【淘寶店鋪：向陽百分百】【淘寶店鋪：向陽百分百】第九天實驗：探究加速度與力、質量的關系1、\o"驗證加速度與力成正比的實驗步驟、數據處理與誤差分析"驗證加速度與力成正比的實驗步驟、數據處理與誤差分析；2、\o"驗證加速度與力成正比的實驗步驟、數據處理與誤差分析"驗證加速度與力成正比的實驗步驟、數據處理與誤差分析；3、驗證牛頓第二定律實驗圖像的解讀；4、驗證牛頓第二定律實驗方法的改進。常考考點真題舉例\o"驗證加速度與力成正比的實驗步驟、數據處理與誤差分析"驗證加速度與力成正比的實驗步驟、數據處理與誤差分析2022·山東·高考真題\o"驗證加速度與質量成反比的實驗步驟、數據處理與誤差分析"驗證加速度與質量成反比的實驗步驟、數據處理與誤差分析2013·天津·高考真題\o"驗證加速度與質量成反比的實驗步驟、數據處理與誤差分析"驗證加速度與質量成反比的實驗步驟、數據處理與誤差分析2021·北京·高考真題\o"驗證牛頓第二定律實驗方法的改進"驗證牛頓第二定律實驗方法的改進2021·湖南·高考真題\o"驗證牛頓第二定律實驗圖像的解讀"驗證牛頓第二定律實驗圖像的解讀2020·北京·高考真題知識點1：探究加速度與力、質量的關系【實驗目的】探究加速度與力、質量的關系；掌握利用實驗數據制作圖像分析數據的方法；學會運用控制變量法探究物理規律。【實驗原理】保持小車質量不變，通過改變槽碼的個數改變小車所受的拉力。小車所受的拉力可認為與槽碼所受的重力相等。測得不同拉力下小車運動的加速度，探究加速度與力的關系。保持小車所受的拉力不變，通過在小車上增加重物改變小車的質量。測得不同質量的小車在這個拉力下運動的加速度，探究加速度與質量的關系。【實驗器材】小車、打點計時器、紙帶、刻度尺、天平、砝碼、槽碼、一端帶有滑輪的長木板、細線等【實驗裝置圖】【實驗測量的物理量】小車的質量（可以用天平測量質量）；加速度的測量（法1：小車做初速度為零的勻加速直線運動，則可用刻度尺測量位移x和秒表測量時間t，然后由公式a=(2x)/t2算出加速度；法2：將打點計時器的紙帶連在小車上，根據紙帶上打出的點來測量加速度；法3：因為我們探究的是加速度與其他物理量之間的比例關系，因此測量不同情況下物體加速度的比值，測出兩個初速度為零的勻加速運動在相同時間內發生的位移x1、x2，位移之比就是加速度之比x1/x2=a1/a2）力的測量：平衡摩擦力并滿足重物的質量遠小于小車的質量時，可以用細繩所掛重物的重力代替小車所受的合外力。【數據步驟】①用天平測出小車和槽碼的質量。②按照上面實驗裝置圖安裝好實驗裝置，小車不洗細繩，安裝紙帶。③平衡摩擦力（方法：在長木板無滑輪一端抬高，移動墊木位置到打點計時器正常工作在紙帶上所打的點出現相鄰點間距相等的現象時停止，固定好位置，如下圖所示。目的：使重力的分力與摩擦力平衡，讓細繩拉小車的力等于小車所受的合外力）④把細線系在小車上并繞過滑輪懸掛槽碼，將車拉到打點計時器附近。⑤先打開計時器電源，再釋放小車，得到紙帶并在紙帶上標記號碼，記下槽碼的重量。⑥改變槽碼的重量，重復以上的步驟幾次。⑦控制槽碼質量不變，改變小車質量，再測幾組數據。⑧設計表格，記錄實驗數據，表格形式如下：【實驗數據處理】探究加速度與力的關系，以加速度為縱坐標，力為橫坐標建立直角坐標系，根據以上實驗數據在圖上描點，并用光滑的直線將點連接起來，如下圖所示：探究加速度與質量的關系，以加速度為縱坐標，質量為橫坐標建立直角坐標系，根據以上實驗數據在圖上描點，并用光滑的曲線將點連接起來，如下圖所示：由于上圖為雙曲線，說明加速度與質量成反比，可用加速度為縱坐標，質量的倒數為橫坐標作圖，如下圖所示：【實驗結論】保持物體質量M不變時，物體的加速度a與所受力F成正比.。保持力F不變時，物體的加速度a與質量M成反比。【實驗注意事項】打點前小車應靠近打點計時器且應先接通電源后釋放小車；在平衡摩擦力時，不要懸掛槽盤，但小車應連著紙帶且接通電源。改變槽碼的質量的過程中，要始終保證槽碼的質量遠小于小車的質量。作圖時應使所作的直線通過盡可能多的點，不在直線上的點也要盡可能的對稱分布在直線的兩側，但若遇到個別偏離較遠的點可舍去。【誤差分析】平衡摩擦力操作不當，將有以下兩種情況出現：斜面傾角太小，平衡摩擦力不足，加速度與力、質量的倒數的圖像如下圖所示：斜面傾角太大，平衡摩擦力過度，加速度與力、質量的倒數的圖像如下圖所示：槽碼的質量不能遠小于小車的質量，即所掛槽碼的質量太大時，加速度與力的圖像中曲線的斜率會不斷減小，如下圖所示：分析：由mg-Ma=ma,由此可得,只有在<<M時，才有F≈mg。，則m越大時，其差值也越大。質量測量、長度測量中也存在偶然誤差，可通過多次測量取平均值的方法來減小誤差。作圖時存在誤差。【實驗改進】利用氣墊導軌進行實驗，實驗裝置圖如下：利用彈簧測量計或者力傳感器直接測量合外力的大小，加速度可由紙帶上的點計算得出，合外力由彈簧測力計測出來。實驗裝置圖如下：利用光電門測量加速度，利用光電門測出滑塊通過G1、G2的速度v1、v2，根據v12-v22=2ax求出加速度。實驗裝置圖如下：利用位移傳感器測位移，測出兩個初速度為零的勻加速直線運動在相同時間內發生的位移x1、x2,則位移之比等于加速度之比,即。實驗裝置圖如下：氣墊導軌代替長木板，無需平衡摩擦力；光電門可以測量瞬時速度，進而通過位移可測量加速度；利用彈簧測力計或者力傳感器時不必保證槽碼的質量遠大于小車的質量。1．（2022·山東·統考高考真題）在天宮課堂中、我國航天員演示了利用牛頓第二定律測量物體質量的實驗。受此啟發。某同學利用氣墊導軌、力傳感器、無線加速度傳感器、輕彈簧和待測物體等器材設計了測量物體質量的實驗，如圖甲所示。主要步驟如下：①將力傳感器固定在氣墊導軌左端支架上，加速度傳感器固定在滑塊上；②接通氣源。放上滑塊。調平氣墊導軌；③將彈簧左端連接力傳感器，右端連接滑塊。彈簧處于原長時滑塊左端位于O點。A點到O點的距離為5.00cm，拉動滑塊使其左端處于A點，由靜止釋放并開始計時；④計算機采集獲取數據，得到滑塊所受彈力F、加速度a隨時間t變化的圖像，部分圖像如圖乙所示。回答以下問題（結果均保留兩位有效數字）：（1）彈簧的勁度系數為N/m。（2）該同學從圖乙中提取某些時刻F與a的數據，畫出a—F圖像如圖丙中I所示，由此可得滑塊與加速度傳感器的總質量為kg。（3）該同學在滑塊上增加待測物體，重復上述實驗步驟，在圖丙中畫出新的a—F圖像Ⅱ，則待測物體的質量為kg。【答案】120.200.13【詳解】（1）[1]由題知，彈簧處于原長時滑塊左端位于O點，A點到O點的距離為5.00cm。拉動滑塊使其左端處于A點，由靜止釋放并開始計時。結合圖乙的F—t圖有x=5.00cm，F=0.610N根據胡克定律計算出k≈12N/m（2）[2]根據牛頓第二定律有F=ma則a—F圖像的斜率為滑塊與加速度傳感器的總質量的倒數，根據圖丙中I，則有則滑塊與加速度傳感器的總質量為m=0.20kg（3）[3]滑塊上增加待測物體，同理，根據圖丙中II，則有則滑塊、待測物體與加速度傳感器的總質量為m′≈0.33kg則待測物體的質量為m=m′-m=0.13kg2．（2013·天津·高考真題）某實驗小組利用圖示的裝置探究加速度與力、質量的關系。（1）下列做法正確的是()A．調節滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行B．在調節木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴在木塊上C．實驗時，先放開木塊再接通打點計時器的電源D．通過增減木塊上的砝碼改變質量時，不需要重新調節木板傾斜度（2）為使砝碼桶及桶內砝碼的總重力在數值上近似等于木塊運動時受到的拉力，應滿足的條件是砝碼桶及桶內砝碼的總質量木塊和木塊上砝碼的總質量．（填“遠大于”、“遠小于”或“近似等于“）（3）甲、乙兩同學在同一實驗室，各取一套圖示的裝置放在水平桌面上，木塊上均不放砝碼，在沒有平衡摩擦力的情況下，研究加速度a與拉力F的關系，分別得到圖中甲、乙兩條直線．設甲、乙用的木塊質量分別為m甲、m乙，甲、乙用的木塊與木板間的動摩擦因數分別為μ甲、μ乙，由圖可知，m甲m乙，μ甲μ乙。（填“大于”、“小于”或“等于”）【答案】AD遠小于小于大于【詳解】（1）[1]A．為了保證滑塊受到的繩子拉力是恒力，需要調節滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行，A正確；B．在調節木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，不能將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴木塊上，B錯誤；C．實驗時，先接通打點計時器的電源再放開木塊，C錯誤；D．平衡摩擦力后，每次改變木塊上的砝碼質量時，只要保持傾角不變，不需要重新調節木板傾斜度，D正確。故選AD；（2）[2]為了保證在改變木塊上的砝碼質量時，木塊所受的拉力近似不變，以木塊和木塊上砝碼為對象，根據牛頓第二定律可得以砝碼桶及桶內砝碼為對象，根據牛頓第二定律可得聯立可得可知在改變時，為了使繩子拉力幾乎等于砝碼桶及桶內砝碼總重力，需要砝碼桶及桶內砝碼的總質量遠小于木塊和木塊上砝碼的總質量；（3）[3][4]根據牛頓第二定律可得解得由圖像的斜率和縱軸截距大小關系可得可知小于，大于。3．（2021·北京·高考真題）物理實驗一般都涉及實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、數據分析等。例如：（1）實驗儀器。用游標卡尺測某金屬管的內徑，示數如圖1所示。則該金屬管的內徑為mm。（2）數據分析。打點計時器在隨物體做勻變速直線運動的紙帶上打點，其中一部分如圖2所示，B、C、D為紙帶上標出的連續3個計數點，相鄰計數點之間還有4個計時點沒有標出。打點計時器接在頻率為50Hz的交流電源上。則打C點時，紙帶運動的速度vC=m/s（結果保留小數點后兩位）。（3）實驗原理。圖3為“探究加速度與力的關系”的實驗裝置示意圖。認為桶和砂所受的重力等于使小車做勻加速直線運動的合力。實驗中平衡了摩擦力后，要求桶和砂的總質量m比小車質量M小得多。請分析說明這個要求的理由。()【答案】31.40.44見解析【詳解】（1）[1]根據游標卡尺的讀數規則有（2）[2]每隔4個點取一個點作為計數點，故兩計數點間有5個間隔；故兩點間的時間間隔為勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，則有（3）[3]設繩的拉力為T，小車運動的加速度為a。對桶和砂，有對小車，有得小車受到細繩的拉力T等于小車受到的合力F，即可見，只有桶和砂的總質量m比小車質量M小得多時，才能認為桶和砂所受的重力mg等于使小車做勻加速直線運動的合力F。4．（2021·湖南·高考真題）某實驗小組利用圖（a）所示裝置探究加速度與物體所受合外力的關系。主要實驗步驟如下：（1）用游標卡尺測量墊塊厚度，示數如圖（b）所示，；（2）接通氣泵，將滑塊輕放在氣墊導軌上，調節導軌至水平；（3）在右支點下放一墊塊，改變氣墊導軌的傾斜角度；（4）在氣墊導軌合適位置釋放滑塊，記錄墊塊個數和滑塊對應的加速度；（5）在右支點下增加墊塊個數（墊塊完全相同），重復步驟（4），記錄數據如下表：1234560.0870.1800.2600.4250.519根據表中數據在圖（c）上描點，繪制圖線。如果表中缺少的第4組數據是正確的，其應該是（保留三位有效數字）。【答案】1.020.342【詳解】（1）[1]墊塊的厚度為h=1cm+2×0.1mm=1.02cm（5）[2]繪制圖線如圖；[3]根據可知a與n成正比關系，則根據圖像可知，斜率解得a=0.342m/s25．（2020·北京·統考高考真題）在“探究加速度與物體受力、物體質量的關系”實驗中，做如下探究：（1）為猜想加速度與質量的關系，可利用圖1所示裝置進行對比實驗。兩小車放在水平板上，前端通過鉤碼牽引，后端各系一條細線，用板擦把兩條細線按在桌上，使小車靜止。抬起板擦，小車同時運動，一段時間后按下板擦，小車同時停下。對比兩小車的位移，可知加速度與質量大致成反比。關于實驗條件，下列正確的是：(選填選項前的字母)。A．小車質量相同，鉤碼質量不同B．小車質量不同，鉤碼質量相同C．小車質量不同，鉤碼質量不同（2）某同學為了定量驗證(1)中得到的初步關系，設計實驗并得到小車加速度與質量的7組實驗數據，如下表所示。在圖2所示的坐標紙上已經描好了6組數據點，請將余下的一組數據描在坐標紙上，并作出圖像。次數12345670.620.560.480.400.350.290.330.400.500.711.00（3）在探究加速度與力的關系實驗之前，需要思考如何測“力”。請在圖3中畫出小車受力的示意圖。為了簡化“力”的測量，下列說法正確的是：（選填選項前的字母）。A．使小車沿傾角合適的斜面運動，小車受力可等效為只受繩的拉力B．若斜面傾角過大，小車所受合力將小于繩的拉力C．無論小車運動的加速度多大，砂和桶的重力都等于繩的拉力D．讓小車的運動趨近與勻速運動，砂和桶的重力才近似等于繩的拉力【答案】BAD【詳解】（1）[1]為了探究加速度與質量的關系，必須控制小車所受拉力相同，而讓小車的質量不同，所以鉤碼質量相同，故B正確。（2）[2]數據描點和圖像如圖所示（3）[3]A．使小車沿傾角合適的斜面運動，小車所受重力沿斜面的分力剛好等于小車所受的摩擦力，則小車受力可等效為只受繩的拉力，故A正確；B．若斜面傾角過大，重力沿斜面的分力大于摩擦力，小車所受合力將大于繩的拉力，不利于簡化“力”的測量，故B錯誤；C．由牛頓第二定律可知，無論小車運動的加速度多大，砂和桶的重力都大于繩的拉力，故C錯誤D．當小車的運動為勻速時，由平衡可知，砂和桶的重力近似等于繩的拉力，故D正確；故選AD。1．（2023上·廣東深圳·高一校考階段練習）某實驗小組用圖1所示的實驗裝置探究加速度與物體受力的關系。在一端帶有光滑定滑輪的水平長木板（下方附有標尺）上放一個物體A，可以通過A下面的白色小三角確定其位置，另一個物體B放置在與長木板相接的斜面上，A、B之間用跨過定滑輪的細線連接，在細線中間接入一個輕質彈簧測力計，用B來牽引A使之運動，通過頻閃照相的方法記錄下物體A在不同時刻的位置及測力計的示數。改變斜面傾角θ即可改變細線對A的拉力F。（1）進行實驗操作時，物體B的質量（選填“需要”或“不需要”）遠小于A的質量。（2）如圖2為頻閃相機閃光頻率為20Hz時得到的物體A運動的部分照片，則其運動的加速度為（結果保留三位有效數字）。（3）某同學把長木板的一端墊高，通過調整傾角，使物體A恰沿長木板勻速運動。此后改變物體B下方斜面的傾角θ進行多次實驗，他發現：物體A的加速度正比于彈簧測力計的示數。對上述實驗過程，以下說法正確的是。A．調整長木板的傾角時，必須用物體B牽引物體A運動B．實驗過程需要保持物體A、滑輪間的細線與長木板平行C．物體A加速運動時，彈簧測力計示數大于物體A所受的合力（4）在長木板始終保持水平的條件下，改變斜面傾角θ，在B物體帶動下讀出彈簧測力計的示數F，并計算對應A物體的加速度a，得到a-F圖像如圖3，若要求B與斜面之間的動摩擦因數μ，那么還需要測量兩個物理量：和。【答案】不需要B物體B的質量斜面的傾角【詳解】（1）[1]由于細繩的拉力可以由彈簧測力計測出，所以物體B的質量不需要遠小于A的質量。（2）[2]根據圖2可知，，，，所以解得物體A運動的加速度為（3）[3]A．把長木板的一端墊高，通過調整傾角，使物體A恰沿長木板勻速運動，是為了平衡摩擦力，平衡摩擦力時，不用物體B牽引物體A運動，故A錯誤；B．實驗過程需要保持物體A、滑輪間的細線與長木板平行，這樣才能保證細繩對A的拉力恒定，故B正確；C．物體A加速運動時，彈簧測力計示數等于物體A所受的合力，故C錯誤。故選B。（4）[4][5]對物體B進行受力分析，根據牛頓第二定律得解得所以求B與斜面之間的動摩擦因數μ，那么還需要測量兩個物理量是物體B的質量和斜面的傾角。2．（2022上·廣西百色·高一統考期末）為了探究小車加速度與合力的關系，小明同學設計了如圖甲所示的實驗裝置來測量。實驗步驟如下：

①在水平桌面安裝實驗器材，接通打點計時器電源，然后釋放小車；②砂桶下落過程中快速讀出彈簧測力計讀數F；③改變砂桶中砂的質量，換用新的紙帶重復多次實驗；④計算出不同紙帶對應的加速度值；⑤用描點法作出圖像。

（1）實驗得到的圖像如圖乙所示，經檢查發現測量、計算與作圖都無誤。以下選項中圖線不過原點O的原因是；

A．小車的質量太大B．小車與平板之間、紙帶與限位孔之間摩擦阻礙小車的運動C．砂桶及砂的質量較小，繩子給小車的拉力不夠本實驗操作過程缺少一個重要的實驗步驟是。（2）實驗時，必須要保證砂和砂桶的質量遠小于小車的質量嗎？。（選填“必須”或“不必”）（3）其中一次實驗打出紙帶的一部分如圖丙所示。已知打點計時器所用交流電的頻率為50Hz，紙帶上標出的每兩個相鄰計數點之間還有四個點未畫出。打出第5點時小車的速度大小為m/s，充分利用所給數據，可求出小車的加速度為（計算結果和a均保留3位有效數字）。

【答案】B平衡摩擦力不必0.8112.00【詳解】（1）[1]本實驗探究小車加速度與合力的關系，實驗得到的圖像與橫軸有交點，說明拉小車的力達到一定程度，小車的加速度才不為0，可知小車與平板之間、紙帶與限位孔之間摩擦阻礙小車的運動，故B正確，AC錯誤。故選B。[2]實驗步驟缺少平衡摩擦力，小車與平板、紙帶與限位孔間的摩擦阻礙小車的運動，將平板的右端適當墊高以平衡摩擦力。（2）[3]木塊受到的拉力可由彈簧測力計讀出，故不需要保證砂和砂桶的質量m遠小于木塊的質量M。（3）[4]已知電磁打點計時器打點頻率為50Hz，且相鄰兩個計數點間還有4個點沒有畫出，打F點時小車的速度大小等于打E、G兩點之間小車的平均速度大小，即[5]由逐差法求加速度得3．（2023下·浙江嘉興·高一平湖市當湖高級中學校聯考期中）在探究物體質量一定時加速度與力的關系實驗中，小明同學做了如圖甲所示的實驗改進，在調節桌面水平后，添加了力傳感器來測細線中的拉力。（1）實驗時，下列操作或說法正確的是。A．需要用天平測出砂和砂桶的總質量B．小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄拉力傳感器的示數C．選用電磁打點計時器比選用電火花計時器實驗誤差小D．為減小誤差，實驗中一定要保證砂和砂桶的質量遠小于小車的質量（2）實驗得到如圖乙紙帶，已知打點計時器使用的交流電源的頻率為50Hz，相鄰兩計數點之間還有四個點未畫出，由圖中的數據可知，小車運動的加速度大小是m/s2。（結果保留三位有效數字）（3）由實驗得到小車的加速度a與力傳感器示數F的關系如圖丙所示。則圖像不過原點的主要原因是。【答案】B2.40未補償阻力（未平衡摩擦力）【詳解】（1）[1]A．實驗裝置中有拉力傳感器，不需要用天平測出砂和砂桶的總質量。故A錯誤；B．小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄拉力傳感器的示數。故B正確；C．選用電磁打點計時器，振針與紙帶之間的阻力較大會影響物體運動，因而比選用電火花計時器實驗誤差大。故C錯誤；D．因為有拉力傳感器，可以準確得出小車上的拉力。因而砂和砂桶的質量遠小于小車的質量是沒有必要的。故D錯誤。故選B。（2）[2]根據逐差法可得小車運動加速度大小是（3）[3]由圖像可知，拉力傳感器有示數，說明小車受到拉力作用，但加速度為0，主要是受到摩擦力的作用。則圖像不過原點的主要原因是未平衡摩擦力。4．（2022上·安徽蕪湖·高一安徽師范大學附屬中學校考階段練習）如圖所示為“探究加速度與物體受力和質量的關系”實驗裝置圖。圖中A為小車，B為裝有砝碼的小盤，C為一端帶有定滑輪的長木板，小車通過紙帶與打點計時器相連。小車的質量為，小盤（及砝碼）的質量為。（1）關于本實驗，下列說法正確的是；A．每次改變小車質量時，應重新平衡摩擦力B．實驗時應先釋放小車后接通電源C．本實驗應遠大于D．在用圖像探究加速度與質量關系時，應用圖像（2）圖是在實驗中得到的一條紙帶，圖中相鄰兩計數點的時間間隔為0.1s，由圖中的數據可算得，打點計時器打下D點速度m/s，小車的加速度。（保留兩位有效數字）（3）某同學平衡好摩擦阻力后，在保持小車質量不變的情況下，通過多次改變砝碼重力，作出小車加速度a與砝碼重力F的關系圖像如圖所示。若牛頓第二定律成立，則小車的質量為kg；【答案】D0.120.202【詳解】（1）[1]A．平衡摩擦力，假設木板傾角為θ，則有m約掉了，故不需要重新平衡摩擦力，故A錯誤；B．實驗時應先接通電源后釋放小車，故B錯誤；C．根據牛頓第二定律得，對m2對m1解得則本實驗m2應遠小于m1，故C錯誤；D．由于當F一定時，a與成正比，所以要畫出圖像。故選D。（2）[2]打點計時器打下D點速度[3]由逐差法得（3）[4]平衡好摩擦阻力后，對小車由牛頓第二定律故圖像的斜率為，則小車的質量為5．（2023上·遼寧葫蘆島·高一校考期末）用如圖甲所示的裝置探究加速度、力和質量的關系，帶滑輪的長木板水平放置，彈簧測力計固定在墻上。木塊上固定一定滑輪，細繩通過滑輪連接彈簧測力計和砂桶，以彈簧測力計示數的兩倍作為木塊受到的合力。回答下列問題：（1）該實驗裝置考慮木塊受到的摩擦力。A．不需要

B．需要（2）砂桶及砂的質量遠小于木塊的質量。A．不需要滿足

B．需要滿足（3）利用打點頻率為50Hz的打點計時器，得到的一條紙帶如圖乙所示。（圖中每兩個計數點間還有四個點未畫出，結果均保留三位有效數字）①AC段的長度為cm；②打B點時木塊的速度大小為m/s；③木塊運動的加速度大小為。（4）在水平桌面上，改用不同的木塊進行實驗，木塊上均不放砝碼，在沒有平衡摩擦力的情況下，研究加速度a與拉力（兩根繩的合力）F的關系，分別得到如圖丙所示的A、B兩條直線，設A、B圖線對應木塊的質量分別為、，A、B圖線對應的木塊與木板間的動摩擦因數，由圖可知，。（均填“大于”、“小于”或“等于”）【答案】BA2.400.1200.425大于小于【詳解】（1）[1]本實驗通過測力計測出木塊受到的合外力，需要先平衡摩擦力，即需要考慮木塊受到的摩擦力。故選B。（2）[2]本實驗通過測力計測出木塊受到的合外力，并不需要用砂桶及砂的重力代替，故砂桶及砂的質量不需要遠小于木塊的質量。故選A。（3）①[3]由圖可知AC段的長度為2.40cm；②[4]每兩個計數點間還有四個點未畫出，則相鄰計數點時間間隔為打B點時木塊的速度大小為③[5]根據逐差法木塊運動的加速度大小為（4）[6][7]根據牛頓第二定律可得結合圖像，A的斜率更大，則A的質量較小，A的截距較大，則較大。6．（2023上·湖南長沙·高一校考期末）如圖所示為“探究加速度與物體所受合外力關系”的實驗裝置圖。圖中小車A的質量為M，連接在小車后的紙帶穿過電火花打點計時器B，它們均置于水平放置一端帶有定滑輪且足夠長的木板上，重物P的質量為m，C為測力傳感器，實驗時改變P的質量，可以讀出測力器不同讀數F，不計繩與滑輪的摩擦。（1）實驗過程中，（填“需要”或“不需要”）滿足。（2）接通打點計時器的電源，然后釋放小車，得到如圖乙所示的紙帶．已知打點計時器打點的周期T=0.02s，其中A、B、C、D、E每相鄰兩個計數點之間還有4個點沒有標出，根據紙帶提供的數據，計算小車加速度的表達式為a=（用題和圖中物理量符號表示），算得小車加速度的大小為。（計算結果保留兩位有效數字）（3）某同學將長木板左端適當墊高，其目的是為了平衡摩擦力，但他把長木板的左端墊得高度不足，使得傾角過小。用a表示小車的加速度，F表示細線作用于小車的拉力。則他繪出的a－F關系圖像是。A．

B．C．

D．【答案】不需要0.60D【詳解】（1）[1]由于拉力的大小可以直接用測力計測出，故不需要。（2）[2][3]根據結合逐差法可得，小車加速度的表達式為帶入數據得小車加速度的大小為（3）[4]由于木板的右端墊得高度不足，傾角過小，則拉力的一部分需要抵消摩擦力，即要有一定的力才有加速度，D正確。故選D。7．（2022上·遼寧大連·高一統考期末）某實驗小組設計了如圖甲所示的裝置來探究加速度與力、質量的關系。將裝有力傳感器的小車放置在水平長木板上。砂和砂桶的總質量為，小車和小車中砝碼的總質量為，重力加速度為。（1）關于實驗，以下說法正確的是。A．實驗時使用打點計時器應先釋放小車后接通電源B．本實驗牽引小車的細繩與長木板可以不平行C．在用圖像探究加速度與質量關系時，應作圖像D．該實驗必須用天平測出細砂和小桶的總質量（2）接通頻率為的交流電源，釋放小車，打出如圖乙所示的紙帶。從比較清晰的點起每5個點取一個計數點，量出相鄰計數點之間的距離，則由紙帶求出打3計數點時的速度，小車加速度的大小為。（結果均保留3位有效數字）（3）若該實驗小組將平衡摩擦力方法進行改變，緩慢向小桶中加入細砂，直到小車剛開始運動為止，記下傳感器的示數，再將小車放回原處并按住，繼續向小桶中加入細砂，記下傳感器的示數，釋放小車，記錄小車運動時傳感器的示數。改變小桶中砂的重力，多次重復實驗獲得多組數據，描繪小車加速度與的關系如圖丙。圖像中是實驗中測得的。A．B．C．D．【答案】C0.3760.160D【詳解】（1）[1]A．實驗時使用打點計時器應先接通電源再釋放小車，故A錯誤；B.牽引小車的細繩與長木板不平行，在小車運動過程，對小車的拉力會發生變化，加速度會發生變化，故B錯誤；C.根據牛頓第二定律則有在用圖像探究加速度與質量關系時，應作圖像，圖像是一條直線，故C正確；D.該實驗對小車拉力可由力傳器測得，無須用天平測出細砂和小桶的總質量，故D錯誤。故選C。（2）[2]相鄰計數點間的時間間隔為勻變速直線運動某段中間時刻的速度等于該段的平均速度，則打3計數點時的速度為[3]根據逐差法可知小車的加速度為（3）[4]緩慢向小桶中加入細砂，直到小車剛開始運動，根據平衡條件有小車運動過程傳感器的示數，根據牛頓第二定律有所以圖像中F是實驗中測得的。故選D。8．（2022上·河南開封·高一河南省杞縣高中校考階段練習）為了探究“物體質量一定時，加速度與力的關系”，甲、乙兩同學設計了如圖1所示的實驗裝置。其中帶小滑輪的小車的質量為M，小滑輪的質量為，砂和砂桶的質量為m。力傳感器可測出輕繩的拉力大小。（1）實驗時，需要進行的操作是。（填序號）A．將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力B．用天平測出砂和砂桶的質量C．小車靠近打點計時器，先釋放小車，再接通電源D．為減小誤差，實驗中一定要保證砂和砂桶的質量m遠小于小車的質量M（2）甲同學在實驗中得到如圖2所示的一條紙帶（相鄰兩計數點間還有四個點沒有畫出），已知打點計時器使用的是頻率為50Hz的交流電。根據紙帶可求出小車在C點的瞬時速度為m/s，加速度為。（結果保留兩位有效數字）（3）乙同學根據測量數據做出如圖3所示的圖線沒經過原點，該同學做實驗時存在的問題是。【答案】A0.804.0平衡摩擦力不足或者沒有平衡摩擦力【詳解】（1）[1]A．實驗時需將長木板右端墊高，以平衡摩擦力，故A正確；BD．本題拉力可以由彈簧測力計測出，不需要用天平測出砂和砂桶的質量，也就不需要使小桶（包括砂）的質量遠小于車的總質量，故BD錯誤；C．實驗時，為充分利用紙帶，小車應靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，故C錯誤。故選A。（2）[2]打點計時器使用的是頻率為50Hz的交流電，相鄰兩計數點間還有四個點沒有畫出，則相鄰兩計數點間的時間間隔為C點的速度為BD兩點間的平均速度，則[3]根據逐差法可知（3）[4]由圖中可看出當加速度為零時，拉力F不為零，可知存在的問題為平衡摩擦力不足或者沒有平衡摩擦力。9．（2021上·陜西咸陽·高一咸陽市實驗中學校考階段練習）為了探究“物體質量一定時，加速度與力的關系”，甲、乙兩同學設計了如圖1所示的實驗裝置。其中帶小滑輪的小車的質量為M，小滑輪的質量為，砂和砂桶的質量為m。力傳感器可測出輕繩的拉力大小。（1）實驗時，不需要進行的操作是。（填序號）A．用天平測出砂和砂桶的質量B．將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力C．小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車D．為減小誤差，實驗中一定要保證砂和砂桶的質量m遠小于小車的質量M（2）甲同學在實驗中得到如圖2所示的一條紙帶（相鄰兩計數點間還有四個點沒有畫出），已知打點計時器使用的是頻率為50Hz的交流電。根據紙帶可求出小車在C點的瞬時速度為m/s，加速度為。（結果保留三位有效數字）（3）甲同學以力傳感器的示數F為橫坐標，加速度a為縱坐標，畫出的a－F圖象（圖3）是一條直線，求得圖線的斜率為k，同時用量角器測得圖線與橫坐標的夾角為，則小車的質量為。（填序號）A．

B．

C．

D．（4）乙同學根據測量數據做出如圖4所示的a－F圖線沒經過原點，該同學做實驗時存在的問題是。【答案】AD0.6112.00C未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足【詳解】（1）[1]AD．實驗時拉力可以由力傳感器測出，不需要用天平測出砂和砂桶的質量，也就不需要使小桶（包括砂）的質量遠小于車的總質量，故AD符合題意；B．實驗中需要平衡小車與木板間的摩擦力，減小摩擦對實驗的影響，故B不符合題意；C．實驗時先接通打點計時器電源，在釋放小車，以便有效的利用紙帶，故C不符合題意。故選AD。（2）[2]相鄰兩計數點間還有四個點沒有畫出，則相鄰兩個計數點的時間間隔為根據一段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度可知小車在C點的瞬時速度為[3]根據逐差法可得小車的加速度為（3）[4]由牛頓第二定律得則則有故小車質量為故選C。（4）[5]由圖可知，當F超過某一數值時，小車的加速度a才開始大于零，因此實驗存在的問題是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。10．（2023上·廣東惠州·高一惠州一中校考階段練習）為了探究加速度與力的關系，某同學設計了如圖所示的實驗裝置，一端帶有定滑輪的長木板水平放置，長木板上安裝兩個相距為d的光電門：放在長木板上的滑塊通過繞過定滑輪的細線與力傳感器相連，力傳感器下掛一重物。拉滑塊的細線的拉力大小F等于力傳感器的示數。讓滑塊從光電門1處由靜止釋放，運動一段時間t后，經過光電門2，改變重物質量，重復以上操作，得到下表中的5組數據。（取g=10m/s2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）

次數a/（）F/N11.00.7622.00.9933.01.2344.01.5055.01.76（1）若測得兩光電門之間距離d=0.5m，運動時間t=0.5s，則滑塊的加速度a=m/s2。（結果保留兩位有效數字）（2）依據表中數據在圖中畫出a-F圖像。()

（3）根據圖像可得滑塊的質量m=kg，滑塊和長木板間的動摩擦因數μ=（結果均保留兩位有效數字）【答案】4.0見解析0.250.2【詳解】（1）[1]根據運動學公式得（2）[2]如圖

（3）[3][4]根據得所以滑塊運動的加速度a和所受拉力F的關系圖像斜率等于滑塊質量的倒數。由圖形得加速度a和所受拉力F的關系圖象斜率k=4所以滑塊質量m=0.25kg由圖形得，當F=0.5N時，滑塊就要開始