在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，小明同学作了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了用力传感器来测细线中的拉力。（1）关于该实验的操作，下列说法正确的是。A. 必须用天平测出砂和砂桶的质量 B. 不需要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量C. 应当先释放小车，再接通电源 D. 需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带（2）实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，打下点时速度大小为，小车运动的加速度大小是（计算结果保留三位有效数字）。（3）由实验得到小车的加速度与力传感器示数的关系如图丙所示，则小车与轨道的滑动摩擦力。

1. 在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，小明同学作了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了用力传感器来测细线中的拉力。

（1）关于该实验的操作，下列说法正确的是。

A. 必须用天平测出砂和砂桶的质量 B. 不需要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量

C. 应当先释放小车，再接通电源 D. 需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带

（2）实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为 $\text{[math]}$ ，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，打下 $\text{[math]}$ 点时速度大小为 $\text{[math]}$ ，小车运动的加速度大小是 $\text{[math]}$ （计算结果保留三位有效数字）。

（3）由实验得到小车的加速度 $\text{[math]}$ 与力传感器示数 $\text{[math]}$ 的关系如图丙所示，则小车与轨道的滑动摩擦力 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

【考点】

实验验证牛顿第二定律;

【答案】

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实验探究题普通

基础巩固

能力提升

变式训练

拓展培优

换一批

1. 某同学设计了如图甲所示的实验装置，探究当物体质量一定时，加速度与力的关系。力传感器可测出轻绳的拉力。

（1）若砂和砂桶的总质量为 $\text{[math]}$ ，小车的质量为 $\text{[math]}$ ，为了减小误差，（填“需要”或“不需要”）使 $\text{[math]}$ 。

（2）实验时，（填“需要”或“不需要”）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 $\text{[math]}$ 与力 $\text{[math]}$ 的关系图象，如图乙所示，图线不过坐标原点的原因可能是。

实验探究题容易

1. 某研究性学习小组利用气垫导轨验证牛顿第二定律，实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器将采集到的数据传送给计算机。滑块在细线的牵引下向左做加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到电压U随时间t变化的图像，如图乙所示。

（1）实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的Δt₁Δt₂（选填“＞”“＝”或“<”）时，说明气垫导轨已经水平。

（2）用螺旋测微器测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d＝mm。

（3）滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图像如图乙所示，若Δt₁、Δt₂和d已知，要对滑块和钩码组成的系统验证牛顿第二定律，还应测出两光电门间距离L和（写出物理量的名称及符号）。

（4）若上述物理量间满足关系式，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统满足牛顿第二定律。

实验探究题普通

2. 小蜀同学设计了一套探究加速度与力的关系的实验装置如图所示。质量均为 $\text{[math]}$ 、宽度均为 $\text{[math]}$ 的遮光插片可自由拼接（相邻插片紧密接触，不透光，每个插片与轨道间的滑动摩擦力相等）。足够长轨道上固定的光电门（不影响插片组通过）可记录插片组通过光电门的遮光时间。将10号插片用轻绳跨过光滑定滑轮与剩余9个插片连接，调节轨道角度至释放后插片组恰好可沿轨道匀速上滑（10号插片离地足够高，重力加速度为 $\text{[math]}$ ）。

（1）将左侧插片组上的1号片取下拼到右端的10号片下方，将9号插片右侧紧靠光电门处由静止释放，光电门记录插片组通过光电门的时间（遮光时间） $\text{[math]}$ ，则插片组该过程的加速度 $\text{[math]}$ m/s。（计算结果保留2位小数）。

（2）继续取下左侧插片组的2号片，将其继续拼到右端1号片下方，再次将9号插片右侧紧靠光电门处由静止释放，记录遮光时间 $\text{[math]}$ ，计算对应加速度 $\text{[math]}$ ；

（3）依次取下左侧遮光片拼到右侧遮光片下方，重复步骤（2）并计算出相应加速度 $\text{[math]}$ ；

（4）以右侧悬挂片的个数 $\text{[math]}$ 为纵坐标，对应加速度 $\text{[math]}$ 为横坐标，作 $\text{[math]}$ 图像，则下列图像正确的是；并写出 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的函数关系式：。

A.B.

C.D.

实验探究题普通

3. 用下列器材测量小车质量M，小车一端带有定滑轮的平直轨道、垫块、细线、打点计时器、纸带频率为50Hz的交流电源、直尺、6个槽码（每个槽码的质量均为m=10g）。

(1) 完成下列实验步骤中的填空：

i.按图甲安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着6个槽码。改变轨道的倾角，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列的点，表明小车沿倾斜轨道匀速下滑；

ii.保持轨道倾角不变，取下1个槽码（即细线下端悬挂5个槽码），让小车拖着纸带沿轨道下滑，根据纸带上打的点迹测出加速度a；

iii.依次减少细线下端悬挂的槽码数量，重复步骤ii；

iv.以取下槽码的总个数n（1≤n≤6）的倒数 $\text{[math]}$ 为横坐标， $\text{[math]}$ 为纵坐标，在坐标纸上作出 $\text{[math]}$ 关系图线。

(2) 已知重力加速大小g=9.8m/s² ，为了尽量减小实验的系统误差，请完成下列填空：

①下列说法正确的是；

A.接通电源后，再将小车从靠近打点计时器处释放

B.小车下滑时，位于定滑轮和小车之间的细线应始终跟倾斜轨道保持平行

C.为了减小实验误差，轨道一定要光滑

D.若细线下端悬挂着2个槽码，则小车在下滑过程中受到的合外力大小为4mg

②某次实验获得如图乙所示的纸带，相邻计数点间均有4个点未画出，纸带上所标单位为mm，则在打“5”点时小车的速度大小v₅=m/s，加速度大小a=m/s²。（结果均保留3位有效数字）

③测得 $\text{[math]}$ 关系图线的斜率为2.50 s²/ m，则小车的质量M=kg。（结果均保留3位有效数字）

实验探究题普通

1. 某同学在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，使用了如图甲所示的实验装置。保持小车质量不变，改变砂桶中砂的质量，小车的加速度a随其所受拉力F变化图线如图乙所示。对图线未经过原点O的原因分析，可能正确的是（　　）

A. 平衡小车所受阻力时木板右端垫得过高 B. 未将木板右端垫高以平衡小车所受阻力 C. 仅用桶中砂的重力来代替小车所受拉力F D. 小车质量未远大于砂和砂桶的总质量

多选题普通

2. 在探究“物体质量一定时，加速度与力的关系”的实验中，某同学做了如图所示的实验改进，用力传感器来测量细线中的拉力大小。实验改进后，下列说法正确的是（　　）

A. 力传感器的示数等于砂和砂桶的总重力 B. 相等时间内小车和沙桶速度改变量相等 C. 砂和砂桶的总质量需远小于小车质量 D. 本实验仍需要进行阻力补偿

单选题普通

3. 某物理课外小组通过如图甲、乙、丙所示的实验装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。已知他们使用的小车完全相同且质量为 $\text{[math]}$ ，重物的质量为 $\text{[math]}$ ，试回答下列问题：

（1）实验时，必须满足“ $\text{[math]}$ 远大于 $\text{[math]}$ ”的实验装置是（选填“甲”、“乙”或“丙”）

（2）按乙图实验装置得到如图丙所示的纸带，已知打点计时器打点的周期 $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 每相邻两个计数点之间还有4个点没有标出，根据纸带提供的数据，算得小车加速度的大小为 $\text{[math]}$ （计算结果保留两位有效数字）。

（3）采用（丙）图实验装置探究质量一定时加速度与力的关系的实验，以弹簧测力计的示数 $\text{[math]}$ 为横坐标，加速度 $\text{[math]}$ 为纵坐标，画出的 $\text{[math]}$ 图线是如图（丁）的一条直线。测出图线与横坐标的夹角为 $\text{[math]}$ ，求得图线的斜率为 $\text{[math]}$ ，则小车的质量为。

A. $\text{[math]}$ B. $\text{[math]}$ C. $\text{[math]}$ D. $\text{[math]}$

（4）采用（甲）图实验装置，把重物改成槽码，槽码总数 $\text{[math]}$ ，将 $\text{[math]}$ （依次取 $\text{[math]}$ ）个槽码挂在细线左端，其余 $\text{[math]}$ 个槽码仍留在小车内，重复前面的步骤，并得到相应的加速度 $\text{[math]}$ ，得到 $\text{[math]}$ 图线是过原点的直线，但实验时漏了平衡摩擦力这一步骤，下列说法正确的是。