究加速度與力的關系”實驗的關系，根據(jù)圖線分析該實驗過程可能存在的問題為（）A．所用小車質(zhì)量過大 B．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大C．導軌與小車間摩擦太大 D．沒有多次測量取平均值二、實驗題14．（2023秋·云南保山·高一?？茧A段練習）如圖1所示為某同學探究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關系”的實驗裝置示意圖。（1）本實驗采用的科學方法是。A．理想實驗法

B．控制變量法

C．建立物理模型法（2）下面列出了一些實驗器材：電磁打點計時器、紙帶、帶滑輪的長木板、墊板、小車和砝碼、砂和砂桶、天平（附砝碼）。除以上器材外，還需要的有。A秒表

B．刻度尺

C．交流電源

D．直流電源（3）實驗中，需要補償打點計時器對小車的阻力及其他阻力；小車放在長木板上，后面固定一條紙帶，紙帶穿過打點計時器。把長木板一端墊高，調(diào)節(jié)長木板的傾斜度，使小車在不受繩的拉力時能拖動紙帶沿長木板做運動。（4）圖2所示為某次實驗得到的紙帶，已知打點計時器打點的時間間隔為0.02s，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為m/s2。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（5）保持小車的質(zhì)量不變，改變沙和沙桶的質(zhì)量，該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a隨合力F變化的圖線，如圖3所示。該圖線不通過原點，其主要原因是。15．（2023春·黑龍江七臺河·高一勃利縣高級中學?？奸_學考試）某實驗小組欲以圖甲所示實驗裝置“探究小車加速度與受力和質(zhì)量的關系”。圖中A為小車，B為裝有砝碼的小盤，C為一端帶有定滑輪的長木板，小車通過紙帶與打點計時器相連，小車的質(zhì)量為m1，小盤（及砝碼）的質(zhì)量為m2。（1）關于該實驗，下列說法正確的是。A．實驗時先放開小車，再接通打點計時器的電源B．每次改變小車質(zhì)量后，應重新補償阻力C．本實驗中應滿足m2遠小于m1的條件D．在用圖像探究小車加速度與質(zhì)量的關系時，應作am1圖像（2）實驗中，得到一條打點的紙帶，如圖乙所示，已知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T，且間距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出，則小車加速度的計算式a=。（3）某同學補償好阻力后，在保持小車質(zhì)量不變的情況下，通過多次改變砝碼重力，作出小車加速度a與砝碼重力F的圖像如圖丙所示。若牛頓第二定律成立，重力加速度g=10m/s2，則小車的質(zhì)量為kg，小盤的質(zhì)量為kg。（保留兩位有效數(shù)字）（4）實際上，在砝碼的重力越來越大時，小車的加速度不能無限制地增大，將趨近于某一極限值，此極限值為m/s2。（g=10m/s2）16．（2023秋·江蘇鹽城·高一江蘇省射陽中學?？计谀┠惩瑢W用圖甲裝置來“探究物體加速度與力、質(zhì)量的關系”。他將砂和小桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大小，通過改變小桶中砂的質(zhì)量改變拉力。為使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，實驗中需要平衡阻力。（1）他用小木塊將長木板的右側(cè)墊高來平衡阻力。具體操作是：將木板的一側(cè)適當墊高后，把裝有紙帶的小車放在木板上，紙帶穿過打點計時器，在（選填“掛”或“不掛”）小桶并且打點計時器打點的情況下，輕輕推一下小車，若小車拖著紙帶做運動，則表明消除了阻力的影響。（2）在一次實驗中，該同學得到如圖乙所示的紙帶。已知打點計時器所用電源頻率為。是紙帶上打出的7個連續(xù)的點。由此可算出小車的加速度（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。（3）他在探究小車加速度a與所受拉力F的關系時，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的圖像如圖丙所示。發(fā)現(xiàn)圖線不過原點，原因可能是。A．木板一端墊得過高B．忘記了平衡摩擦力C．砂和小桶的總質(zhì)量太大了D．砂和小桶的總質(zhì)量太小了（4）另一同學利用如圖丁所示的裝置測定導軌上滑塊運動的加速度，滑塊上安裝了寬度為d的遮光板。滑塊在牽引力作用下先后通過兩個光電門A、B，配套的數(shù)字毫秒計（圖中未畫出）記錄了遮光板通過第一個光電門的時間為，遮光板通過第二個光電門B的時間為，兩個光電門A、B間距離為，則滑塊的加速度表達式為（用題中字母表示）。四：高分突破精練17．（2023秋·陜西咸陽·高一統(tǒng)考期末）小瑩同學用如圖1所示的實驗裝置探究小車的加速度a與質(zhì)量m的關系，打點計時器所用交變電流的頻率為50Hz。\]（1）長木板右側(cè)墊高是為了平衡小車受到的摩擦力，應調(diào)節(jié)木板的傾斜度，使小車，即可認為完成平衡。（2）如圖2是小瑩某次實驗得到的紙帶，她在紙帶上選取了A、B、C、D、E、F、G、H八個計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間有四個點未畫出，打計數(shù)點A的時刻定為計時起點（），部分實驗數(shù)據(jù)如圖2所示，由以上數(shù)據(jù)可知，時的瞬時速度為m/s，這次實驗小車的加速度。（小數(shù)點后保留2位數(shù)字）（3）小瑩同學保持小車所受的拉力不變，改變小車的質(zhì)量m，分別測得不同質(zhì)量時小車加速度a，然后小瑩畫了如圖3甲、乙兩個圖像，關于這兩個圖像，下列說法正確的有。（填正確選項前的字母）A．由圖像甲可知：合外力一定時，小車的加速度與質(zhì)量成正比B．由圖像乙可知：合外力一定時，小車的加速度與質(zhì)量成反比C．由圖像乙的斜率可以知道小車受到的拉力大小D．圖像甲中曲線與坐標軸所圍的面積表示小車所受拉力大小的倒數(shù)18．（2023秋·江蘇揚州·高一江蘇省高郵中學校聯(lián)考階段練習）某實驗小組利用圖1所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關系。（1）把木板的一端墊高，調(diào)節(jié)木板到合適的傾角，此處采用的科學方法是A．理想化模型法B．阻力補償法C．等效替代法（2）下列做法正確的是A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行B．在調(diào)節(jié)木板傾斜度時，需將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴在木塊上C．阻力補償?shù)哪康氖菫榱俗屝∧緣K受到的合外力等于繩子的拉力D．通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時，必須要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度（3）實驗過程中小木塊的質(zhì)量約為500g，鉤碼質(zhì)量合適的是A．500g

B．250g

C．100g

D．10g（4）已知交流電源頻率為50Hz，啟動打點計時器，釋放小木塊，小木塊在鉤碼的作用下拖著紙帶運動。打點計時器打出的紙帶如圖2所示（圖中相鄰兩點間有4個點未畫出）。小車的加速度大小為（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）（5）某實驗小組在探究加速度與力的關系時，通過改變砝碼桶中砝碼的個數(shù)改變力F，實驗過程中操作規(guī)范，數(shù)據(jù)處理時以加速度a為縱軸、砝碼個數(shù)n為橫軸，則所畫an圖像是否經(jīng)過原點？若你認為經(jīng)過原點，請說明理由；若你認為不經(jīng)過原點，請寫出一種使圖像經(jīng)過原點的方法。19．（2023秋·湖南衡陽·高一校考期中）某同學利用如圖所示的實驗裝置來測量重力加速度g。細繩跨過固定在鐵架臺上的輕質(zhì)滑輪，兩端各懸掛一只質(zhì)量為M的重錘。實驗操作如下：①用米尺量出重錘1底端距地面的高度H；②在重錘1上加上質(zhì)量為m的小鉤碼；③左手將重錘2壓在地面上，保持系統(tǒng)靜止。釋放重錘2，同時右手開啟秒表，在重錘1落地時停止計時，記錄下落時間；④重復測量3次下落時間，取其平均值作為測量值t。請回答下列問題：（1）步驟④可以減小對下落時間t測量的（選填“偶然”或“系統(tǒng)”）誤差。（2）實驗要求小鉤碼的質(zhì)量m要比重錘的質(zhì)量M小很多，主要是為了（填字母代號）。A．使H測得更準確B．使重錘1下落的時間長一些C．使系統(tǒng)的總質(zhì)量近似等于2MD．使細繩的拉力與小鉤碼的重力近似相等（3）把橡皮泥粘在小鉤碼上用來改進實驗，重新進行實驗測量，并測出所用橡皮泥的質(zhì)量為。用實驗中測量的量和已知量表示g，得。20．（2023秋·全國·高一期中）“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”的實驗裝置如圖所示。（1）已知交變電流的頻率為50Hz，則打點計時器打點的時間間隔為s。（2）用該裝置研究小車加速度a與質(zhì)量M的關系時，下列說法正確的是。A．先釋放小車，再接通電源B．打點計時器接電源直流輸出端C．牽引小車的細繩應與長木板保持平行D．在增加小車質(zhì)量的同時，增大木板的傾角（3）如圖是實驗時獲得的一條紙帶，O（未畫出）、A、B、C、D和E為紙帶上的計數(shù)點，每相鄰兩點間還有4個計時點未畫出．現(xiàn)對紙帶進行以下處理：以A為圓心、AO為半徑作圓，交AB于點a；以B為圓心、BA為半徑作圓，交BC于點b；如此依次得到c、d兩點，在處理后的紙帶上，用刻度尺進行相關測量，得到aB、bC、cD、dE的值并填入表格中。aBbCcDdE表格中cm；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，判斷小車的運動規(guī)律是，理由：。（4）與紙帶相連的物體的加速度大小a＝m/s2。打點計時器打A點時，物體的速度大小v＝m/s。（計算結(jié)果均保留兩位小數(shù)）21．（2023·全國·高一專題練習）某同學欲探究加速度與物體所受合外力的關系，提供的實驗器材有：一端帶有滑輪的木板，滑塊，托盤及砝碼，帶有力傳感器的重物，打點計時器，紙帶，刻度尺，細線，其實驗裝置圖如圖甲所示，實驗操作步驟如下：①掛上托盤和砝碼，改變木板的傾角，使滑塊拖著紙帶沿木板勻速下滑。②取下托盤和砝碼，測出其總質(zhì)量為。③掛上帶有傳感器的重物，讓滑塊沿木板加速下滑，利用紙帶數(shù)據(jù)測出其加速度a，記下力傳感器的示數(shù)F。④增大重物的質(zhì)量，重復步驟③。⑤依據(jù)得到的多組a、F的值，作出aF圖像?；卮鹣铝袉栴}：（1）某次實驗獲得如圖乙示的紙帶，計數(shù)點0、1、2、3、4、5間均有四個點未畫出，已知所用交流電源的頻率為50Hz，則在打2計數(shù)點時滑塊的速度大小m/s，滑塊運動的加速度大小。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）（2）若某次實驗力傳感器的示數(shù)為，若重力加速度用g表示，則滑塊加速運動時受到的合外力。（用題中所給的字母表示）（3）該同學作出的aF圖像如圖丙所示，圖中和b已知，據(jù)圖像可求出滑塊的質(zhì)量M=。（用圖像中所給的字母表示）22．（2023秋·吉林·高一吉林一中?？茧A段練習）某物理興趣小組用如圖甲所示裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關系。（1）下面是實驗操作步驟，請你整理出正確的操作順序，從先到后依次是（填字母）。A．平衡摩擦力，讓小車做勻速直線運動B．接通電源后釋放小車，小車在細線拉動下運動，測出鉤碼的重力mg，作為細線對小車的拉力F，利用紙帶測量出小車的加速度aC．將紙帶穿過打點計時器并將一端固定在小車上D．把細線的一端固定在小車上，另一端通過定滑輪與鉤碼相連E．更換紙帶，通過改變鉤碼的個數(shù)改變小車所受的拉力，重復步驟B的操作（2）某同學在實驗中打出的一條紙帶如圖乙所示，他選擇了幾個計時點作為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有4個點沒有標出，其中s1=7.06cm、s2=7.68cm、s3=8.30cm、s4=8.92cm，已知交流電源頻率為50Hz，則小車運動的加速度的大小是m/s2。（保留兩位有效數(shù)字）（3）實驗得到的理想圖像應是一條過原點的直線，但由于實驗誤差影響，常出現(xiàn)如圖丙所示的三種情況。下列說法正確的是．（填字母）。A．圖線①產(chǎn)生原因是不滿足“鉤碼的總質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量”的條件B．圖線②產(chǎn)生原因是平衡摩擦力時長木板的傾角過小C．圖線③產(chǎn)生原因是平衡摩擦力時長木板的傾角過大23．（2023春·陜西商洛·高一?？计谥校W校某興趣小組利用圖甲所示裝置“探究小車加速度與力、質(zhì)量的關系”：（1）下列實驗操作中，哪些是正確的。A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使牽引小車的細線與長木板保持平行B．每次實驗，都要先放開小車，再接通打點計時器的電源C．平衡摩擦力時，應將懸掛砝碼盤的細線系在小車上D．實驗中需要保證小車質(zhì)量遠大于砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量（2）圖乙為某次實驗得到的一條紙帶，已知所用電源的頻率為50Hz。根據(jù)紙帶可求出打出B點時小車的速度為m/s；小車的加速度大小為m/s2。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）（3）保持小車的質(zhì)量不變，改變砝碼的質(zhì)量，進行多次測量。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度隨拉力的變化圖線，如圖丙所示。圖中直線沒有通過原點，其主要原因是。A．可能是平衡摩擦力時木板傾角過大

B．可能是平衡摩擦力時木板傾角過小C．可能是砝碼和砝碼盤的質(zhì)量過大

D．可能是小車的質(zhì)量過大24．（2023秋·江蘇宿遷·高一江蘇省泗陽中學校考期末）某實驗小組利用圖甲所示的裝置進行“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”的實驗。小車的加速度可由打點計時器打出的點計算出：（1）實驗時某同學沒有進行平衡摩擦力這一步驟，他將每組數(shù)據(jù)在坐標紙上描點、畫線得到圖像?？赡苁菆D乙中的（選填“A”“B”“C”）圖線。（2）關于本實驗，下列說法正確的是（填字母）A．實驗時應先釋放小車后接通電源B．小車質(zhì)量應遠遠大于鉤碼的質(zhì)量C每次改變小車質(zhì)量時，都應重新平衡摩擦力D．平衡摩擦力時，應將鉤碼用細線繞過定滑輪系在小車上（3）如圖丙為本實驗中得到的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計數(shù)點間的時間間隔，由該紙帶可求得小車的加速度。（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（4）實驗小組的同學們利用智能測量小車的加速度。如圖丁所示，攝像頭正對刻度尺，開啟視頻攝像功能。通過視頻回放，得到小車前端在刻度尺上的位置坐標x與運動時間t的數(shù)據(jù)。根據(jù)x和t數(shù)據(jù)所繪圖像如圖戊所示，算出該圖線斜率大小為k，則小車運動的加速度大小為。25．（2023春·山東泰安·高一泰安一中?？茧A段練習）某同學設計了如圖所示的裝置來做“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”實驗。力傳感器固定在一質(zhì)量合適的木板上，桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪，細繩的兩端分別與力傳感器和礦泉水瓶連接。在桌面上畫出兩條平行線MN、PQ，并測得其間距為d。開始時將木板置于MN處，現(xiàn)緩慢向瓶中加入細砂，直到木板剛剛開始運動為止，力傳感器的示數(shù)為F0，以此表示滑動摩擦力的大?。辉賹⒛景宸呕卦幉⒂檬滞献∑颗c細砂，繼續(xù)向瓶中加入細砂后，釋放瓶并在運動過程中記下力傳感器的示數(shù)F，并用停表記下木板運動到PQ處的時間t。（1）釋放木板后，木板運動的加速度大小a=（用d、t表示）；為了減小測量加速度的偶然誤差，可以采用的方法是（寫一種即可）。（2）改變瓶中細砂的質(zhì)量，重復實驗，確定加速度大小a與力傳感器的示數(shù)F的關系。下列圖像能表示該實驗結(jié)果的是。（3）此實驗（填“要求”或“不要求”）滿足細砂和瓶的質(zhì)量必須遠遠小于木板和力傳感器的質(zhì)量。（4）加細砂改變拉力的大小與掛鉤碼相比，加細砂的優(yōu)點是。A．可以多次改變滑動摩擦力的大小B．可以比較精確地測出滑動摩擦力的大小C．可以獲得更大的加速度以提高實驗精度26．（2023秋·四川瀘州·高一統(tǒng)考期末）在某次探究加速度與力、質(zhì)量的關系實驗中，甲、乙兩組同學分別設計了如圖1和圖2所示的實驗裝置，小車總質(zhì)量為M，重物質(zhì)量為m。（1）關于這兩組實驗，要達到實驗目的，下列說法中正確的是（多選）A．圖1實驗需要平衡摩擦力

B．圖2實驗不需要平衡摩擦力C．圖1實驗需要滿足

D．圖2實驗不需要滿足（2）甲組同學在保證實驗裝置規(guī)范合理的情況下，利用實驗裝置得到一條紙帶如圖3所示，紙帶中相鄰兩點間的時間間隔為T，由此可得小車此時的加速度為（用、、T表示）。多次操作后，甲組的兩位同學用實驗所得數(shù)據(jù)，在同一坐標系內(nèi)畫出了如圖4所示的兩條圖像，由圖像可判斷，他們實驗時所掛的重物質(zhì)量應是（選填“>”“=”或“<”）。（3）乙組同學在保證實驗裝置規(guī)范合理的情況下，改變重物質(zhì)量，重復實驗，以彈簧測力計示數(shù)F為橫坐標、小車對應的加速度a為縱坐標，做出的圖像如圖5所示，則由圖可知小車的總質(zhì)量。27．（2023秋·浙江臺州·高一統(tǒng)考期末）小明同學利用如圖甲所示裝置進行“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”實驗，在某次實驗中，打出一條紙帶如圖乙所示，已知相鄰兩個計數(shù)點之間還有4個計時點未畫出。（1）該實驗需要平衡摩擦力。這個操作的目的是為了。A．使重物的重力等于細線所受的拉力B．使重物的重力等于小車所受的合力C．使細線對小車的拉力等于小車所受的合力（2）請指出圖甲中該同學平衡摩擦力操作的兩處錯誤，。（3）小車運動時的加速度為m/s2（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字），由此可以判斷槽碼質(zhì)量（選填“滿足”或“不滿足”）本實驗要求。28．（2023秋·海南?？凇じ咭恍？计谀榱颂骄抠|(zhì)量一定時加速度與力的關系，某同學設計了如圖所示的實驗裝置，通過拉力傳感器直接測量繩子拉力。（1）實驗時，下列需要滿足的條件或正確進行的操作是。A．實驗時一定要保證沙和沙桶的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量B．帶滑輪的長木板右端適當墊高以平衡摩擦力C．讓小車靠近打點計時器，先釋放小車，再接通電源，打出一條紙帶，同時記錄拉力傳感器的示數(shù)D．改變沙和沙桶的質(zhì)量，多打出幾條紙帶（2）接通頻率為50Hz的交流電源，釋放小車，打出如圖乙所示的紙帶。從比較清晰的點起每5個點取一個計數(shù)點，量出相鄰計數(shù)點之間的距離，則由紙帶求出打3計數(shù)點時的速度m/s，小車加速度的大小為m/s2。（結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）（3）以拉力傳感器的示數(shù)為橫坐標，加速度為縱坐標，畫出的圖像是一條傾斜的直線，且測得圖線的斜率為，則小車的質(zhì)量。（4）若為了進行對比，該同學在鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量的情況下，再用該裝置做實驗，他在記錄拉力傳感器讀數(shù)的同時，也記錄下了對應的沙和沙桶總重力以測得的加速度為縱軸，在同一個坐標系中分別畫出和圖像，如圖所示的兩條傾斜直線和，則（填寫“”或“”）表示的是圖像，原因是，圖線未過坐標原因。29．（2023春·河南商丘·高一?？茧A段練習）某同學設計了一個“探究加速度a與物體所受合力F及物體質(zhì)量m的關系”的實驗，如圖所示為實驗裝置簡圖（交流電源的頻率為50Hz）。（1）下圖所示為某次實驗得到的紙帶，O、A、B、C、D、E、F為紙帶上連續(xù)的7個計數(shù)點（每兩個計數(shù)點間還有四個點沒有畫出），根據(jù)紙帶可求出：打計數(shù)點B時小車的速度vB＝m/s；小車的加速度大小為m/s2。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（2）保持小車的質(zhì)量不變，改變沙和沙桶的質(zhì)量，該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a隨合力F變化的圖線，如圖所示。該圖線不通過原點，其主要原因可能是。30．（2023春·浙江杭州·高一浙江大學附屬中學?？茧A段練習）兩位同學做“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關系”實驗。（1）下列做法正確的是。A．實驗時，先放開小車再接通電源B．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使牽引小車的細繩與長木板保持平行C．通過增減小車上的鉤碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度D．在調(diào)節(jié)木板傾斜度