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实验：探究加速度与力、质量的关系
一、单选题
某学生做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，在平衡摩擦力时。把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大。他所得到的关系可用下列哪个图象表示？图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力
A.
B.
C.
D.
如图为“探究a和m，F的关系”的实验装置，小车的质量为，小盘及砝码的质量为，下列说法正确的是
A.
每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力
B.
实验时应先释放小车后接通电源
C.
本实验应远大于
D.
在用图象探究加速度与质量关系时，应用图象
在探究加速度、力和质量三者之间关系的实验中，实验的研究方法是
A.
归纳法
B.
比较法
C.
等效替代法
D.
控制变量法
在探究加速度与物体质量和外力的关系的实验中，下列做法和理由正确的是
A.
实验中所用电源为低压直流电源
B.
可以将装有砂子的小桶用钩码代替，这样会使实验更加方便
C.
实验结果不用图象，而且图象，是为了便于根据图象直观地作出判断
D.
小车运动的加速度可用天平测出小桶和砂的质量和以及小车质量M后直接用公式求出
“探究加速度与力、质量的关系”实验中，同学们在坐标纸上画出了四种关系图线．其中因在实验中未平衡摩擦力的是
A.
B.
C.
D.
用图示装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验，在平衡摩擦力的过程中，下列操作正确的是
A.
移动木块，使挂沙桶的小车在斜面上匀速运动
B.
移动木块，使不挂沙桶的小车在斜面上匀速运动
C.
移动木块，使挂沙桶的小车在斜面上静止
D.
移动木块，使不挂沙桶的小车在斜面上静止
下图是某同学在探究加速度与力的关系时根据测量数据作出的图线，图线不过坐标原点的原因是____
A.
未完全平衡摩擦力
B.
平衡摩擦力过度
C.
物体质量过重
D.
物体质量太小
如图所示，在探究加速度和力、质量关系的实验中，若1、2两个相同的小车所受拉力分别为、，车中所放砝码的质量分别为、，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为、，则在实验误差允许的范围内，有????
??
A.
当、时，
B.
当、时，
C.
当、时，
D.
当、时，
在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学组装了如图所示的装置下列说法中正确的是????
A.
小车释放时应靠近定滑轮
B.
平衡摩擦力时应将砝码盘与小车相连
C.
电磁打点计时器应使用低于6V的直流电源供电
D.
砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量
在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，为判断加速度a和质量m之间的关系，应根据实验数据作出图象，这是因为
A.
图象是直线
B.
图象直线
C.
图象是直线
D.
图象是直线
某组同学在探究加速度与力、质量的关系实验中，得出实验数据，画出a--F图象如图所示，那么该组同学实验中出现的问题可能是
A.
实验中摩擦力没有平衡
B.
实验中摩擦力平衡过度
C.
实验中绳子拉力方向没有跟平板平行
D.
实验中小车质量发生变化
“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示在实验中，以下做法正确的是
A.
平衡摩擦力时，小车后面不需要固定纸带
B.
小车的质量应远大于砝码和砝码盘的质量
C.
实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源
D.
每次改变小车的质量时，均需重新平衡摩擦力
二、多选题
利用图示装置可以做力学中的许多实验，下说法正确的是
A.
利用此装置研究匀变速直线运动时，可以不用消除小车和木板间的摩擦阻力的影响
B.
利用此装置探究小车的加速度与质量的关系并用图象法处理数据时，如果画出的aM关系图象不是直线，就可确定加速度与质量成反比
C.
利用此装置探究小车的加速度与力的关系并用图象法处理数据时，如果画出的aF关系图象是过坐标原点的倾斜直线，就可确定加速度与力成正比
D.
利用此装置探究功与速度变化的关系时，应将木板带打点计时器的一端适当垫高。这样做的目的是利用小车重力沿斜面的分力补偿小车运动中所受阻力的影响
以下说法正确的是
A.
用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响
B.
用此装置“探究加速度a与力F和质量m的关系”每次改变砝码及砝码盘总质量之后，不需要重新平衡摩擦力
C.
在用此装置“探究加速度a与力F和质量m的关系”时，应使小盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量
D.
用此装置探究“探究功与速度变化的关系”实验时，不需要平衡小车运动中所受摩擦力的影响
如图所示是在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，根据实验数据描绘出的三条图线，下列说法中正确的是
A.
三条倾斜直线所对应绳的拉力相同
B.
三条倾斜直线所对应的小车和砝码的总质量不同
C.
直线1对应的小车和砝码的总质量最大
D.
直线3对应的小车和砝码的总质量最大
如图所示，在探究牛顿运动定律的演示实验中，若1、2两个相同的小车所受拉力分别为、，车中放入砝码后，车的总质量分别为、，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为、，则在实验误差允许的范围内，有
A.
当、时，
B.
当、时，
C.
当、时，
D.
当、时，
在探究加速度与力、质量的关系实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，需要平衡摩擦力，先使细线与长木板平行，将长木板带滑轮的一端垫起适当的高度。以下说法正确的是
A.
平衡摩擦力时，应该将吊盘用细绳通过定滑轮系在小车上
B.
平衡摩擦力时，不应该将吊盘用细绳通过定滑轮系在小车上
C.
每次改变小车质量时，不需要重新平衔摩擦力
D.
求小车运动的加速度时，可用天平测出吊盘和法码的总质量m以及小车的质量M，直接用公式求出
三、实验题
某同学设计了一个“探究加速度a与物体所受合力F及物体质量m的关系”的实验，如图所示为实验装置简图交流电源的频率为．
下图所示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为________结果保留两位有效数字
保持沙和沙桶的质量不变，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，数据如下表．
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
小车加速度
小车质量
请在图甲所示的坐标纸中画出图线，由图线可得小车的加速度a与质量的倒数之间的关系式为________________．
保持小车的质量不变，改变沙和沙桶的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F变化的图线，如图乙所示．该图线不通过原点，其主要原因是________________________．
为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图所示实验装置．请回答下列问题：
为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是
A.将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B.将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动
C.将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D.将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动
图为某次实验得到的纸带，已知打点计时器每隔打一点．根据纸带可求出小车的加速度大小为_____________结果保留二位有效数字
某学生在实验中，保持小车质量不变，测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示．
根据表中的数据在图中坐标纸上画出图线．在操作过程中没有始终满足保证钩码质量远小于小车总质量，则小车受到拉力的真实值______测量值填“大于、等于”或“小于”．
某实验小组利用如图甲所示的装置“探究加速度与物体受力的关系”。
实验前，为了消除摩擦力的影响，______选填“挂上”或“移去”砂桶，长木板右端用垫块抬高，接通电源，轻推小车，直至观察到______。
实验通过在砂桶内添加砝码改变小车的受力，下列说法中正确的有______。
A.实验中不需要测出小车的质量
B.砂桶内放入砝码后需重新平衡摩擦力
C.当砂桶包括内部的砝码质量远小于小车总质量时，可认为小车所受合外力与砂桶重力大小相等
实验中打出一条纸带，如图乙所示，从某清晰点开始取计数点，分别标为0、1、2、3、4、5、6，测量点0到点3的距离为，点0到点6的距离为，已知相邻计数点间的时间间隔均为T，则加速度的表达式______。
实验小组得到的加速度a随合力F变化的图线，如图丙所示。该图线不通过原点，其主要原因是______。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：A、图象过原点，恰好平衡摩擦力，木板高度合适，故A错误；
B、在拉力较大时，图象发生弯曲，这是由于小车质量没有远大于砂桶质量造成的，故B错误；
C、图象在a轴上有截距，是由过平衡摩擦力造成的，平衡摩擦力时木板垫的过高，故C正确；
D、图象在F轴上有截距，没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，故D错误；
2.【答案】D
【解析】解：A、平衡摩擦力，假设木板倾角为，则有：，m约掉了，故不需要重新平衡摩擦力。故A错误。
B、实验时应先接通电源后释放小车，故B错误。
C、让小车的质量远远大于小盘及砝码的质量，因为：际上绳子的拉力，故应该是，故C错误；
D、为了减少实验误差，在用图象探究加速度与质量关系时，应用图象，故D正确。
3.【答案】D
【解析】解：该实验采用的是控制变量法研究，
即控制质量不变，研究加速度与力的关系。控制力不变研究加速度与质量关系。
4.【答案】C
【解析】解：A、打点计时器需要低压交流电源，所以A错误。
B、若用钩码代替装有砂子的小桶进行实验，由于钩码的质量太大，不利于进行调节拉力的大小，故B错误。
C、用图象进行验证，这样能更直观地对问题进行判断，所以C正确。
D、本实验是探究a与F、m的关系，直接运用牛顿第二定律求出a是不对的，这是一种逻辑错误。
5.【答案】A
【解答】
在探究加速度与力、质量关系的实验中，采用平衡摩擦力方法消除摩擦力的影响．如果没有平衡摩擦力，则即使施加力的作用，物体仍没有加速度，故图象与F轴有交点，故A正确，BCD错误．
故选：A．
6.【答案】B
【解答】
平衡摩擦力的方法就是，小车与纸带相连，小车前面不挂小桶，把小车放在斜面上给小车一个初速度，看小车能否做匀速直线运动即可，故
B
正确，
ACD
错误。
故选：B。
7.【答案】A
【解答】
由图可知，当加速度为零时，物体的受力不为零，即物体还受阻力的作用，所以应该是未完全平衡摩擦力，故A正确，BCD错误；
故选A。
8.【答案】A
【解答】
当、时，由可知，，由可得：，故A正确，B错误；
当、时，由于车的质量不确定，所以无法确定加速度的关系，也无法确定位移关系，故CD错误。
故选A。
9.【答案】D
【解答】
A.为了提高纸带的使用率，释放小车前小车要靠近打点计时器即远离滑轮一端，故A错误；
B.实验前应先平衡摩擦力，平衡摩擦力时不应挂砝码盘，故B错误；
C.打点计时器须使用交流电源，不能使用直流电源，故C错误；
D.根据牛顿第二定律得：设砝码的质量为m，小车的质量为M，则对砝码分析：
对小车M分析：
解得：
当时，即当重物重力要远小于小车的重力，绳子的拉力才近似等于重物的总重力，故应保证砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量，故D正确。
故选D。
10.【答案】C
【解答】
为了探究加速度与质量的关系，应保持合外力大小F不变，为了直观地判断加速度a与质量m的数量关系，应作出图象，此图象是一条直线，若作图线，图线是曲线，无法得出a与m的关系，故C正确，ABD错误。
故选C。
11.【答案】B
12.【答案】B
【解答】
A.平衡摩擦力时，小车上面不挂砂桶，让小车拖着后面的纸带在木板上匀速运动，故A错误；
B.小车的质量应远大于砝码和砝码盘的质量，这样才能使得砝码和砝码盘的重量近似等于小车的拉力，故B正确；
C.实验时，先接通打点计时器电源，再放开小车，故C错误；
D.每次改变小车的质量时，不需重新平衡摩擦力，故D错误。
故选B。
13.【答案】ACD
【解析】解：A、研究匀变速直线运动时，只要小车做匀加速直线运动即可，可以不考虑摩擦力影响，故选项A正确；
B、探究小车的加速度与质量的关系并用图象法处理数据时，如果画出的关系图象不是直线，则加速度与质量的关系有很多可能，不能确定加速度与质量成反比，故选项B错误；
C、探究小车的加速度与力的关系并用图象法处理数据时，如果画出的关系图象是过坐标原点的倾斜直线，则加速度是作用力的正比例函数，则可确定加速度与力成正比，故选项C正确；
D、探究功与速度变化的关系时，应将木板带打点计时器的一端适当垫高。这样做的目的是利用小车重力沿斜面的分力补偿小车运动中所受阻力的影响，即平衡摩擦力，故选项D正确。
14.【答案】BC
【解析】解：A、此装置可以用来研究匀变速直线运动，但不需要平衡摩擦力，故A错误．
B、利用此装置探究“加速度与质量的关系”，通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度，故B正确．
C、在利用该装置来“探究物体的加速度与力、质量的关系”时，设小车的质量为M，小吊盘和盘中物块的质量为m，设绳子上拉力为F，
以整体为研究对象有
解得
以M为研究对象有绳子的拉力
显然要有必有，故有，即只有时才可以认为绳对小车的拉力大小等于小吊盘和盘中物块的重力．故C正确；
D、探究“功与速度变化的关系”实验时，需要平衡摩擦力，方法是将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面分力补偿小车运动中所受阻力的影响，从而小车受到的合力即为绳子的拉力，故D错误．
15.【答案】BD
【解答】
A.在描绘图象时，m一定，F是变化的，故A错误；
根据实验原理知，当F一定时，。由图可知，当F相等时；则可知，故BD正确，C错误。
故选BD。
16.【答案】AD
【解析】解：A、当、时，由可知，，由可得：，故A正确，B错误；
C、当、时，，由可得：，故C错误，D正确；
故选：AD。
小车做初速度为零的匀加速运动，由牛顿第二定律求出加速度、由匀变速运动的位移公式可以分析答题．
应用牛顿第二定律与运动学公式即可正确解题，注意两小车的运动时间相等．
17.【答案】BC
【解析】解：AB、平衡摩擦力时，不应该将吊盘用细绳通过定滑轮系在小车上，只让小车拖着纸带在木板上匀速运动，故A错误，B正确；
C、因平衡摩擦力时满足，质量科从两边消掉，则每次改变小车质量时，不需要重新平衔摩擦力，故C正确；
D、求小车运动的加速度时，要通过纸带打出的点求解，而不是通过，否则就不是验证牛顿第二定律了，故D错误；
18.【答案】
如图所示；　
实验前没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足
【解答】?在连续相等的时间间隔内，从纸带上可得到四段位移，因此可以用逐差法计算加速度．已知，，，，电火花计时器的计时周期，由逐差法可得，，故．
在坐标系中描点连线，得图线如图所示，得．
由图线可知，F增大到某一值时小车开始有加速度，说明实验前没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足．
19.【答案】；；?小于
【解答】
将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力。
故选C。
根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度：
图像如图：
对小车：；对钩码：；联立解得；当时，；若在操作过程中没有始终满足保证钩码质量远小于小车总质量，则小车受到拉力的真实值小于测量值。
故答案为：；；?小于。
20.【答案】移去，纸带上打下的点间距均匀；；；没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够
【解答】
为了消除摩擦力的影响，应移去砂桶，长木板右端用垫块抬高，接通电源，轻推小车后观察到纸带上打下的点间距均匀。
探究加速度与力的关系实验，只需控制小车质量不变改变拉力大小测出小车加速度即可，实验中不需要测出小车的质量，故A正确；
B.实验前平衡摩擦力，小车内放入砝码后不需重新平衡摩擦力，故B错误；
C.当钩码质量远小于小车总质量时，可认为小车所受合外力与钩码重力大小相等，故C正确。
故选AC；
根据得加速度为：
。
图线中当F增大到一定值时物体才开始具有加速度，出现此现象的原因是没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够。
故答案为：移去，纸带上打下的点间距均匀；；；没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够
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