2021-2022学年高一物理高分突破考点 实验：探究加速度与力、质量的关系

第四章运动和力的关系

4.2实验：探究加速度与力、质量的关系

一：知识精讲归纳

一、实验思路一一控制变量法

1.探究加速度与力的关系

保持小车质量不变,通过改变槽码的个数改变小车所受的拉力,测得不同拉力下小车运动的加速度，分析

加速度与拉力的定量关系.

2.探究加速度与质量的关系

保持小车所受的拉力不变,通过在小车上增加重物改变小车的质量,测得不同质量的小车对应的加速度，

分析加速度与质量的定量关系.

二、物理量的测量

1.质量的测量：用天平测量.在小车中增减祛码的数量可改变小车的质量.

2.加速度的测量

⑴方法1：让小车做初速度为0的匀加速直线运动，用刻度尺测量小车移动的位移X,用秒表测量发生这段

2x

位移所用的时间t,然后由计算出加速度a.

⑵方法2：由纸带根据公式以=。产，结合逐差法计算出小车的加速度.

⑶方法3：不直接测量加速度，求加速度之比，例如：让两个做初速度为。的匀加速直线运动的物体的运动

时间t相等，测出各自的位移xi、X2,则号=,，把加速度的测量转换成位核的测量.

3.力的测量

在阻力得到补偿的情况下，小车受到的拉力等于小车所受的合力.

⑴在槽码的质量比小车的质量小得多时,可认为小车所受的拉力近似等于槽码所受的重力.

⑵使用力传感器可以直接测量拉力的大小，不需要使槽码的质量远小于小车的质量.

三、实验器材

小车、祛码、槽码、细线、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、交流电源、纸带、刻度尺、天

四、进行实验

1.用天平测出小车的质量m,并把数值记录下来.

2.按如图1所示的装置把实验器材安装好（小车上先不系细线）.

3.补偿阻力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫上垫木，反复移动垫木位置，启动打点计时器，直到轻推

小车使小车在斜面上运动时可保持匀速直线运动为止（纸带上相邻点间距相等）,此时小车重力沿斜面方向的

分力等于打点计时器对小车的阻力和长木板的摩擦阻力及其他阻力之和.

4.把细线绕过定滑轮系在小车上，另一端挂上槽码.保持小车质量不变，改变槽码的个数，以改变小车所

受的拉力.处理纸带，测出加速度，将结果填入表1中.

表1小车质量一定

拉力F/N

加速度a/(m-s-2)

5.保持槽码个数不变，即保持小车所受的拉力不变，在小车上加放祛码，重复上面的实验，求出相应的加速

度，把数据记录在表2中.

表2小车所受的拉力一定

质量m/kg

加速度a/(m-s-2)

五、数据分析

L分析加速度。与力F的定量关系

由表1中记录的数据，以加速度。为纵坐标，力F为横坐标，根据测量数据描点，然后作出a-F图像，如

图2所示，若图像是一条过原点的直线,就能说明。与F成正比.

0F

图2

2.分析加速度a与质量m的定量关系

11

由表2中记录的数据，以。为纵坐标，以»为横坐标，根据测量数据描点，然后作出。一布图像，如图3所

11

示・若0一五图像是一条过原点的直线,说明0与布成正比,即。与m成反比.

图3

3.实验结论

⑴保持物体质量不变时，物体的加速度a与所受拉力F成正比.

⑵保持拉力F不变时，物体的加速度a与质量m成反比.

六、注意事项

1.打点前小车应靠近打点计时器且应先启动打点计时器后放开小车.

2.在补偿阻力时，丕要（选填"要"或"不要"）悬挂槽码，但小车应连着纸带且启动打点计时器.用手轻轻地给

小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔均匀,表明小车受到的阻力跟它受到的重力沿斜面向下的

分力平衡.

3.改变槽码的质量的过程中，要始终保证槽码的质量远小于小车的质量.

4.作图时应使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能地均匀分布在直线的两侧，个别

偏离较远的点应舍去.

二：考点题型归纳

题型一、实验原理与实验操作与实验数据处理

I.(2020.上海浦东新•高一期末)“用DIS研究加速度与力的关系”实验装置示意图如图所示。

位移传感器

占钩码轨道

(1)实验时要保持的质量不变，通过改变的质量，来达到改变拉力的目的。某组同学实验数据

记录如下：

a/m-s-20.000.130.250.380.50

F/N0.050.100.150.200.25

(2)根据表格中的实验数据在尸坐标系中画出。与尸的关系图像

fdf/ms-2

0.60

0.50-十-十-十-十…

0.40―十十十十十T

0.30---i--i—-i—

0.20十-十-十一十

010一十十+十十】

010.100.200.30*FN

(3)分析图像不过原点的原因是。

2.(2021.河南焦作.高一期中)某校学生学习牛顿第二定律后，甲同学充分利用身边的材料：铁块、木板、

易拉罐和细沙等。设计了一套方案，如图1所示是甲同学验证牛顿第二定律的实验装置，其步骤如下：

(1)易拉罐内装入适量细沙，用轻绳通过滑轮连接在铁块上，铁块连接纸带。合理调整木板倾角，轻推铁块,

当观察到纸带上___________现象，就说明铁块P沿木板匀速下滑。

(2)取下轻绳和易拉罐，测出易拉罐和细沙的质量”及铁块质量M。

(3)换一条纸带，让铁块由静止释放，打出的纸带如图2(中间部分未画出)。每相邻5个点取一个记数点°、

b、c和d,测出。〃、06和CW间的距离分别为占、々和马,已知打点计时器的打点频率为力重力加速度

为g,可知铁块的加速度为。(用为、3、W和/表不)

(4)多次改变木板与水平方向的夹角，重复步骤(1)(2)(3),记录每次对应的玩和心然后在坐标纸上以相和。

分别为横、纵坐标，把记录的每组，〃和。在坐标纸上描点连线，得到一条(填“过原点''或"不过

原点”)的直线，且斜率h__________(用题给字母表示)，这就说明铁块的加速度与其合外力成正比。

3.(2021.全国•高一课时练习)某同学设计了一个探究加速度。与物体所受合力尸及质量，〃的关系的实验，

图甲为实验装置简图。

小车电源插头串白萦冰.必力古而

:为连带、尸二盘一时器纸带运动方向

晶,・・・・~;;r

上，|：6.196.707.217.72

槽码U单位：cm

甲乙

(1)某次实验得到的纸带如图乙所示，根据纸带可求出小车的加速度大小为m/s2(保留两位有效数

字，交流电的频率为50Hz)；

(2)保持槽码质量不变，改变小车质量"3分别得到小车加速度〃与质量，〃及对应的工，数据如表所示:

实验次数

12345678

物理量

小车加速度a/(w-s-2)1.901.721.491.251.000.750.500.30

小车质量加kg0.250.290.330.400.500.711.001.67

—/kg-14.003.453.032.502.001.411.000.60

m

请在图丙中画出图像，并依据图像求出小车加速度。与质量倒数▲之间的关系式是

mm

（3）保持小车质量不变，改变槽码质量，该同学根据实验数据作出了加速度〃随合力尸变化的图像，如图

丁所示。该图像不通过原点，请你分析其主要原因是

题型二：加速度与力、质量的关系实验的创新改进

4.（2021.全国.高一课时练习）为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙两同学设计了如图所示

的实验装置。其中M为小车的质量，成为砂和砂桶的总质量，滑轮由铁丝固定在车上，质量为机0=0.1kg。

力传感器可测出轻绳上的拉力F的大小，不计滑轮与轻绳之间的摩擦。

（1）实验时，一定要进行的操作是。（填写选项前的字母）

A.用天平测出砂和砂桶的总质量

B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力

C.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数

D.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量"?远小于小车的质量M

（2）甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用

的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出打点计时器打下标号为2的点时小车的速度为m/s,

小车的加速度为m/s2-（结果保留三位有效数字）

/-o1234~S

<|«-3.39-»«—3.77-—4.15—-------4.53——?

单位：cm

（3）乙同学根据测量数据作出如图所示的a-b图像，该同学做实验时存在的问题是o

a/(ms2)

5.（2020・广东•深圳科学高中高一月考）用如图甲所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验。实验

时保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车受到的合力，用打点计时器和小车后端拖动的纸带测

出小车运动的加速度。

（1）实验时先（选填“挂''或"不挂”）钩码，后反复调整垫块的左右位置，直到小车做运动，

这样就达到补偿阻力的目的。

（2）图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、

8、C、D.E,相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，测出各计数点到A点之间的距离，如图所

示•已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端，则此次实验中小车运动的加速度的测量值

a=m/s2o（结果保留两位有效数字）

CABCDE

)J3.90J]

<------8.79--------J单位:cm

<----——14.70--------------->1

<21.60------------------------------------------------->

乙

（3）实验时改变所挂钩码的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度。根据测得的多组数据画出

a-F关系图像，如图丙所示。此图像的A8段明显偏离直线，造成此现象的主要原因可能是。（选填

下列选项的序号）

B

A.小车与平面轨道之间存在摩擦B.平面轨道倾斜角度过大

C.所挂钩码的总质量过大D.所用小车的质量过大

6.（2021.全国•高一课时练习）“用D/S（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系''的实

验装置如图甲所示.

位移传感器（发湾）位移传感器（接收器）

但国厂

轨道

由钩码

甲

（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持不变，用钩码所受的重力大小作为，

用D/S测小车的加速度。

（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出。-尸关系图像（如图

乙所示）。分析此图线OA段可得出的实验结论是。

（3）此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是（）

A.小车与轨道之间存在摩擦

B.导轨保持了水平状态

C.所挂钩码的总质量太大

D.所用小车的质量太大

三：考点过关精练

一、单选题

7.（2021•浙江浙江•高一月考）在探究“加速度与力、质量的关系”的实验中，采用的研究方法是（）

A.理想实验法B.替代法C.控制变量法D.类比法

8.（2021•江苏南京•高一月考）如图是用阻力补偿法“探究加速度与力的关系”的实验装置，小车的前端固定

有拉力传感器，跨过定滑轮的轻绳一端固定于传感器，另一端与装有祛码的托盘相连。实验中保持小车质

量不变，改变祛码的质量，测出绳中拉力大小F与相应的加速度大小”,作出a-F图像，下列图像中正确

的是（）

D.

9.（2021・全国•高一课时练习）如图（a）为“用DIS研究加速度和力的关系”的实验装置。某实验小组改变

所挂钩码的数量，多次重复测量，绘出如图（b）所示的图像。引起误差的主要原因是（）

n/(m/s2)

位移传感器（发射器）

位移传感器（接收器）

白钩码轨道

图(b)

图(a)

A.小车与轨道之间存在摩擦B.先点击“记录数据”，后释放小车

C.所挂钩码的总质量太大D.所用小车的质量太大

10.（2021.全国•高一课时练习）实验室用滑轮、小车、打点计时器、砂桶、细线、纸带等实验器材组成右

图所示实验装置可以完成多个力学实验，利用该装置进行如下实验时，以下说法正确的是（）

A.在“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影响

B.在“研究匀变速直线运动”时必须使砂和砂桶总质量远小于小车的质量

C.在“探究加速度a与小车质量M关系”时每次改变小车质量之后不需要要重新平衡摩擦力

D.在“探究加速度a与力F关系”时要调整滑轮高度使连接小车的细线水平

11.（2021・全国•高一课时练习）用如图所示的装置探究加速度与力的关系时，补偿阻力后，用槽码的重力

代替细线的拉力，通过分析可知，这种代替是有误差的。若槽码的质量，〃与小车质量M满足M=10，〃，槽

码牵引小车加速运动时，细线的拉力大小与槽码重力差值的绝对值为（重力加速度为g）（）

A.—mgB.-mgC.——MgD.—Mg

10111011

12.（2020•全国•高一课时练习）如图所示小车打点计时器一电池是某同学利用教材提供的方案进行“探究加

速度与力、质量的关系''实验时，正要打开夹子时的情况，某同学指出了实验时的几个错误，其说法不正确

的是（）

A.实验前没有平衡摩擦力

B.拉小车的细线应平行于水平桌面

C.实验电源应为交流电源

D.小车应靠近打点计时器且打点计时器应距左端较近

13.（2020.全国•高一课时练习）在做探究加速度与力、质量的关系的实验时，下列说法中错误的是（）

A.应使砂和小桶的总质量远小于小车和祛码的总质量，以减小实验误差

B.可以用天平测出小桶和砂的总质量〃〃，小车和祛码的总质量帆2,根据公式。=巧区求出小车的加速度

加2

C.处理实验数据时采用描点法画图象，是为了减小误差

D.处理实验数据时采用图象，是为了便于根据图线直观地作出判断

m

14.（2020・全国•高一课时练习）在用实验探究加速度和力、质量的关系时，下列关于实验的思路和数据分

析，不正确的是（）

A.实验的基本思想是：保持物体的质量不变，测量物体在不同力作用下的加速度，分析加速度与力的关系

B.实验的基本思想是：保持物体所受力相同，测量质量不同的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与

质量的关系

C.在处理实验数据中，以a为纵坐标，尸为横坐标，根据数据在坐标系中描点，若这些点在一条过原点的

直线上，说明。与F成正比

D.在处理实验数据时，以。为纵坐标，〃，为横坐标，根据数据在坐标系中描点，若这些点在一条过原点的

直线上，说明。与机成正比

二、多选题

15.（2021.全国.高一课时练习）在“验证牛顿运动定律”的实验中，保持小车的质量不变，改变所挂钩码的数

量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据在坐标纸上画出小尸关系的点迹，如下图所示。经

过分析，发现这些点迹存在一些问题，产生这些问题的主要原因可能是（）

^a/（m-s'2）

FN

A.轨道与水平方向夹角太小，或没有平衡摩擦力

B.轨道与水平方向夹角太大

C.所挂钩码的总质量太大，造成上部点迹有向下弯曲趋势

D.所用小车的质量太大，造成上部点迹有向下弯曲趋势

16.（2021.全国•高一课时练习）在“用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系”实验中，某组同学用如图所

示装置，将木板一端垫高，以补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力调节木板的倾斜度，使小车在不受

牵引时能拖动纸带沿木板匀速运动。他们采用控制变量的方法，来研究小车受的拉力不变的情况下，小车

的加速度与小车质量的关系。下列措施中不需要和不正确的是（）（选填字母代号）。

,车打点计时器

滑轮y---------尊一纸带

fl垫块

塑料桶□

77777777/77777777777777777777/7777-

A.每次改变小车的质量后，都需要重新调节木板的倾斜度

B.实验中通过增减小车中的重物来改变小车的质量

C.每次小车都必须从同一位置开始运动

D.实验中应先接通打点计时器的电源，然后再释放小车

17.（2020•河南・南阳市第四中学高一月考）在探究加速度与力、质量的关系实验中，关于小车所受的合力

叙述正确的是（）

A.小车所受的合力就是所挂小盘和祛码的重力

B.小车所受的合力的大小等于托盘和祛码通过细绳对小车施加的拉力

C.只有平衡摩擦力之后，小车所受合力才等于细绳对小车的拉力

D.只有平衡摩擦力之后，且当小车的质量远大于托盘和祛码的总质量时，小车所受合力的大小可认为等于

托盘和祛码的重力大小

18.（2019•安徽•合肥市第十中学高一月考）在“探究加速度与力、质量的关系''的实验中，下列做法正确的是

（）

A.在用打点计时器打纸带时，应该先接通打点计时器的电源，再放开小车

B.在探究加速度与质量的关系时，应该改变拉力F的大小

C.在探究加速度与质量的关系时，为了直观判断两者间的关系，应作出。-上图象

m

D.在探究加速度与力的关系时，作“一/图象应该用折线将所描的点依次连接

三、实验题

19.（2019・贵州•毕节市新时代教育咨询有限公司高一期末）某同学用如图所示的装置，分别验证“牛顿第二

定律,，及“，，机械能守恒定律，，，在装置中，气垫导轨上滑块的质量为〃（可以添加配重片），钩码的质量为“

两光电门中心的间距为3滑块通过两光电门记录的时间分别为△△和Ad当地的重力加速度为g。滑块上

固定一宽度为“的挡光片（挡光片、滑轮、细线绳的质量忽略不计），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。

与执导动光电门2光电门1挡光片

定滑轮工垫导轨n

,1L]।1

接气源

调节旋钮尸调节旋钮0

（1）实验中,光电门1、2记录的挡光时间分别为△八和加2,则小车经过光电门1时的速度为.

小车加速度的大小为

（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“与质量〃？（或M）的数据，用这些数据绘出的图像可能是图中的（)

（3）要用上述装置探究系统在运动中的机械能关系，滑块从光电门1运动到光电门2的过程中满足关系式

时（用已知量表示），系统机械能守恒。

（4）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（填“大”或“小”）。

20.（2021•全国•高一专题练习）某同学做“探究加速度与力、质量关系''的实验。如图所示是该同学探究小车

加速度与力的关系的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，

每次小车都从同一位置A由静止释放。

光电门

遮光条战车

白I重物BA

（1）实验时将小车从图示位置由静止释放，由光电门传感器测出遮光条通过光电门的时间加，设光电门遮

光条的宽度，/,则小车经过光电门时的速度为（用字母表示）。

（2）实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等，则重物的质量机与小车的质量M间应满

足的关系为o

（3）测出多组重物的质量，”和对应遮光条通过光电门的时间加，并算出相应小车经过光电门时的速度v,

通过描点作出卢一〃?线性图像（如图所示），从图线得到的结论是：在小车质量一定时，。

（4）某同学作出的卢一机线性图像不通过坐标原点，挂某一质量钩码时加速度仍为零，那么开始实验前他

应采取的做法是。

A.将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动

B.将不带滑轮的木板一端适当垫高，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

D.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加速运动

21.（2021.全国•高一课时练习）在研究作用力尸一定时，小车的加速度”与小车（含祛码）质量例的关系

时，某同学设计的实验步骤如下：

A.用天平称出小车和所挂槽码的质量

B.按图装好实验器材

C.把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂槽码

D.将电磁打点计时器接在6V电压的蓄电池上，接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点,

并在纸带上标明小车质量

E.保持所挂槽码的质量不变，增加小车上的祛码个数，并记录每次增加后的M值，重复上述实验

F.分析每条纸带，测量并计算出加速度的值

G.作小M关系图像，并由图像确定。与M的关系

（1）该同学漏掉的重要实验步骤是,该步骤应排在步骤之后。

（2）在上述步骤中，有错误的是步骤,应把___________改为。

（3）在上述步骤中，处理不恰当的是步骤,应把___________改为。

（4）仔细观察该同学安装的实验装置图，请改正以下三个实验器材的位置错误。

①电磁打点计时器的位置___________;

②小车位置___________；

③滑轮位置___________。

22.（2021・全国•高一课时练习）“探究加速度与力、质量的关系''的实验装置如图所示。

（1）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.本实验槽码B的质量应远大于小车A的质量

D.在用图像探究加速度与质量关系时，应作图像

叫

（2）某同学在实验中，打出的一条纸带如图所示，他选择了几个计时点作为计数点，相邻两计数点间还有

4个计时点没有标出,其中si=7.06cm、S2=7.68cm、S3=8.30cm,S4=8.92cm,已知交流电的频率为50Hz,

则纸带运动加速度的大小是m/s2-（保留两位有效数字）

（3）某同学将长木板右端适当垫高，其目的是。但他把长木板的右端垫得过高，使得倾角过

大。用。表示小车的加速度，尸表示细线作用于小车的拉力。他绘出的a-F关系图像是___________o

四：高分突破精练

23.（2021•江西省乐平中学高一开学考试）用图甲所示装置探究物体的加速度与力的关系。实验时保持小车

（含车中重物）的质量M不变，细线下端悬挂钩码的总重力作为小车受到的合力尸，用打点计时器测出小

车运动的加速度。。

单位:cm

细线小车少计时器4ABC~DE

@.7(Hj

<—~632-----~

,\,p.~纸带<匕吐10.87^77-

11长木板w---------10.36

甲乙

（1）关于实验操作，下列说法正确的是（）

A.实验前应调节滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行

B.平衡摩擦力时，在细线的下端悬挂钩码，使小车在线的拉力作用下能匀速下滑

C.每次改变小车所受的拉力后都要重新平衡摩擦力

D.实验时应先释放小车，后接通打点计时器电源

（2）图乙为实验中打出纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、

。、E,相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出，测出各计数点到A点间的距离。已知所用电源的频率

为50Hz,求打B点时小车的速度丫=m/s,小车的加速度m/s\（结果均保留二位有效数

字）

（3）改变细线下端钩码的个数，得到“-尸图象如图丙所示，造成图线上端弯曲的可能原因是不满足小车

总质量_____钩码总质量（填“远大于”或“远小于”）

24.（2021・全国•高一专题练习）在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时，采用如图所示的实验

装置，小车及车中的祛码质量用M表示，盘及盘中的祛码质量用，"表示，小车的加速度可由小车后拖动的

纸带上由打点计时器打出的点计算出。

（1）当M与机的大小关系满足时，才可以认为细线对小车的拉力大小等于盘和盘中祛码的总重力。

（2）一组同学在保持盘及盘中的祛码质量一定的情况下，探究加速度与小车质量的关系，以下做法正确的

是o

A.补偿阻力，应将盘及盘中的祛码用细线绕过定滑轮系在小车上

B.每次改变小车的质量时，不需要重新补偿阻力

C.实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源

（3）在保持小车及车中的祛码质量M一定，探究加速度与所受合外力的关系时，由于补偿阻力时操作不当,

两位同学得到的小尸关系图像分别如图甲、乙所示是小车的加速度，尸是细线作用于小车的拉力），其

原因分别是：

AQ

甲图：；

乙图：。

25.（2021・云南・丽江市教育科学研究所高一期末）当物体质量一定时，探究加速度与力的关系，某同学设

计了如图所示的实验装置。力传感器可测出轻绳的拉力。其中m为砂和砂桶的总质量，，如为滑轮的质量，

M为小车的质量。

（1）实验时，为了减小误差，（填"是''或"否"）需要使

（2）实验时，（填"是''或"否"）需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力。

（3）某同学根据实验数据作出了加速度a与力下的关系图象如图所示，图线不过坐标原点的原因是

26.（2021.全国•高一专题练习）“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示。

3口Hflfcr■打点计时器

•••92••••3f••••4•）

槽虱』\I3.523.683.84”

槽码盘\

（单位:cm）

甲乙

（1）在补偿小车受到的阻力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示。打点计时器打点的时间间隔为0.02s,

从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，测量并标出相邻计数点之间的距离，该小车的加速度

a-m/s2

(2)阻力得到补偿后，将5个相同的祛码都放在小车上。挂上祛码盘，然后每次从小车上取一个祛码添加

到祛码盘中，测量小车的加速度。小车的加速度”与祛码盘中祛码总重力尸的实验数据如下表：

祛码盘中祛码

0.1960.3920.5880.7840.980

总重力F/N

加速度

0.691.181.662.182.70

a1(m-s-2)

(3)本实验已正确补偿了阻力，根据提供的实验数据作出的图线不通过原点，主要原因是o

27.(2021・云南・景东彝族自治县第一中学高一期末)“探究加速度与力、质量的关系''的实验装置如图甲所示。

甲

乙

(1)在实验过程中，某小组同学打出了一条纸带如图乙所示。从比较清晰的点起，量出相邻计数点之间的

距离分别为XI、X2、X3、X4、X5、X6,两计数点时间间隔为兀则该小车的加速度的表达式用

(2)在探究尸关系中，该小组同学在完成相关实验操作步骤后，得到如下五组数据

祛码重力尸(N)0.1960.3920.5880.7840.980

加速度a(m/s2)0.691.181.662.182.70

根据表格上的实验数据作出的4-尸图线如图所示，你认为可能的原因是(填入相应的字母)。

F/N

—►

00.20.40.60.81.01.2

丙

A.实验中没有对小车平衡摩擦力

B.在对小车平衡摩擦力时，长木板倾角太大

C.计算重力时漏加祛码盘的重力

D.实验没有满足祛码及祛码盘质量远小于小车质量

28.(2021.内蒙古・乌拉特前旗第一中学高一期末)某实验小组欲探究“加速度与合力的关系”，为了更准确地

测出小车所受合力的情况，该小组将实验装置改装成了如图乙所示的装置，其具体操作步骤如下：

①按图乙所示安装好实验器材，木板放在水平桌面上，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；

②挂上钩码，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，根据纸带求出小车的加速度；

③改变钩码的数量，重复步骤②，求得小车在不同合力作用下的加速度。

乙

（i）对于上述实验，下列说法正确的是

A.实验过程中应保证小车的质量不变

B.钩码的质量应远小于小车的质量

C.与小车相连的细线与长木板一定要平行

D.弹簧测力计的读数应为钩码重力的一半

（2）由本实验得到的数据做出小车的加速度。与弹簧测力计的示数尸的关系图像应为；

（3）如图丙所示为某次实验的一条纸带，4、B、C、。、E、尸为连续取出的六个计数点，打出的每5个点

为一个计数点，所用电源的频率为50Hz。由于不小心，纸带间被扯断，因此实验小组只测出了计数点

AB和E尸间的距离，则由所测纸带数据可得小车运动的加速度大小为m/s2,并由此可计算出C。间的

距离应为__cm。（均保留两位小数）

。

45C£尸

..

•.・•

1.62cm4.02cm

29.（2021•全国•高一专题练习）现利用如图甲所示的装置探究“加速度与力的关系”，实验操作步骤如下:

电火花计时器小车

纸带——汇总了

/、ABCDE

,••••

长木板

甲乙

①按图甲安装好实验装置，取下托盘，调节长木板的倾角，从长木板左侧轻推小车，直到小车能带着纸带

匀速向右滑动；

②挂上托盘，在托盘中放入一个祛码，打开电火花计时器所接电源，将小车从长木板左侧由静止释放；

③保持小车总质量不变，更换纸带，同时在托盘中增加一个祛码，重复步骤②；

④通过打出的纸带测出小车运动的加速度”，测出托盘的质量，将托盘和祛码所受的总重力作为小车所受的

合力F:根据多次测量的结果作出a-F图像。

已知电源的频率为50Hz,回答下列问题.

（1）若某条纸带如图乙所示，A、B、C、。、E为5个计数点，每相邻2个计数点间有4个计时点未标出，

测得A、B间的距离为3.61cm,B、C间的距离为4.36cm,C、D间的距离为5.10cm,D、E间的距离为5.83cm»

则电火花计时器打C点时，小车的速度大小为m/s；小车沿长木板运动的加速度大小

，=m/s2o（结果均保留三位有效数字）

（2）若作出的图线如图丙所示，则图线上部分明显偏离直线的原因是托盘和祛码的质量之和没有

（选填“远小于'’或"远大于”）小车的质量。

30.（2021•广东•揭西县河婆中学高一期中）用图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律（交流电频率为50Hz）：

光滑小轮力传感器打点计时器

音桶长木板

甲

-cm

li川IIIIIII川I川IIIHIIIIIIII川I川ill川1川||川ihiiil川il川ill川I川ill川li川IIIIII川il

•••••••

ABCDEFG

乙

（1）如图乙所示是某同学通过实验得到的一条纸带，他在纸带上取A、B、C、D、E、F、G等7个计数点

（每相邻两个计数点之间还有4个点没有画出），将毫米刻度尺放在纸带上。根据图乙可知，打下E点时小

车的速度为m/s,小车的加速度为m/s2»（计算结果均保留两位有效数字）

（2）另一同学在该实验中得到如下一组实验数据（表中尸表示力传感器的读数，“表示小车的加速度）:

F/N0.1960.2940.3920.4900.588

a/m-s-20.250580.901.201.53

①请在图丙所示的坐标系中画出a-F图线；

②根据所作的图像分析，实验操作中存在的问题可能是

A.没有平衡摩擦力B.平衡摩擦力时木板倾角过小

C.小车质量太大D.砂桶和砂的质量太大

（3）上述实验中若没有传感器，我们往往用悬挂物的重力代替小车所受的拉力。请依据下述情况回答相应

问题：如图所示，放在光滑水平桌面上的物体机2,通过穿过定滑轮的绳和吊在桌面上的物体网相连。若不

满足〃与远大于机।,则释放后系统加速度的大小为a\=

31.（2021・全国•高一专题练习）某学习小组利用图甲装置探究质量一定时木块加速度与合力的关系。

木块打点

弹簧测力计计时器

仓

砂桶（含砂）

甲

（1）在尽可能减小测量误差的情况下，下列操作或应保证的条件正确的是

A.由于使用了弹簧测力计，不需要平衡摩擦力

B.跨过木块和滑轮的上、下两段轻绳都应调成水平状态

C.砂和砂桶的总质量可以接近木块的质量

D.应先释放木块，再接通电源使打点计时器正常工作

（2）同学们按正确操作进行实验，得到的一条点迹清晰的纸带如图乙所示（相邻两计数点间还有四个计时点

未画出），用毫米刻度尺量得数据如下：*=1.50cm,S2=2.27cm,S3=3.04cm,.%=3.82cm,S5=4.57cm,

.v6=5.36cm,已知打点计时器所接的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出木块的加速度大小为

m/s2（结果保留两位有效数字）。

（3）若木块的质量为M,当弹簧测力计的示数为F时，木块的加速度大小可表示为用。

32.（2021・广东•汕头市澄海中学高一月考）“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图（甲）

所示。

小车打点计时器

II

祛八Tr

祛码盘

（甲）

（1）常用的电磁打点计时器和电火花计时器，使用的都是（选填"直流电''或"交流电”）。

（2）在水平台面上组装好实验仪器后，某同学没有平衡摩擦力就直接做实验，描绘出的小车的加速度。与

小车所受的拉力厂的变化关系图像可能是。（填正确答案标号）

（3）某同学在实验中，打出的一条纸带如图（乙）所示，相邻两计数点的时间间隔为7,相邻两计数点间

的距离如图所示，那么打b点的瞬时速度大小是；纸带加速度的大小是（用题目

33.（2021.全国•高一专题练习）某实验小组用图甲所示装置探究加速度与力的关系。

纸带

ABCDE

卜L40，卜L89”卜2.41-卜2.89弓（单位:cm）

丙

丁

（1）关于该实验，下列说法正确的是

A.拉小车的细线要与木板平行

B.沙桶和沙的质量要远小于小车传感器的质量

C.平衡摩擦力时，需要用沙桶通过细线拉小车

D.平衡摩擦力时，纸带不要穿过打点计时器后连在小车上

（2）图乙中的两种穿纸带方法，你认为（填“左”或“右”）边的打点效果好；

（3）实验中得到一条如图丙所示的纸带，图中相邻两计数点间还有4个点未面出，打点计时器所用电源的

频率为50Hz。由图中实验数据可知，小车的加速度斫m/s2；（结果均保留两位有效数字）

（4）某同学根据测量数据作出的&F图象如图丁所示。该直线不过坐标原点的原因可能是。

34.（2021•全国•高一专题练习）为了探究物体质量一定时，加速度与力的关系，某同学设计了如图甲所示

的实验装置。其中小车质量为M，钩码质量为，力弹簧测力计可测出轻绳中的拉力大小，重力加速度为g,

实验时先平衡摩擦力。

（1）如图乙为某次实验得到的纸带，已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小

车的加速度大小为m/s2（结果保留两位有效数字）；

（2）在探究加速度与力的关系时，弹簧测力计的示数记为凡改变钩码的质量〃?，依次记录弹簧测力计的

示数尸并求出所对应的小车加速度大小a,则下图的四个a-F图象中能正确反映小车加速度«与弹簧测力计

（3）已知第（2）问中正确图象中的直线（或直线部分）的斜率大小为鼠则该小车的质量为一；

（4）若不断增大钩码的质量，则小车的加速度随之增大，但最大值将不会超过m/s2（g取10m/s2）

35.（2021•云南丽江•高一期末）图甲为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图，己知打点计时器的工作频率

为50Hz。砂和砂桶的总质量为胆，小车和祛码的总质量为实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对

小车拉力的大小。

祛码

戌小车车1*11*1"打点计时器

I-1

甲y桶UL

图甲

（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，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与

长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是（）

A.将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节川的大小，使

小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

B.将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时

器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

C.将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动

（2）实验中要进行质量机和M的选取，以下最合理的一组是（）

A.M=200g,“7=10g、15g、20g、25g、30g、40g

B.M=200g,〃?=20g、40g、60g>80g、100g、120g

C.M=400g,m=10g>15g、20g、25g、30g、40g

D.M=400g,〃?=20g、40g、60g、80g、100g、120g

（3）图乙是试验中得到的一条纸带，A、B、C、。、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之

间时间间隔为0.1s,则尸点的瞬时速度大小v尸m/s；小车的加速度用m/s2（结果均保留

2位有效数字）。

单位：cm

1.103095.1271091311.09

■-1

•，•1••••

Tr

BC