2023-2023學(xué)年人教版物理必修第一冊(cè)考試訓(xùn)練題（解析版答案）第四章2實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

第四章2實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

合格考訓(xùn)練

（25分鐘?滿分60分）

一、選擇題（共6分）

1.（多選）如圖是某些同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的圖像，下列說(shuō)法中正確的是（）

A.形成圖甲的原因是補(bǔ)償阻力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大

B.形成圖乙的原因是補(bǔ)償阻力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)小

C.形成圖丙的原因是補(bǔ)償阻力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大

D.形成圖丁的原因是補(bǔ)償阻力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)小

二、非選擇題（共54分）

2.（18分）氣墊導(dǎo)軌是一種現(xiàn)代化的力學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，它利用小型氣源將壓縮空氣送入導(dǎo)

軌內(nèi)腔，空氣再由導(dǎo)軌表面上的小孔中噴出，在導(dǎo)軌表面與滑行器之間形成很薄的氣墊層，

滑行器就浮在氣墊層上，與導(dǎo)軌面脫離接觸，因而能在導(dǎo)軌面上做近似無(wú)阻力的直線運(yùn)動(dòng)，

極大地減小了以往在力學(xué)實(shí)驗(yàn)中由于摩擦力引起的誤差，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果接近理論值。光電門傳

感器主要由光電門和遮光條組成，當(dāng)寬度為As的遮光條通過(guò)光電門時(shí)，傳感器就會(huì)測(cè)出遮

光條通過(guò)光電門的遮光時(shí)間停,由此求出在極短的遮光時(shí)間》內(nèi)遮光條的平均速度。=言，

這個(gè)速度可以認(rèn)為就是遮光條通過(guò)光電門的瞬時(shí)速度。某學(xué)習(xí)小組用氣墊導(dǎo)軌和光電門傳感

器做“探究物體加速度與合外力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，裝置如圖所示，重力加速度為g,按要求完

成下列問題。

氣型導(dǎo)軌光吧

學(xué)習(xí)小組用鉤碼的重力替代滑塊受到的合力，以探究滑塊的加速度與合外力的關(guān)系，請(qǐng)

補(bǔ)充完成下列實(shí)驗(yàn)步驟的相關(guān)內(nèi)容：

（1）實(shí)驗(yàn)前測(cè)出遮光條寬度d,通過(guò)刻度尺測(cè)出光電門到氣墊導(dǎo)軌右端的距離S并記錄。

(2)滑塊(包括遮光條)質(zhì)量M與所掛鉤碼質(zhì)量m應(yīng)滿足條件是。

(3)實(shí)驗(yàn)操作前需要完成的步驟o

A.調(diào)節(jié)螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平

B.將氣墊導(dǎo)軌右端盡量墊高

(4)調(diào)節(jié)定滑輪，使連接滑塊的細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行

(5)將滑塊置于氣墊導(dǎo)軌右端靜止，在細(xì)繩上掛上適當(dāng)?shù)你^碼并用手托住，記下其質(zhì)量處

開通氣源，靜止釋放鉤碼(鉤碼釋放前，細(xì)繩剛好處于拉直狀態(tài))。

(6)從光電門的數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條經(jīng)過(guò)光電門的遮光時(shí)間八步驟(5)、(6)中：滑塊所

受合外力為F=；滑塊通過(guò)光電門處的速度表達(dá)式為。=；滑塊的加速度為〃=_

_o(用測(cè)得的物理量字母表示)

3.(18分)如圖為驗(yàn)證“牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，測(cè)得滑塊上遮光條的寬度為"，

遮光條經(jīng)過(guò)光電門1所用的時(shí)間為人，經(jīng)過(guò)光電門2所用的時(shí)間為自滑塊、遮光條、拉力

傳感器的總質(zhì)量為M,兩光電門之間的距離為L(zhǎng).

數(shù)字計(jì)時(shí)器

槽碼

(1)下列說(shuō)法正確的是o

A.實(shí)驗(yàn)要把氣墊導(dǎo)軌的右端適當(dāng)墊高來(lái)平衡摩擦力

B.實(shí)驗(yàn)開始前，應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平，細(xì)繩要平行于導(dǎo)軌

C.本實(shí)驗(yàn)需要槽碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于M

D.兩光電門之間的距離L適當(dāng)大一些，可以減小實(shí)驗(yàn)誤差

(2)滑塊通過(guò)光電門1時(shí)的速度大小5=(用題中所給物理量符號(hào)表示)。

(3)滑塊的加速度大小〃=(用題中所給物理量符號(hào)表示)。

4.(18分)某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律。

小車和曲碼打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

定滑輪細(xì)線產(chǎn)外7

紙帶

A

盤和重物

（1）為了驗(yàn)證加速度與合外力成正比，實(shí)驗(yàn)中必須做到

A.實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力

B.每次都必須從相同位置釋放小車

C.拉小車的細(xì)繩必須保持與軌道平行

D.拉力改變后必須重新平衡摩擦力

（2）如圖為某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，從中確定五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量得刈=8.00cm,心=

18.00cm,J3=30.00cm,J4=44.00cm..每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出。則小車的

加速度〃=m/s2o（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

（3）在驗(yàn)證“質(zhì)量一定，加速度“與合外力尸的關(guān)系”時(shí)，某學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了

如圖所示的〃一F圖象，其中圖線不過(guò)原點(diǎn)并在末端發(fā)生彎曲，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能有

等級(jí)考訓(xùn)練

（15分鐘?滿分40分）

實(shí)驗(yàn)題（共40分）

I.（12分）圖甲是用來(lái)探究加速度和力之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，圖乙是其俯視圖。

兩個(gè)相同的小車，放在帶有定滑輪的木板上（事先通過(guò)調(diào)節(jié)木板與水平面間的夾角來(lái)抵消摩

擦力的影響），前端各系一條細(xì)繩，繩的另一端跨過(guò)定滑輪各掛一個(gè)小盤，盤里放有祛碼。

兩個(gè)小車后端各系一條細(xì)線，細(xì)線后端用夾子固定，打開夾子，小盤和祛碼牽引小車運(yùn)動(dòng),

合上夾子，兩小車同時(shí)停止運(yùn)動(dòng)。

(1)用刻度尺測(cè)出兩小車的位移，位移之比就等于它們的之比；

(2)為了探究加速度大小和力大小之間的關(guān)系，應(yīng)保持兩個(gè)(選填“小車”或“小盤

和祛碼”)的質(zhì)量相等；

(3)為減小誤差，應(yīng)使小盤和祛碼的總質(zhì)量盡可能(選填“遠(yuǎn)小于”“等于”或“大

于”)小車質(zhì)量。

2.(14分)為了探究物體質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系，甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)

裝置。其中M為小車的質(zhì)量，，加為沙和沙桶的總質(zhì)量。一輕繩跨過(guò)輕質(zhì)的定滑輪和動(dòng)滑輪

一端連接沙桶，另一端連接拉力傳感器，拉力傳感器可測(cè)出輕繩中的拉力大小。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，

每次在釋放小車后，讀出拉力傳感器的示數(shù)并記為凡

力傳感器D4紙/打皙十時(shí)器

I

wor7Un

(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，下列操作正確的是O

A.調(diào)整長(zhǎng)木板左端的定滑輪，使得細(xì)線與長(zhǎng)木板平行

B.在不掛沙桶的前提下，將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高，以平衡摩擦力

C.小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先釋放小車，再接通電源

D.為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中要保證沙和沙桶的總質(zhì)量"如遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M

(2)甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的一條紙帶(兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出)，已知打

點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為m/s2(結(jié)果

保留兩位有效數(shù)字)。

單位:cm

產(chǎn)甲.0?k5.12.卜7.10+9.13+11.09(]

0123456

(3)甲同學(xué)以力傳感器的示數(shù)月為橫坐標(biāo)，加速度。為縱坐標(biāo)，畫出的a-F圖象是一條

直線，圖線與橫坐標(biāo)的夾角為仇求得圖線的斜率為匕則小車的質(zhì)量為。

6

O

A.熹B.tan?

C.7D.1

KK

3.（14分）某實(shí)驗(yàn)小組利用圖1中所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。（重力加速

度g取9.8rn/s2）

A.調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與張木板平行

B.在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動(dòng)摩擦力時(shí)，將裝有祛碼的祛碼桶通過(guò)定滑輪

拴在木塊上

C.實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開木塊再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源

D.通過(guò)增減木塊上的祛碼改變質(zhì)量時(shí)，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度

（2）為使祛碼桶及桶內(nèi)祛碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力，應(yīng)滿足

的條件是祛碼桶及桶內(nèi)祛碼的總質(zhì)量木塊和木塊上祛碼的總質(zhì)量。（填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)

小于”或“近似等于"）

（3）圖2為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，且交流電源的頻率為50Hz,根據(jù)紙帶可求出小車的加

速度大小為m/s。（保留二位有效數(shù)字）

紙帶運(yùn)動(dòng)方向

■<—v

6.1916.7017.217.721

單位：cm

圖2圖3

(4)甲、乙兩同學(xué)在同一實(shí)驗(yàn)室，各取一套如圖1所示的裝置放在水平桌面上，木塊上

均不放祛碼，在沒有平衡摩擦力的情況下，研究加速度”與拉力F的關(guān)系，分別得到圖3

中甲、乙兩條直線。設(shè)甲、乙用的木塊質(zhì)量分別為〃？甲、〃?小甲、乙用的木塊與木板間的

動(dòng)摩擦因數(shù)分別為〃甲、〃乙，由圖可知相中m乙，〃中"(選填"大于”“小于”

或“等于”)

(5)在該實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們通過(guò)實(shí)踐結(jié)合理論分析得出：無(wú)論如何增加砂和桶的重力，小

車運(yùn)動(dòng)加速度都不可能超過(guò)m/s2.

第四章2實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

合格考訓(xùn)練

（25分鐘?滿分60分）

一、選擇題（共6分）

1.（多選）如圖是某些同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的圖像，下列說(shuō)法中正確的是（AD）

A.形成圖甲的原因是補(bǔ)償阻力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大

B.形成圖乙的原因是補(bǔ)償阻力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)小

C.形成圖丙的原因是補(bǔ)償阻力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大

D.形成圖丁的原因是補(bǔ)償阻力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)小

解析：由圖甲可知，當(dāng)尸=0時(shí)，”W0,表示沒有拉力作用時(shí)，小車已經(jīng)有加速度，原

因可能是補(bǔ)償阻力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大，故選項(xiàng)A正確；圖乙中圖線在。軸上有截距，則圖

像對(duì)應(yīng)的表達(dá)式為即“=塌（尸+配0,故這是補(bǔ)償阻力時(shí)長(zhǎng)木板的傾角過(guò)大造成的，

故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由圖丙可知，當(dāng)FW0時(shí)，〃=0,原因可能是補(bǔ)償阻力時(shí)長(zhǎng)木板的傾角過(guò)小，

故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；圖像在'軸上有截距，由圖像對(duì)應(yīng)的解析式為a=《（F—妨;），故這是補(bǔ)償阻

力時(shí)，長(zhǎng)木板的傾角過(guò)小造成的，故選項(xiàng)D正確。

二、非選擇題（共54分）

2.（18分）（2022?四川達(dá)州高一期末）氣墊導(dǎo)軌是一種現(xiàn)代化的力學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，它利用小

型氣源將壓縮空氣送入導(dǎo)軌內(nèi)腔，空氣再由導(dǎo)軌表面上的小孔中噴出，在導(dǎo)軌表面與滑行器

之間形成很薄的氣墊層，滑行器就浮在氣墊層上，與導(dǎo)軌面脫離接觸，因而能在導(dǎo)軌面上做

近似無(wú)阻力的直線運(yùn)動(dòng)，極大地減小了以往在力學(xué)實(shí)驗(yàn)中由于摩擦力引起的誤差，使實(shí)驗(yàn)結(jié)

果接近理論值。光電門傳感器主要由光電門和遮光條組成，當(dāng)寬度為的遮光條通過(guò)光電

門時(shí)，傳感器就會(huì)測(cè)出遮光條通過(guò)光電門的遮光時(shí)間加，由此求出在極短的遮光時(shí)間。內(nèi)

遮光條的平均速度。=巖，這個(gè)速度可以認(rèn)為就是遮光條通過(guò)光電門的瞬時(shí)速度。某學(xué)習(xí)小

組用氣墊導(dǎo)軌和光電門傳感器做“探究物體加速度與合外力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，裝置如圖所示,

重力加速度為g,按要求完成下列問題。

數(shù)字計(jì)時(shí)器

學(xué)習(xí)小組用鉤碼的重力替代滑塊受到的合力，以探究滑塊的加速度與合外力的關(guān)系，請(qǐng)

補(bǔ)充完成下列實(shí)驗(yàn)步驟的相關(guān)內(nèi)容：

(1)實(shí)驗(yàn)前測(cè)出遮光條寬度d,通過(guò)刻度尺測(cè)出光電門到氣墊導(dǎo)軌右端的距離S并記錄。

(2)滑塊(包括遮光條)質(zhì)量M與所掛鉤碼質(zhì)量m應(yīng)滿足條件是。

(3)實(shí)驗(yàn)操作前需要完成的步驟

A.調(diào)節(jié)螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平

B.將氣墊導(dǎo)軌右端盡量墊高

(4)調(diào)節(jié)定滑輪，使連接滑塊的細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行

(5)將滑塊置于氣墊導(dǎo)軌右端靜止，在細(xì)繩上掛上適當(dāng)?shù)你^碼并用手托住，記下其質(zhì)量

開通氣源，靜止釋放鉤碼(鉤碼釋放前，細(xì)繩剛好處于拉直狀態(tài))。

(6)從光電門的數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條經(jīng)過(guò)光電門的遮光時(shí)間％步驟(5)、(6)中：滑塊所

受合外力為F=，)；滑塊通過(guò)光電門處的速度表達(dá)式為◎=_—；滑塊的加速度為a

=_壬―。(用測(cè)得的物理量字母表示)

解析：(2)只有當(dāng)m?M時(shí)，尸才近似等于mgo

(3)由于滑塊與導(dǎo)軌面已經(jīng)脫離了接觸，使得摩擦阻力近似為零，所以本實(shí)驗(yàn)不需要將

導(dǎo)軌右側(cè)墊高平衡摩擦力，只需調(diào)節(jié)螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平即可，故選A。

(6)滑塊所受合外力為F=mg,滑塊通過(guò)光電門處的速度為根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有2as

—v2,解得a=2sp

3.(18分)(2022?青海大通回族土族自治縣教學(xué)研究室高一期末)如圖為驗(yàn)證“牛頓第二

定律”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，測(cè)得滑塊上遮光條的寬度為d,遮光條經(jīng)過(guò)光電門1所用的時(shí)間為h，

經(jīng)過(guò)光電門2所用的時(shí)間為a滑塊、遮光條、拉力傳感器的總質(zhì)量為M,兩光電門之間的

距離為L(zhǎng).

數(shù)字計(jì)時(shí)器

槽碼

（1）下列說(shuō)法正確的是

A.實(shí)驗(yàn)要把氣墊導(dǎo)軌的右端適當(dāng)墊高來(lái)平衡摩擦力

B.實(shí)驗(yàn)開始前，應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平，細(xì)繩要平行于導(dǎo)軌

C.本實(shí)驗(yàn)需要槽碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于M

D.兩光電門之間的距離L適當(dāng)大一些，可以減小實(shí)驗(yàn)誤差

（2）滑塊通過(guò)光電門1時(shí)的速度大小5=_，（用題中所給物理量符號(hào)表示）。

（3）滑塊的加速度大小〃=_墨二/_（用題中所給物理量符號(hào)表示）。

解析：（1）A錯(cuò)：因?yàn)榛瑝K與氣墊導(dǎo)軌之間的摩擦力非常小，可近似認(rèn)為摩擦力為零,

所以不需要把氣墊導(dǎo)軌的右端適當(dāng)墊高來(lái)平衡摩擦力;

B對(duì)：為了使細(xì)繩對(duì)滑塊（包括拉力傳感器和遮光條）的拉力等于滑塊（包括拉力傳感器和

遮光條）所受的合外力，實(shí)驗(yàn)開始前，應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平，細(xì)繩要平行于導(dǎo)軌；

C錯(cuò)：本實(shí)驗(yàn)中滑塊（包括拉力傳感器和遮光條）所受拉力（即合外力）可以通過(guò)拉力傳感

器直接讀出，不需要用槽碼的重力來(lái)近似代替，所以槽碼的質(zhì)量不需要遠(yuǎn)小于M;

D對(duì)：兩光電門之間的距離乙適當(dāng)大一些，這樣可以使測(cè)量L的相對(duì)誤差小些。

（2）由于滑塊的速度較快，且d較小，所以可用遮光時(shí)間內(nèi)的平均速度來(lái)近似替代滑塊

通過(guò)光電門時(shí)的瞬時(shí)速度，則滑塊通過(guò)光電門1時(shí)的速度大小為①

（3）滑塊通過(guò)光電門2的速度大小為②

由勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度位移關(guān)系式有2〃=涕一明③

聯(lián)立①②③解得。=59一"）。

4.（18分）（2022?甘肅省會(huì)寧縣第三中學(xué)高一期末）某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛

頓第二定律。

小車和曲碼打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

定滑輪細(xì)線4

A

盤和重物

(1)為了驗(yàn)證加速度與合外力成正比，實(shí)驗(yàn)中必須做到AC。

A.實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力

B.每次都必須從相同位置釋放小車

C.拉小車的細(xì)繩必須保持與軌道平行

D.拉力改變后必須重新平衡摩擦力

(2)如圖為某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，從中確定五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量得4=8.00cm,心=

18.00cm,J3=30.00cm,J4=44.00cm..每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出。則小車的

加速度〃=2.0m/s2。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

ABC

(3)在驗(yàn)證“質(zhì)量一定，加速度“與合外力尸的關(guān)系”時(shí)，某學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了

如圖所示的“一尸圖象，其中圖線不過(guò)原點(diǎn)并在末端發(fā)生彎曲，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能有

_存在縱截距，說(shuō)明木板斜角過(guò)大，平衡摩擦力過(guò)度、圖線彎曲說(shuō)明重物的質(zhì)量不再遠(yuǎn)遠(yuǎn)小

于小車質(zhì)量，即不成立-

解析：(1)為了驗(yàn)證加速度與合外力成正比，必須使小車所受合外力近似等于細(xì)線的拉

力，這就要求實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力，并且拉小車的細(xì)繩必須保持與軌道平行，故AC正確；

每次小車應(yīng)從靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置釋放，但每次釋放位置沒必要完全相同，故B錯(cuò)誤；

設(shè)平衡摩擦力時(shí)木板抬高的傾角為6,在沿木板方向根據(jù)平衡條件有Mgsind^fiMgcos0,

解得〃=tan，，所以木板抬高的傾角。與所受拉力無(wú)關(guān)，每次改變拉力時(shí)，不需要重新平衡

摩擦力，故D錯(cuò)誤。

(2)根據(jù)連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)位移差等于一個(gè)恒量，即揖=。72

CE-AB（d~d）~d44.00-18.00-18.00,

可行a—（27"）2=4（2T2）22=（2X01）2X1。m/s=2.0m/s。

（3）①圖像不過(guò)原點(diǎn)，存在縱截距，說(shuō)明當(dāng)尸為零時(shí)小車就具有了加速度，可能是由于

平衡摩擦力過(guò)度（或長(zhǎng)木板傾角過(guò)大）。

②本實(shí)驗(yàn)中用所懸掛盤和重物的總重力來(lái)作為小車所受的合外力尸,實(shí)驗(yàn)要求〃i?M,

若，〃變大到不再滿足，時(shí)，則細(xì)線拉力將小于"際從而使圖像彎曲，隨著尸（即mg）的增

大，，〃將逐漸不滿足，”《M,使得a一尸圖像的斜率開始偏離三，逐漸變?yōu)閴?，造成斜率

MM-rtn

減小，從而使圖像向下彎曲。

等級(jí)考訓(xùn)練

（15分鐘?滿分40分）

實(shí)驗(yàn)題（共40分）

1.（12分）（2022?北京市東城區(qū)高一檢測(cè)）圖甲是用來(lái)探究加速度和力之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝

置示意圖，圖乙是其俯視圖。兩個(gè)相同的小車，放在帶有定滑輪的木板上（事先通過(guò)調(diào)節(jié)木

板與水平面間的夾角來(lái)抵消摩擦力的影響），前端各系一條細(xì)繩，繩的另一端跨過(guò)定滑輪各

掛一個(gè)小盤，盤里放有祛碼。兩個(gè)小車后端各系一條細(xì)線，細(xì)線后端用夾子固定，打開夾子，

小盤和硅碼牽引小車運(yùn)動(dòng)，合上夾子，兩小車同時(shí)停止運(yùn)動(dòng)。

⑴用刻度尺測(cè)出兩小車的位移，位移之比就等于它們的.加速度之比；

（2）為了探究加速度大小和力大小之間的關(guān)系，應(yīng)保持兩個(gè)小車（選填“小車”或

“小盤和祛碼”）的質(zhì)量相等；

（3）為減小誤差，應(yīng)使小盤和祛碼的總質(zhì)量盡可能.遠(yuǎn)小于一（選填“遠(yuǎn)小于”“等于"

或“大于”）小車質(zhì)量。

解析：（1）根據(jù)初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移時(shí)間關(guān)系產(chǎn)，兩小車運(yùn)動(dòng)時(shí)間相

等，位移與加速度成正比；

（2）根據(jù)控制變量法，要探究加速度和力之間的關(guān)系，需要小車的質(zhì)量保持不變，即兩

小車質(zhì)量相等；

（3）實(shí)驗(yàn)中用小盤和槽碼的重力作為小車受到的拉力。只有在盤和盤中槽碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)

小于小車的質(zhì)量時(shí)，繩對(duì)小車?yán)Υ笮〔沤频扔诒P和盤中槽碼的重力。

2.（14分）（2022?云南保山市智源高級(jí)中學(xué)有限公司高一期末）為了探究物體質(zhì)量一定時(shí)

加速度與力的關(guān)系，甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。其中M為小車的質(zhì)量，恤為沙和

沙桶的總質(zhì)量。一輕繩跨過(guò)輕質(zhì)的定滑輪和動(dòng)滑輪一端連接沙桶，另一端連接拉力傳感器,

拉力傳感器可測(cè)出輕繩中的拉力大小。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，每次在釋放小車后，讀出拉力傳感器的

示數(shù)并記為凡

力傳呼器

3廠\紙，打即時(shí)器

一一---],

?

mo\JU□

(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，下列操作正確的是AB。

A.調(diào)整長(zhǎng)木板左端的定滑輪，使得細(xì)線與長(zhǎng)木板平行

B.在不掛沙桶的前提下，將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高，以平衡摩擦力

C.小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先釋放小車，再接通電源

D.為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中要保證沙和沙桶的總質(zhì)量恤遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M

(2)甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的一條紙帶(兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出)，已知打

點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為2。m/s'結(jié)

果保留兩位有效數(shù)字)。

單位:cm

|1.10|3.0915.12,7.10?9.13j一11.09」

rTTTT

0123451

(3)甲同學(xué)以力傳感器的示數(shù)尸為橫坐標(biāo)，加速度。為縱坐標(biāo)，畫出的。一尸圖象是一條

直線，圖線與橫坐標(biāo)的夾角為仇求得圖線的斜率為％,則小車的質(zhì)量為C。

解析：(1)A對(duì)：實(shí)驗(yàn)時(shí)，為保證小車所受的合外力恒定，應(yīng)該讓細(xì)線與軌道平行；

B對(duì)：實(shí)驗(yàn)時(shí)需將長(zhǎng)木板右端墊高，以平衡摩擦力；

C錯(cuò)：實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車；

D錯(cuò)：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中是在釋放小車后再讀出拉力傳感器的讀數(shù)，故拉力傳感器的示數(shù)是小

車所受拉力的一半，不需要使小桶（包括沙）的質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的總質(zhì)量。

（2）依題意，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T=5X專s=O.ls

根據(jù)\x=aT1

運(yùn)用逐差法得篝泮右2.0m/s2。

（3）由牛頓第二定律得2尸=Ma

則”=焉尸

2

a—F圖象的斜率左=而

2

則小車的質(zhì)量M=z。

3.（14分）（2022?廣西北海市教育教學(xué)研究室高一期末）某實(shí)驗(yàn)小組利用圖I中所示的裝

置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。（重力加速度g取9.8m/s2）

A.調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與張木板平行

B.在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動(dòng)摩擦力時(shí)，將裝有祛碼的祛碼桶通過(guò)定滑輪

拴在木塊上

C.實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開木塊再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源

D.通過(guò)增減木塊上的祛碼改變質(zhì)量時(shí)，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度

（2）為使祛碼桶及桶內(nèi)祛碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力，應(yīng)滿足

的條件是祛碼桶及桶內(nèi)祛碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊和木塊上祛碼的總質(zhì)量。（填“遠(yuǎn)大

于”“遠(yuǎn)小于，，或“近似等于"）

（3）圖2為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，且交流電源的頻率為50Hz,根據(jù)紙帶可求出小車的加

速度大小為3.2m/s。（保留二位有效數(shù)字）

紙帶運(yùn)動(dòng)方向

??-----V

6.1916.7017.2117.721

單位：cm

圖2圖3

(4)甲、乙兩同學(xué)在同一實(shí)驗(yàn)室，各取一套如圖1所示的裝置放在水平桌面上，木塊上

均不放祛碼，在沒有平衡摩擦力的情況下，研究加速度a與拉力F的關(guān)系，分別得到圖3

中甲、乙兩條直線。設(shè)甲、乙用的木塊質(zhì)量分別為，"甲、〃?乙，甲、乙用的木塊與木板間的

動(dòng)摩擦因數(shù)分別為〃”，、〃乙，由圖可知m中小于一m乙，四w.大于.“乙。(選填“大于”“小

于”或“等于”)

(5)在該實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們通過(guò)實(shí)踐結(jié)合理論分析得出：無(wú)論如何增加砂和桶的重力，小

車運(yùn)動(dòng)加速度都不可能超過(guò)2Jm/s2。

解析：(1)調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與長(zhǎng)木板平行，使繩的拉力平行于木板

方向，A正確；

在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動(dòng)摩擦力時(shí)，枝碼桶內(nèi)不應(yīng)該裝有碳碼，B錯(cuò)誤;

實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開木塊，C錯(cuò)誤；

由于平衡摩擦力是通過(guò)重力的分力與摩擦力抵消，即mgsm0=mgcosG/i得tan6=〃，

所以通過(guò)增減木塊上的磋碼改變質(zhì)量時(shí)，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度，D正確。

(2)當(dāng)石去碼桶及桶內(nèi)磋碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊和木塊上碳碼的總質(zhì)量時(shí)，可以認(rèn)為祛碼

桶及桶內(nèi)跌碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力。

(右+山)一(尤|+忿)(7.72+7.21)-(6.19+6.70)

⑶由逐差法有?=-:-----奇---------=-----------4X0042-----------義10

m/s2Q3.2m/s2o

(4)由牛頓第二定律有“=§一〃g

“一尸圖像的斜率代表質(zhì)量的倒數(shù)，縱截距大小代表〃g,

所以甲2且〃單＞〃z.

(5)對(duì)于跌碼桶和核碼，其加速度肯定小于重力加速度，故小車的加速度也必然小于重

力加速度。

第四章2實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

合格考訓(xùn)練

（25分鐘?滿分60分）

一、選擇題（共6分）

1.（多選）如圖是某些同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的圖像，下列說(shuō)法中正確的是（AD）

A.形成圖甲的原因是補(bǔ)償阻力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大

B.形成圖乙的原因是補(bǔ)償阻力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)小

C.形成圖丙的原因是補(bǔ)償阻力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大

D.形成圖丁的原因是補(bǔ)償阻力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)小

解析：由圖甲可知，當(dāng)F=0時(shí)，a^O,表示沒有拉力作用時(shí)，小車已經(jīng)有加速度，原

因可能是補(bǔ)償阻力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大，故選項(xiàng)A正確；圖乙中圖線在〃軸上有截距，則圖

像對(duì)應(yīng)的表達(dá)式為a=5+Z即?切0,故這是補(bǔ)償阻力時(shí)長(zhǎng)木板的傾角過(guò)大造成的，

故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由圖丙可知，當(dāng)FW0時(shí)，。=0,原因可能是補(bǔ)償阻力時(shí)長(zhǎng)木板的傾角過(guò)小，

故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；圖像在5軸上有截距，由圖像對(duì)應(yīng)的解析式為尸一bn）,故這是補(bǔ)償阻

力時(shí)，長(zhǎng)木板的傾角過(guò)小造成的，故選項(xiàng)D正確。

二、非選擇題（共54分）

2.（18分）氣墊導(dǎo)軌是一種現(xiàn)代化的力學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，它利用小型氣源將壓縮空氣送入導(dǎo)

軌內(nèi)腔，空氣再由導(dǎo)軌表面上的小孔中噴出，在導(dǎo)軌表面與滑行器之間形成很薄的氣墊層，

滑行器就浮在氣墊層上，與導(dǎo)軌面脫離接觸，因而能在導(dǎo)軌面上做近似無(wú)阻力的直線運(yùn)動(dòng)，

極大地減小了以往在力學(xué)實(shí)驗(yàn)中由于摩擦力引起的誤差，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果接近理論值。光電門傳

感器主要由光電門和遮光條組成，當(dāng)寬度為As的遮光條通過(guò)光電門時(shí)，傳感器就會(huì)測(cè)出遮

光條通過(guò)光電門的遮光時(shí)間由此求出在極短的遮光時(shí)間△/內(nèi)遮光條的平均速度。=呼，

這個(gè)速度可以認(rèn)為就是遮光條通過(guò)光電門的瞬時(shí)速度。某學(xué)習(xí)小組用氣墊導(dǎo)軌和光電門傳感

器做“探究物體加速度與合外力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，裝置如圖所示，重力加速度為g,按要求完

成下列問題。

數(shù)字計(jì)時(shí)器

學(xué)習(xí)小組用鉤碼的重力替代滑塊受到的合力，以探究滑塊的加速度與合外力的關(guān)系，請(qǐng)

補(bǔ)充完成下列實(shí)驗(yàn)步驟的相關(guān)內(nèi)容：

(1)實(shí)驗(yàn)前測(cè)出遮光條寬度d,通過(guò)刻度尺測(cè)出光電門到氣墊導(dǎo)軌右端的距離S并記錄。

(2)滑塊(包括遮光條)質(zhì)量M與所掛鉤碼質(zhì)量m應(yīng)滿足條件是。

(3)實(shí)驗(yàn)操作前需要完成的步驟

A.調(diào)節(jié)螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平

B.將氣墊導(dǎo)軌右端盡量墊高

(4)調(diào)節(jié)定滑輪，使連接滑塊的細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行

(5)將滑塊置于氣墊導(dǎo)軌右端靜止，在細(xì)繩上掛上適當(dāng)?shù)你^碼并用手托住，記下其質(zhì)量

開通氣源，靜止釋放鉤碼(鉤碼釋放前，細(xì)繩剛好處于拉直狀態(tài))。

(6)從光電門的數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條經(jīng)過(guò)光電門的遮光時(shí)間％步驟(5)、(6)中：滑塊所

受合外力為F=，依；滑塊通過(guò)光電門處的速度表達(dá)式為。=—/—；滑塊的加速度為a

=_5―。(用測(cè)得的物理量字母表示)

解析：(2)只有當(dāng)m?M時(shí)，尸才近似等于mgo

(3)由于滑塊與導(dǎo)軌面已經(jīng)脫離了接觸，使得摩擦阻力近似為零，所以本實(shí)驗(yàn)不需要將

導(dǎo)軌右側(cè)墊高平衡摩擦力，只需調(diào)節(jié)螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平即可，故選A。

(6)滑塊所受合外力為滑塊通過(guò)光電門處的速度為根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有2as

—v2,解得a=2sp

3.(18分)如圖為驗(yàn)證“牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，測(cè)得滑塊上遮光條的寬度為d,

遮光條經(jīng)過(guò)光電門1所用的時(shí)間為人，經(jīng)過(guò)光電門2所用的時(shí)間為小滑塊、遮光條、拉力

傳感器的總質(zhì)量為M,兩光電門之間的距離為L(zhǎng)o

數(shù)字計(jì)時(shí)器

槽碼

（1）下列說(shuō)法正確的是」D_。

A.實(shí)驗(yàn)要把氣墊導(dǎo)軌的右端適當(dāng)墊高來(lái)平衡摩擦力

B.實(shí)驗(yàn)開始前，應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平，細(xì)繩要平行于導(dǎo)軌

C.本實(shí)驗(yàn)需要槽碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于M

D.兩光電門之間的距離A適當(dāng)大一些，可以減小實(shí)驗(yàn)誤差

（2）滑塊通過(guò)光電門1時(shí)的速度大小S=_*_（用題中所給物理量符號(hào)表示）。

（3）滑塊的加速度大小〃=_5&二/_（用題中所給物理量符號(hào)表示）。

解析：（1）A錯(cuò)：因?yàn)榛瑝K與氣墊導(dǎo)軌之間的摩擦力非常小，可近似認(rèn)為摩擦力為零,

所以不需要把氣墊導(dǎo)軌的右端適當(dāng)墊高來(lái)平衡摩擦力；

B對(duì)：為了使細(xì)繩對(duì)滑塊（包括拉力傳感器和遮光條）的拉力等于滑塊（包括拉力傳感器和

遮光條）所受的合外力，實(shí)驗(yàn)開始前，應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平，細(xì)繩要平行于導(dǎo)軌；

C錯(cuò)：本實(shí)驗(yàn)中滑塊（包括拉力傳感器和遮光條）所受拉力（即合外力）可以通過(guò)拉力傳感

器直接讀出，不需要用槽碼的重力來(lái)近似代替，所以槽碼的質(zhì)量不需要遠(yuǎn)小于M;

D對(duì)：兩光電門之間的距離乙適當(dāng)大一些，這樣可以使測(cè)量L的相對(duì)誤差小些。

（2）由于滑塊的速度較快，且d較小，所以可用遮光時(shí)間內(nèi)的平均速度來(lái)近似替代滑塊

通過(guò)光電門時(shí)的瞬時(shí)速度，則滑塊通過(guò)光電門1時(shí)的速度大小為①

（3）滑塊通過(guò)光電門2的速度大小為②

由勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度位移關(guān)系式有2〃=涕一明③

聯(lián)立①②③解得。=59一"）。

4.（18分）某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律。

小車和曲碼打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

定滑輪細(xì)線4

A

盤和重物

(1)為了驗(yàn)證加速度與合外力成正比，實(shí)驗(yàn)中必須做到AC。

A.實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力

B.每次都必須從相同位置釋放小車

C.拉小車的細(xì)繩必須保持與軌道平行

D.拉力改變后必須重新平衡摩擦力

(2)如圖為某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，從中確定五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量得4=8.00cm,心=

18.00cm,J3=30.00cm,J4=44.00cm..每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出。則小車的

加速度〃=2.0m/s2。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

ABC

(3)在驗(yàn)證“質(zhì)量一定，加速度“與合外力尸的關(guān)系”時(shí)，某學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了

如圖所示的“一尸圖象，其中圖線不過(guò)原點(diǎn)并在末端發(fā)生彎曲，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能有

_存在縱截距，說(shuō)明木板斜角過(guò)大，平衡摩擦力過(guò)度、圖線彎曲說(shuō)明重物的質(zhì)量不再遠(yuǎn)遠(yuǎn)小

于小車質(zhì)量，即不成立-

解析：(1)為了驗(yàn)證加速度與合外力成正比，必須使小車所受合外力近似等于細(xì)線的拉

力，這就要求實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力，并且拉小車的細(xì)繩必須保持與軌道平行，故AC正確；

每次小車應(yīng)從靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置釋放，但每次釋放位置沒必要完全相同，故B錯(cuò)誤；

設(shè)平衡摩擦力時(shí)木板抬高的傾角為6,在沿木板方向根據(jù)平衡條件有Mgsind^fiMgcos0,

解得〃=tan，，所以木板抬高的傾角。與所受拉力無(wú)關(guān)，每次改變拉力時(shí)，不需要重新平衡

摩擦力，故D錯(cuò)誤。

(2)根據(jù)連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)位移差等于一個(gè)恒量，即揖=。72

CE-AB（d~d）~d44.00-18.00-18.00,

可行a—（27"）2=4（2T2）22=（2X01）2X1。m/s=2.0m/s。

（3）①圖像不過(guò)原點(diǎn)，存在縱截距，說(shuō)明當(dāng)尸為零時(shí)小車就具有了加速度，可能是由于

平衡摩擦力過(guò)度（或長(zhǎng)木板傾角過(guò)大）。

②本實(shí)驗(yàn)中用所懸掛盤和重物的總重力來(lái)作為小車所受的合外力尸,實(shí)驗(yàn)要求〃i?M,

若，〃變大到不再滿足，時(shí)，則細(xì)線拉力將小于"際從而使圖像彎曲，隨著尸（即mg）的增

大，，〃將逐漸不滿足，”《M,使得a一尸圖像的斜率開始偏離三，逐漸變?yōu)閴?，造成斜率

MM-rtn

減小，從而使圖像向下彎曲。

等級(jí)考訓(xùn)練

（15分鐘?滿分40分）

實(shí)驗(yàn)題（共40分）

1.（12分）圖甲是用來(lái)探究加速度和力之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，圖乙是其俯視圖。

兩個(gè)相同的小車，放在帶有定滑輪的木板上（事先通過(guò)調(diào)節(jié)木板與水平面間的夾角來(lái)抵消摩

擦力的影響），前端各系一條細(xì)繩，繩的另一端跨過(guò)定滑輪各掛一個(gè)小盤，盤里放有祛碼。

兩個(gè)小車后端各系一條細(xì)線，細(xì)線后端用夾子固定，打開夾子，小盤和祛碼牽引小車運(yùn)動(dòng)，

合上夾子，兩小車同時(shí)停止運(yùn)動(dòng)。

⑴用刻度尺測(cè)出兩小車的位移，位移之比就等于它們的.加速度之比；

（2）為了探究加速度大小和力大小之間的關(guān)系，應(yīng)保持兩個(gè)小車（選填“小車”或

“小盤和祛碼”）的質(zhì)量相等；

（3）為減小誤差，應(yīng)使小盤和祛碼的總質(zhì)量盡可能.遠(yuǎn)小于一（選填“遠(yuǎn)小于”“等于"

或“大于”）小車質(zhì)量。

解析：（1）根據(jù)初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移時(shí)間關(guān)系產(chǎn)，兩小車運(yùn)動(dòng)時(shí)間相

等，位移與加速度成正比；

（2）根據(jù)控制變量法，要探究加速度和力之間的關(guān)系，需要小車的質(zhì)量保持不變，即兩

小車質(zhì)量相等；

（3）實(shí)驗(yàn)中用小盤和槽碼的重力作為小車受到的拉力。只有在盤和盤中槽碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)

小于小車的質(zhì)量時(shí)，繩對(duì)小車?yán)Υ笮〔沤频扔诒P和盤中槽碼的重力。

2.（14分）為了探究物體質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系，甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)

裝置。其中例為小車的質(zhì)量，;沏為沙和沙桶的總質(zhì)量。一輕繩跨過(guò)輕質(zhì)的定滑輪和動(dòng)滑輪

一端連接沙桶，另一端連接拉力傳感器，拉力傳感器可測(cè)出輕繩中的拉力大小。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，

每次在釋放小車后，讀出拉力傳感器的示數(shù)并記為人

力傳感器Q產(chǎn)）紙干打皙十時(shí)器

PF=一一--1

?

WoVjU0

（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，下列操作正確的是AB。

A.調(diào)整長(zhǎng)木板左端的定滑輪，使得細(xì)線與長(zhǎng)木板平行

B.在不掛沙桶的前提下，將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高，以平衡摩擦力

C.小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先釋放小車，再接通電源

D.為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中要保證沙和沙桶的總質(zhì)量翻）遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M

（2）甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的一條紙帶（兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出），已知打

點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為2.0m/s"結(jié)

果保留兩位有效數(shù)字）。

單位:cm

十7.10十9.13個(gè)11.091

0123456

（3）甲同學(xué)以力傳感器的示數(shù)尸為橫坐標(biāo)，加速度。為縱坐標(biāo)，畫出的〃一尸圖象是一條

直線，圖線與橫坐標(biāo)的夾角為仇求得圖線的斜率為&,則小車的質(zhì)量為C。

A..}nB.tan9

tan0

C.7D.I

Kk

解析：（1）A對(duì)：實(shí)臉時(shí)，為保證小車所受的合外力恒定，應(yīng)該讓細(xì)線與軌道平行；

B對(duì)：實(shí)驗(yàn)時(shí)需將長(zhǎng)木板右端墊高，以平衡摩擦力；

C錯(cuò)：實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車；

D錯(cuò)：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中是在釋放小車后再讀出拉力傳感器的讀數(shù)，故拉力傳感器的示數(shù)是小

車所受拉力的一半，不需要使小桶（包括沙）的質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的總質(zhì)量。

(2)依題意，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T=5X*s=0.1s

根據(jù)

運(yùn)用逐差法得。=當(dāng)泮弋2.0m/s2。

(3)由牛頓第二定律得2F=Ma

則a=jjF

2

a—F圖象的斜率攵=而

2

則小車的質(zhì)量M=VKo

3.(14分)某實(shí)驗(yàn)小組利用圖1中所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。(重力加速

度g取9.8m/s2)

A.調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與張木板平行

B.在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動(dòng)摩擦力時(shí)，將裝有祛碼的祛碼桶通過(guò)定滑輪

拴在木塊上

C.實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開木塊再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源

D.通過(guò)增減木塊上的祛碼改變質(zhì)量時(shí)，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度

(2)為使祛碼桶及桶內(nèi)祛碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力，應(yīng)滿足

的條件是祛碼桶及桶內(nèi)祛碼的總質(zhì)量—遠(yuǎn)小王—木塊和木塊上祛碼的總質(zhì)量。(填“遠(yuǎn)大

于”“遠(yuǎn)小于”或“近似等于")

(3)圖2為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，且交流電源的頻率為50Hz,根據(jù)紙帶可求出小車的加

速度大小為3.2m/s。(保留二位有效數(shù)字)

紙帶運(yùn)動(dòng)方向

??-----V

6.1916.7017.2117.721

單位：cm

圖2圖3

(4)甲、乙兩同學(xué)在同一實(shí)驗(yàn)室，各取一套如圖1所示的裝置放在水平桌面上，木塊上

均不放祛碼，在沒有平衡摩擦力的情況下，研究加速度”與拉力F的關(guān)系，分別得到圖3

中甲、乙兩條直線。設(shè)甲、乙用的木塊質(zhì)量分別為〃？甲、"24,甲、乙用的木塊與木板間的

動(dòng)摩擦因數(shù)分別為〃”，、〃乙，由圖可知m中小于一m乙，四w.大于.“乙。(選填“大于”“小

于”或“等于”)

(5)在該實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們通過(guò)實(shí)踐結(jié)合理論分析得出：無(wú)論如何增加砂和桶的重力，小

車運(yùn)動(dòng)加速度都不可能超過(guò)2Jm/s2。

解析：(1)調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與長(zhǎng)木板平行，使繩的拉力平行于木板

方向，A正確；

在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動(dòng)摩擦力時(shí)，枝碼桶內(nèi)不應(yīng)該裝有碳碼，B錯(cuò)誤;

實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開木塊，C錯(cuò)誤；

由于平衡摩擦力是通過(guò)重力的分力與摩擦力抵消，即mgsm0=mgcosG/i得tan6=〃，

所以通過(guò)增減木塊上的磋碼改變質(zhì)量時(shí)，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度，D正確。

(2)當(dāng)石去碼桶及桶內(nèi)磋碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊和木塊上碳碼的總質(zhì)量時(shí)，可以認(rèn)為祛碼

桶及桶內(nèi)跌碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力。

(右+山)一(尤|+忿)(7.72+7.21)-(6.19+6.70)

⑶由逐差法有?=-:----奇----------=-----------4X0042-----------義10

m/s2Q3.2m/s2o

(4)由牛頓第二定律有“=§一〃g

“一尸圖像的斜率代表質(zhì)量的倒數(shù)，縱截距大小代表〃g,

所以甲2且〃單＞〃z.

(5)對(duì)于跌碼桶和核碼，其加速度肯定小于重力加速度，故小車的加速度也必然小于重

力加速度。

第四章2實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

合格考訓(xùn)練

（25分鐘?滿分60分）

一、選擇題（共6分）

1.（多選）如圖是某些同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的圖像，下列說(shuō)法中正確的是（AD）

A.形成圖甲的原因是補(bǔ)償阻力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大

B.形成圖乙的原因是補(bǔ)償阻力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)小

C.形成圖丙的原因是補(bǔ)償阻力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大

D.形成圖丁的原因是補(bǔ)償阻力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)小

解析：由圖甲可知，當(dāng)尸=0時(shí)，表示沒有拉力作用時(shí)，小車已經(jīng)有加速度，原

因可能是補(bǔ)償阻力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大，故選項(xiàng)A正確；圖乙中圖線在。軸上有截距，則圖

像對(duì)應(yīng)的表達(dá)式為“=￡+上即a=^（F+kM，故這是補(bǔ)償阻力時(shí)長(zhǎng)木板的傾角過(guò)大造成的，

故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由圖丙可知，當(dāng)FW0時(shí)，a=0,原因可能是補(bǔ)償阻力時(shí)長(zhǎng)木板的傾角過(guò)小，

故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；圖像在5軸上有截距，由圖像對(duì)應(yīng)的解析式為。=《（F—kzn）,故這是補(bǔ)償阻

力時(shí)，長(zhǎng)木板的傾角過(guò)小造成的，故選項(xiàng)D正確。

二、非選擇題（共54分）

2.（18分）（2022?四川達(dá)州高一期末）氣墊導(dǎo)軌是一種現(xiàn)代化的力學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，它利用小

型氣源將壓縮空氣送入導(dǎo)軌內(nèi)腔，空氣再由導(dǎo)軌表面上的小孔中噴出，在導(dǎo)軌表面與滑行器

之間形成很薄的氣墊層，滑行器就浮在氣墊層上，與導(dǎo)軌面脫離接觸，因而能在導(dǎo)軌面上做

近似無(wú)阻力的直線運(yùn)動(dòng)，極大地減小了以往在力學(xué)實(shí)驗(yàn)中由于摩擦力引起的誤差，使實(shí)驗(yàn)結(jié)

果接近理論值。光電門傳感器主要由光電門和遮光條組成，當(dāng)寬度為的遮光條通過(guò)光電

門時(shí)，傳感器就會(huì)測(cè)出遮光條通過(guò)光電門的遮光時(shí)間加，由此求出在極短的遮光時(shí)間加內(nèi)

遮光條的平均速度。=器，這個(gè)速度可以認(rèn)為就是遮光條通過(guò)光電門的瞬時(shí)速度。某學(xué)習(xí)小

組用氣墊導(dǎo)軌和光電門傳感器做“探究物體加速度與合外力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，裝置如圖所示,

重力加速度為g,按要求完成下列問題。

數(shù)字計(jì)時(shí)器

學(xué)習(xí)小組用鉤碼的重力替代滑塊受到的合力，以探究滑塊的加速度與合外力的關(guān)系，請(qǐng)

補(bǔ)充完成下列實(shí)驗(yàn)步驟的相關(guān)內(nèi)容：

(1)實(shí)驗(yàn)前測(cè)出遮光條寬度d,通過(guò)刻度尺測(cè)出光電門到氣墊導(dǎo)軌右端的距離S并記錄。

(2)滑塊(包括遮光條)質(zhì)量M與所掛鉤碼質(zhì)量m應(yīng)滿足條件是。

(3)實(shí)驗(yàn)操作前需要完成的步驟

A.調(diào)節(jié)螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平

B.將氣墊導(dǎo)軌右端盡量墊高

(4)調(diào)節(jié)定滑輪，使連接滑塊的細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行

(5)將滑塊置于氣墊導(dǎo)軌右端靜止，在細(xì)繩上掛上適當(dāng)?shù)你^碼并用手托住，記下其質(zhì)量處

開通氣源，靜止釋放鉤碼(鉤碼釋放前，細(xì)繩剛好處于拉直狀態(tài))。

(6)從光電門的數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條經(jīng)過(guò)光電門的遮光時(shí)間八步驟(5)、(6)中：滑塊所

受合外力為F=m?；滑塊通過(guò)光電門處的速度表達(dá)式為。=-4一一；滑塊的加速度為a

庶

=_盤_。(用測(cè)得的物理量字母表示)

解析：(2)只有當(dāng)時(shí)，尸才近似等于機(jī)g。

(3)由于滑塊與導(dǎo)軌面已經(jīng)脫離了接觸，使得摩擦阻力近似為零，所以本實(shí)驗(yàn)不需要將

導(dǎo)軌右側(cè)墊高平衡摩擦力，只需調(diào)節(jié)螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平即可，故選A。

(6)滑塊所受合外力為F=mg,滑塊通過(guò)光電門處的速度為。=彳根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有2as

=v2,解得。=梟

3.(18分)(2022?青海大通回族土族自治縣教學(xué)研究室高一期末)如圖為驗(yàn)證“牛頓第二

定律”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，測(cè)得滑塊上遮光條的寬度為土遮光條經(jīng)過(guò)光電門1所用的時(shí)間為“，

經(jīng)過(guò)光電門2所用的時(shí)間為玄，滑塊、遮光條、拉力傳感器的總質(zhì)量為"，兩光電門之間的

距離為L(zhǎng)

數(shù)字計(jì)時(shí)器

槽碼

（1）下列說(shuō)法正確的是

A.實(shí)驗(yàn)要把氣墊導(dǎo)軌的右端適當(dāng)墊高來(lái)平衡摩擦力

B.實(shí)驗(yàn)開始前，應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平，細(xì)繩要平行于導(dǎo)軌

C.本實(shí)驗(yàn)需要槽碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于M

D.兩光電門之間的距離L適當(dāng)大一些，可以減小實(shí)驗(yàn)誤差

（2）滑塊通過(guò)光電門1時(shí)的速度大小5=_，（用題中所給物理量符號(hào)表