（15分）某实验小组利用如图甲所示的装置，探究加速度与力的关系。

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1. （15分）某实验小组利用如图甲所示的装置，探究加速度与力的关系。

(1) 该实验过程中操作正确的是______。 A. 补偿阻力时小车不要连接纸带 B. 先接通打点计时器电源，后释放小车 C. 调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行

(2) 图乙为某同学在实验中打出的纸带，计时器打点频率为50 Hz，相邻两计数点间有四个点未画出，部分实验数据如图所示。求得小车的加速度是m/s²。（结果保留两位有效数字）

(3) 实验中根据得到的数据画出了a − F的图线，如图丙所示，从图中可以发现实验操作中存在的问题可能是______。

A. 补偿阻力时长木板的倾角偏大 B. 处理纸带时去除了开始密集的点 C. 砝码和砝码盘总质量没有远小于小车质量

(4) 如图丁所示，将原小车换成带有力传感器的、等质量的小车，细线拉力F的大小可以从力传感器获得。从理论上分析，实验得到的a − F图线的斜率与（3）相比，将（选填“变大”、“变小”或“不变”），理由是。

【考点】

探究加速度与力、质量的关系; 实验验证牛顿第二定律;

【答案】

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实验探究题普通

1. 某实验小组用如图a所示装置探究加速度与力、质量的关系，水平轨道上安装两个光电门1、2，它们的中心距离用L表示，滑块上的遮光条宽度很窄，滑块上装有力传感器，滑块、遮光条和力传感器总质量为M，细线一端与力传感器连接，另一端跨过滑轮挂上砂桶后悬挂固定。实验步骤如下：

(1) 实验前，接通气源，将滑块置于气垫导轨上（不挂砂桶），轻推滑块，滑块先后经过光电门1、2.若数字计时器显示遮光条通过光电门1的遮光时间比通过光电门2的遮光时间短，则要将气垫导轨右侧适当（填“调低”或“调高”），直至遮光时间相等。

(2) 实验中某同学为了精确测量加速度，连接好如图所示装置后，固定光电门2的位置，每次使滑块从同一位置释放，不断改变光电门1的位置进行多次测量，依次从光电门计时器读取出遮光片从光电门1至2的时间（用t表示）。操作过程中砂桶总质量不变，数据处理后作出函数图象，如图b、另外，从力传感器读取出示数F。请问：

i.实验（填“需要”或“不需要”）满足砂和砂桶的总质量远小于滑块、力传感器和遮光片；若滑轮有一定摩擦阻力，对实验的探究（填“有”或“没有”）影响。

ii.写出图b中直线的函数关系式（用L、t、a、v₂表示，a和v₂分别为滑块的加速度及它经过光电门2的速度）。

(3) 改变砂桶的质量，重复（2）得到对应的加速度和力，得到6组数据后，描点作图，发现a—F图在误差允许的范围内是正比例图线。如图c，图线的斜率应是___________。 A. $\text{[math]}$ B. $\text{[math]}$ C. $\text{[math]}$

实验探究题普通

2. 某同学用如图所示的装置进行“探究加速度与力、质量的关系”的实验。

（1）下列说法正确的是。

A．本实验还需要天平、秒表

B．和小车相连的细线与长木板不一定要平行

C．应该先释放小车，再接通电源

D．平衡摩擦的目的是为了使小车加速运动时所受合力的大小等于细线拉力的大小

（2）某次实验得到的纸带如图所示，每两个计数点间有四个点未画出．已知实验所用电源的频率为 $\text{[math]}$ 。

根据纸带可求出小车的加速度大小为 $\text{[math]}$ ，打点计时器打 $\text{[math]}$ 点时小车的速度为 $\text{[math]}$ 。（结果均保留两位有效数字）

（3）该同学在探究“加速度与质量的关系”时，保持小吊盘及盘中砝码的总质量 $\text{[math]}$ 不变，通过改变小车中的重物来改变小车的质量 $\text{[math]}$ ，分别测出小车相应的加速度。为了通过图像直观地判断小车的加速度 $\text{[math]}$ 与质量 $\text{[math]}$ 之间是否成反比，应该做出 $\text{[math]}$ 与的图像。

（4）该同学在“探究加速度与力的关系”时，首先平衡了小车所受的摩擦力，然后保持小车的质量 $\text{[math]}$ 不变，改变小吊盘中砝码数量来改变细线对小车的拉力。小吊盘及盘中砝码的总质量用 $\text{[math]}$ 表示。若该同学在实验中逐渐增加盘中砝码的数量，直到 $\text{[math]}$ 。实验中他操作过程规范，并正确测量获得实验数据，则图所示图像能正确反映小车的加速度 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 之间关系的是。

A．B．

C．D．

实验探究题普通

3. 某小组探究物体加速度与其所受合外力的关系。实验装置如图（a）所示，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定一遮光片，细线一端与小车连接，另一端跨过定滑轮挂上钩码。

（1）实验前调节轨道右端滑轮高度，使细线与轨道平行。再适当垫高轨道左端的目的是。

（2）小车（包括遮光片）的质量为 $\text{[math]}$ 。利用光电门系统测出不同钩码质量m时小车加速度a。钩码所受重力记为F，作出 $\text{[math]}$ 图像，如图（b）中图线甲所示。

（3）由图线甲可知，F较小时，a与F成正比；F较大时，a与F不成正比。为了进一步探究，将小车（包括遮光片）的质量增加至 $\text{[math]}$ ，重复步骤

（4）测量过程，作出 $\text{[math]}$ 图像，如图（b）中图线乙所示。与图线甲相比，图线乙的线性区间（填“较大”、“较小”或“相同”）。

（5）再将小车（包括遮光片）的质量增加至 $\text{[math]}$ ，重复步骤（4）的测量过程，作出 $\text{[math]}$ 图像，如图（b）中图线丙所示。

（6）根据以上实验结果猜想和推断：小车（包括遮光片）的质量M钩码质量m时（填“远大于”、“远小于”），a与F成正比；不满足这个条件时， $\text{[math]}$ 图像的轨线斜率 $\text{[math]}$ ，k会随着钩码质量m的增大而（填“变大”、“变小”或“不变”）。

实验探究题普通