探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系【原卷】

1.為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，某同學(xué)使用如圖所示裝置進行實

驗。小車與其上鉤碼的總質(zhì)量為槽碼的質(zhì)量為加。打點計時器接在頻

率為50Hz的交流電源上?；卮鹣铝袉栴}：

(1)某次實驗中得到一條紙帶，如圖所示。從比較清晰的點起，每隔4個打印

點取一個計數(shù)點，計數(shù)點分別標(biāo)為0、1、2、3、4、5、6,可得小車運動的

加速度m/s?(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

(2)對實驗中“補償阻力”的理解，下列說法正確的是

A.補償阻力要達到的標(biāo)準(zhǔn)是：反復(fù)調(diào)節(jié)長木板的傾斜度，使小車在槽碼的

牽引下，小車能拖著紙帶沿長木板勻速運動

B.補償阻力要達到的標(biāo)準(zhǔn)是：反復(fù)調(diào)節(jié)長木板的傾斜度，輕推小車后，小

車在沒有槽碼牽引時能拖著紙帶沿長木板勻速運動

C.完成一組實驗后，再次改變小車上的鉤碼，需要重新補償阻力

D.完成一組實驗后，再次改變小車上的鉤碼，不需要重新補償阻力

(3)若取M=0.4kg,改變團的值，進行多次實驗，以下加的取值不合適的一

個是o

A.m=5gB.m=10gC.rn-20gD.m=200g

(4)為了探究加速度。與質(zhì)量M的關(guān)系，在測得需要的實驗數(shù)據(jù)后，用圖像法

進行數(shù)據(jù)分析，下列操作中選出符合“探究”要求所需要的步驟及正確的順序

排列.

A.作例圖像，根據(jù)畫出的圖線猜測。與M的關(guān)系

B.作工圖像，根據(jù)畫出的圖線猜測。與M的關(guān)系

M

C.作a-M圖像，對。與M關(guān)系的猜測進行檢驗

D.作a-工圖像，對。與M關(guān)系的猜測進行檢檢

E.檢驗正確，得出“與M關(guān)系的結(jié)論

2.某同學(xué)做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗。

(1)該同學(xué)進行平衡摩擦力的操作如圖甲所示，其中存在錯誤或不妥之處是

(寫出一處即可)。

圖甲

(2)如圖乙是該同學(xué)經(jīng)正確操作后獲得的一段紙帶。已知實驗所用交流電源的

頻率為50Hz,則計數(shù)點3的速度大小約為m/s(保留三位有效數(shù)字)。

2

l|llll|llll|llll|llll

910

圖乙

(3)實驗時，某同學(xué)經(jīng)過操作后作出的小車加速度?與細繩拉力產(chǎn)之間的a-尸

圖像如圖丙所示。此圖線未過原點的原因可能是,此圖線后半部分明

顯彎曲的原因可能是O

A.未平衡摩擦力B.未計入槽碼盤的質(zhì)量

C.所掛槽碼的總質(zhì)量太大D.所用小車的質(zhì)量太大

3.如圖所示為“探究加速度與物體受力與質(zhì)量的關(guān)系”實驗裝置圖.圖中A

為小車，B為裝有祛碼的小盤，C為一端帶有定滑輪的長木板，小車通過紙

帶與電火花打點計時器相連，計時器接50Hz交流電?小車的質(zhì)量為叫，小

盤(及硅碼)的質(zhì)量為“4。

，o/msr

3.0

2.4

1.8

1.2

6

OOO6O

.O4..O5..O

(1)下列說法正確的是

A.為平衡小車與水平木板之間摩擦力，應(yīng)將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高,

在不掛小盤(及祛碼)的情況下使小車恰好做勻速運動

B.每次改變小車質(zhì)量時，應(yīng)重新平衡摩擦力

C.本實驗嗎應(yīng)遠大于犯

D.在用圖像探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時，應(yīng)作圖像

町

(2)實驗中，得到一條打點的紙帶，如圖所示，已知相鄰計數(shù)點間的時間

間隔為T,且間距*、々、%3、4、/、X(,已量出，則計算小車加速度的表

達式為。=；

(3)某同學(xué)在平衡摩擦力后，保持小車質(zhì)量不變的情況下，通過多次改變

硅碼重力，作出小車加速度。與硅碼重力尸的圖象如圖所示，若牛頓第二定

律成立，重力加速度g=10m/s2,則小車的質(zhì)量為kg,小盤的質(zhì)量為

―kgo(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

4.如圖甲所示，某同學(xué)將力傳感器固定在木板上，然后把繩的一端固定在

傳感器的掛鉤上，用來測量繩對木塊的拉力，探究木塊及傳感器總質(zhì)量不變

時加速度跟它們所受拉力的關(guān)系。

(1)為消除摩擦力的影響，實驗前必須平衡摩擦。李雷同學(xué)平衡摩擦力時是這

樣操作的：將木塊靜止地放在水平長木板上，把木板不帶滑輪的一端慢慢墊

高，直到木塊由靜止開始沿木板向下滑動為止。請問這位同學(xué)的操作是否正

確？如果不正確，應(yīng)當(dāng)如何平衡摩擦力？O

(2)如果李雷如⑴中的操作，然后不斷改變對木塊的拉力尸，他得到M(木

塊和傳感器總質(zhì)量)保持不變情況下的無尸圖線是圖乙中的(將選項

代號的字母填在橫線上)。

(3)本實驗中(填“需要”或“不需要”)細砂和桶的總質(zhì)量遠小于木塊和

傳感器的總質(zhì)量。

(4)圖丙給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7、

是計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點未標(biāo)出，計數(shù)點間的距離如圖所

示。根據(jù)圖丙中數(shù)據(jù)計算的加速度片(保留三位有效數(shù)字)。

01234567

Y40*1*1.90*1*2.40*,<2.89*,*-339_***188437

丙

5.某同學(xué)用圖甲所示裝置做“探究物體的加速度與力的關(guān)系”的實驗。實驗

時保持小車質(zhì)量不變，用鉤碼所受的重力作為小車受到的合力，用打點計時

器和小車后端拖動的紙帶測小車運動的加速度。

(1)實驗時先不掛鉤碼，反復(fù)調(diào)整墊塊的位置，直到小車做勻速直線運動，這

樣做的目的；

(2)在某次實驗中，打點計時器打下如圖所示的一條點跡清晰紙帶，已知打點

計時器使用的交流電頻率為50Hz,相鄰兩計數(shù)點間還有四個打點未畫出。

由紙帶上的數(shù)據(jù)可知：打E點時物體的速度注=m/s；(結(jié)果保留兩位

有效數(shù)字）；物體運動的加速度bm/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）;

*4舒.70+2.01小2.30+2.62+2.90（單

ABCDEFG

乙

（3）實驗時改變所掛鉤碼的質(zhì)量，分別測量小車在不同外力作用下的加速度。

根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)作出圖丙所示的。一廠關(guān)系圖線，圖線不通過坐標(biāo)原點

。的原因是,曲線上部彎曲的原因是O

6.用圖甲所示裝置探究物體的加速度與力的關(guān)系。實驗時保持小車（含車

中重物）的質(zhì)量M不變,細線下端懸掛鉤碼的總重力作為小車受到的合力F,

用打點計時器測出小車運動的加速度?o

（1）關(guān)于實驗操作，下列說法正確的是;

A.實驗前應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪高度，使滑輪和小車間的細線與木板平行

B.平衡摩擦力時，在細線的下端懸掛鉤碼，使小車在線的拉力作用下能勻

速下滑

C.每次改變小車所受的拉力后都要重新平衡摩擦力

D.實驗時應(yīng)先釋放小車，后接通打點計時器電源

(2)圖乙為實驗中打出紙帶的一部分，從比較清晰的點跡起，在紙帶上標(biāo)出連

續(xù)的5個計數(shù)點/、B、C、。、E,相鄰兩個計數(shù)點之間都有4個點跡未標(biāo)

出，測出各計數(shù)點到/點間的距離。已知所用電源的頻率為50Hz,則相鄰

兩個計數(shù)點之間對應(yīng)的時間間隔s,打5點時小車的速度m/s,

小車的加速度。=m/s2;(結(jié)果均保留二位有效數(shù)字)

(3)改變細線下端鉤碼的個數(shù)，得到如尸圖象如圖丙所示，造成圖線上端彎曲

的可能原因是不滿足小車總質(zhì)量(填“遠大于”或“遠小于”)鉤碼總

質(zhì)量。

7.如圖所示，為探究“加速度與合力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置，請完成以

下問題:

(1)實驗中小車和木板間存在摩擦，為了設(shè)法排除摩擦的影響，可采用將木板

一端墊高的方法來實現(xiàn)，則實驗中應(yīng)將圖中木板側(cè)(填“右”或“左”)

墊高，從而達到平衡摩擦力；

(2)改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量。在某次實驗中，根據(jù)測量的多組數(shù)

據(jù)可畫出公尸關(guān)系圖線如圖(“)所示，此圖線的段明顯偏離直線，造成

此誤差的原因是；

(3)若在原裝置中的尸處加裝一個力傳感器，重復(fù)上述實驗，得到的4j圖線

與圖(?)中的圖線相比，會有什么不同：;

(4)保證小車質(zhì)量不變，探究加速度與所受力的關(guān)系時，某同學(xué)根據(jù)實驗得到

數(shù)據(jù)，畫出廠一。圖像如圖(b)所示，那么該同學(xué)實驗中出現(xiàn)的問題最可能

的是o

A.平衡摩擦力過度

B.平衡摩擦力不足

8.在“探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，某組同學(xué)的實驗裝置

如圖甲所示。

(1)在本實驗中，先保持質(zhì)量不變，探究加速度與力的關(guān)系；再保持力不變,

探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系。這種研究方法叫做;

A.控制變量法B.等效替代法C.理想化方法

(2)本實驗在平衡摩擦力后，由于用硅碼桶與硅碼的重力代替繩子拉力，導(dǎo)致

實驗的系統(tǒng)誤差。若考慮到該誤差的存在，在保持小車質(zhì)量不變，探究加速

度與力的關(guān)系時，做出?隨尸變化的關(guān)系圖象接近下圖中哪一個(選

填“A”"B''"C")

（3）已知打點計時器的打點周期為0.02s,在一條記錄小車運動的紙帶上，每

5個點取一個計數(shù)點（中間有四個點未畫出），相鄰計數(shù)點的時間間隔為

s,分別標(biāo)為1、2、3、4、5,如圖乙所示。經(jīng)測量得各相鄰計數(shù)點

間的距離分別為2.98cm、3.85cm、4.70cm、5.55cm,則小車運動的加速度

大小片mH（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

r~123457

〉jjj（單位：cm）j）

2.98**3.85**4.70_***~535*

圖乙

9.學(xué)習(xí)小組利用圖甲所示的裝置探究物體的加速度?與所受合力F的關(guān)系o

（1）電火花打點計時器應(yīng)使用（）

A.8V交流電源

B.8V直流電源

C.220V交流電源

D.220V直流電源

(2)為平衡摩擦力，將長木板的右端墊高,調(diào)節(jié)木板的傾斜度,使小車在

(選填"掛”或“不掛”)祛碼盤且(選填“拖動”或“不拖動”)紙帶時

能沿木板勻速運動。

(3)實驗時保持祛碼和硅碼盤的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，其目的是()

A.減小摩擦力對小車的影響

B.小車所受的拉力近似等于小車所受的合力

C.小車所受的拉力近似等于祛碼和硅碼盤的總重力

D.保證小車運動的加速度不超過當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/p>

(4)圖乙是實驗中得到的一條紙帶，/、B、C、0、E為5個相鄰的計數(shù)點，

相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出。實驗數(shù)據(jù)如圖所示，已知打點計

時器的工作頻率為50Hz,則小車的加速度?=m/s2(結(jié)果保留兩位

有效數(shù)字)。

(5)一小組根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的小尸圖像如圖丙所示，發(fā)現(xiàn)圖線不過原點,

原因可能是O

10.某同學(xué)利用圖示裝置做“探究加速度與物體所受合力關(guān)系”的實驗，在氣

墊導(dǎo)軌上安裝了兩個光電門1.2,滑塊上固定一遮光條，通過繞過兩個滑輪

的細繩與彈簧秤相連，實驗時改變鉤碼的質(zhì)量，讀出彈簧秤的示數(shù)R不計

細繩與滑輪之間的摩擦力。

（1）根據(jù)實驗原理圖，□實驗中（填“需要”或“不需要”）保證鉤

碼的質(zhì)量遠小于滑塊和遮光條的總質(zhì)量；［滑塊（含遮光條）的加速度

（填“大于”“等于”或“小于”）鉤碼的加速度。

（2）某同學(xué)實驗時，未掛細繩和鉤碼接通氣源，推一下滑塊使其從軌道右端向

左運動，發(fā)現(xiàn)遮光條通過光電門2的時間大于通過光電門1的時間，該同學(xué)

疏忽大意，未采取措施調(diào)節(jié)導(dǎo)軌，繼續(xù)進行其他實驗步驟（其他實驗步驟沒

有失誤），則該同學(xué)作出的滑塊（含遮光條）加速度。與彈簧秤拉力尸的圖

像可能是（填圖像下方的字母）。

（3）若該同學(xué)作出的代尸圖像中圖線的斜率為A,則滑塊（含遮光條）的質(zhì)量

為。

11.某實驗興趣小組在做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗時，使用如圖

所示的實驗裝置。實驗主要步驟如下：

（1）把木板的一側(cè)墊高，以補償打點計時器對小車的阻力及其他阻力。調(diào)節(jié)木

板的傾斜度，使小車在不受牽引時能拖動紙帶沿木板勻速運動；

（2）用細線將槽碼和小車連接起來，裝好紙帶，調(diào)整好裝置；

（3）保持小車質(zhì)量不變，通過改變槽碼的個數(shù)可以成倍地改變小車所受的拉力,

與此相對應(yīng)，處理紙帶上打出的點來測量加速度;

(4)保持小車受到的拉力不變，通過增減小車中的重物改變小車的質(zhì)量，與此

相對應(yīng)處理紙帶上打出的點來測量加速度。

操作過程中，實驗小組把整個實驗的數(shù)據(jù)都記錄在下表中。數(shù)據(jù)是按加速度

的大小排列的，其中有兩個加速度數(shù)據(jù)模糊不清(表中的空格)。

小車打點計時器

娘U

1

——

F/N〃z/kga/(m?s-2)

0.290.860.34

0.140.360.39

0.290.610.48

0.190.360.53

0.240.36

0.290.410.71

0.290.360.81

0.290.31

0.340.360.94

請回答下列問題:

(1)如果模糊的加速度數(shù)據(jù)是正確的，其數(shù)值分別是和

(2)實驗小組根據(jù)上表數(shù)據(jù)在a-E和,圖中已分別描繪出四個點，請描繪

m

出余下的點并畫出完整的圖像；()

0

10.9

8

0,7

0,

6

00,

5

0

4

0.3

(3)綜上，實驗小組可以得出的結(jié)論是

探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

1.為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，某同學(xué)使用如圖所示裝置進行實

驗。小車與其上鉤碼的總質(zhì)量為槽碼的質(zhì)量為加。打點計時器接在頻

率為5()Hz的交流電源上?；卮鹣铝袉栴}：

槽碼

⑴某次實驗中得到一條紙帶，如圖所示。從比較清晰的點起，每隔4個打印

點取一個計數(shù)點，計數(shù)點分別標(biāo)為0、1、2、3、4、5、6,可得小車運動的

加速度。=m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

0123456

???????????????????????????????

(2)對實驗中“補償阻力”的理解，下列說法正確的是

A.補償阻力要達到的標(biāo)準(zhǔn)是：反復(fù)調(diào)節(jié)長木板的傾斜度，使小車在槽碼的

牽引下，小車能拖著紙帶沿長木板勻速運動

B.補償阻力要達到的標(biāo)準(zhǔn)是：反復(fù)調(diào)節(jié)長木板的傾斜度，輕推小車后，小

車在沒有槽碼牽引時能拖著紙帶沿長木板勻速運動

C.完成一組實驗后，再次改變小車上的鉤碼，需要重新補償阻力

D.完成一組實驗后，再次改變小車上的鉤碼，不需要重新補償阻力

(3)若取用=0.4kg,改變〃?的值，進行多次實驗，以下加的取值不合適的一

個是?

A.m=5gB.10gC.m=20gD.rn=200g

(4)為了探究加速度。與質(zhì)量"的關(guān)系，在測得需要的實驗數(shù)據(jù)后，用圖像法

進行數(shù)據(jù)分析，下列操作中選出符合“探究”要求所需要的步驟及正確的順序

排列o

A.作a-M圖像，根據(jù)畫出的圖線猜測“與例的關(guān)系

B.作圖像，根據(jù)畫出的圖線猜測。與M的關(guān)系

M

C.作a-M圖像，對“與M關(guān)系的猜測進行檢驗

D.作圖像，對。與M關(guān)系的猜測進行檢檢

E.檢驗正確，得出。與M關(guān)系的結(jié)論

【答案】：0.87BDDADE

【解析】：(1)根據(jù)逐差法得

邑6一50324.40-8.30-8.30/2八Q,：2

a-———=------------------x0n.01m/s=0.87m/s

(37)20.32

(2)補償阻力要達到的標(biāo)準(zhǔn)是：反復(fù)調(diào)節(jié)長木板的傾斜度，輕推小車后，小車

在沒有槽碼牽引時能拖著紙帶沿長木板勻速運動，完成一組實驗后，再次改

變小車上的鉤碼，不需要重新補償阻力。故選BD。

(3)本實驗中用槽碼的重力代替小車受到的合外力，條件是槽碼的質(zhì)量遠小于

小車質(zhì)量。所以槽碼的質(zhì)量不適合取200g。故選D。

(4)先作圖像，根據(jù)畫出的圖線猜測a與M的關(guān)系，然后作a-J圖像,

對。與M關(guān)系的猜測進行檢檢，檢驗正確，得出〃與M關(guān)系的結(jié)論，故選

ADEo

2.某同學(xué)做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗。

(1)該同學(xué)進行平衡摩擦力的操作如圖甲所示，其中存在錯誤或不妥之處是

(寫出一處即可)。

圖甲

(2)如圖乙是該同學(xué)經(jīng)正確操作后獲得的一段紙帶。已知實驗所用交流電源的

頻率為50Hz,則計數(shù)點3的速度大小約為m/s(保留三位有效數(shù)字)。

23

l|llll|llll|llll|llllll|llll|llll|llll|llll|l

101920213536

3

甲御刪甲11甲11|1甲叩1甲啊哪網(wǎng)啊”岬

192021222324252627282930313233

圖乙

(3)實驗時，某同學(xué)經(jīng)過操作后作出的小車加速度4與細繩拉力產(chǎn)之間的。-尸

圖像如圖丙所示。此圖線未過原點的原因可能是,此圖線后半部分明

顯彎曲的原因可能是?

圖丙

A.未平衡摩擦力B.未計入槽碼盤的質(zhì)量

C.所掛槽碼的總質(zhì)量太大D.所用小車的質(zhì)量太大

【答案】：懸掛了槽碼(只要提到“不需要掛牽引物”都算對)1.29±0.02

AC

【解析】：(1)存在錯誤是平衡摩擦力時掛了祛碼。

(2)計數(shù)點3的速度可利用平均速度公式求，則有

匕=.

’24

由刻度尺可讀得

S24-35.00cm-9.30cm=25.70cm

兩計數(shù)點間的時間間隔為

T=5x0.02s=0.1s,G4=2T=0.2S

代入數(shù)據(jù)解得

v3=1.29m/s。

(3)圖線未過原點，說明有較大拉力時加速度還是為0,說明存在摩擦力，則

未平衡摩擦力，所以A正確；故選A。圖線后半部分明顯彎曲的原因，是因

為小車的質(zhì)量沒有遠大于所掛槽碼的總質(zhì)量，則所掛槽碼的總質(zhì)量太大，所

以C正確，故選C。

3.如圖所示為“探究加速度與物體受力與質(zhì)量的關(guān)系”實驗裝置圖.圖中A

為小車，B為裝有祛碼的小盤，C為一端帶有定滑輪的長木板，小車通過紙

帶與電火花打點計時器相連，計時器接50Hz交流電?小車的質(zhì)量為網(wǎng)，小

盤(及祛碼)的質(zhì)量為叫。

不

k53，

萬

JC方G

（1）下列說法正確的是

A.為平衡小車與水平木板之間摩擦力，應(yīng)將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，

在不掛小盤（及硅碼）的情況下使小車恰好做勻速運動

B.每次改變小車質(zhì)量時，應(yīng)重新平衡摩擦力

C.本實驗恤應(yīng)遠大于網(wǎng)

D.在用圖像探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時，應(yīng)作，圖像

班

（2）實驗中，得到一條打點的紙帶，如圖所示，已知相鄰計數(shù)點間的時間

間隔為T,且間距玉、9、七、》八七、/已量出，則計算小車加速度的表

達式為“=；

（3）某同學(xué)在平衡摩擦力后，保持小車質(zhì)量不變的情況下，通過多次改變

祛碼重力，作出小車加速度。與祛碼重力戶的圖象如圖所示，若牛頓第二定

律成立，重力加速度g=10m/s2,則小車的質(zhì)量為kg,小盤的質(zhì)量為

—kg。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

【答案】：AD（，+/+?一^二%二%）2.0或2.10.060（0.060U

0.063）

【解析】：（1）A.在平衡摩擦力時，應(yīng)將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在

不掛小盤（及祛碼）的情況下使小車恰好做勻速運動，故A正確；

B.平衡摩擦力時，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即

mgsin0=/nmgcos6

可以約掉m,只需要平衡一次摩擦力，每次改變拉小車的拉力后都不需要重

新平衡摩擦力，故B錯誤；

C.只有滿足加2應(yīng)遠小于叫的條件，才能認為托盤和硅碼的重力約等于小車

的拉力，故c錯誤；

D.“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時拉力不變，即私不變，應(yīng)作。一一圖象,

故D正確;

故選AD；

(2)根據(jù)勻變速直線運動的推論公式Ar=。72,六組數(shù)據(jù)應(yīng)該用逐差法求

平均加速度，因此在本題中有

4+4+/_(x+x+x-x-x-x)

Cl——654J21

39T2

(3)對尸圖象來說，圖象的斜率表示小車質(zhì)量的倒數(shù)，圖象的斜率為

\F5.5

故小車質(zhì)量為

町=—=2.0kg

k

尸=0時，產(chǎn)生的加速度是由于托盤作用產(chǎn)生的，故有

mg=m/z0

解得

m==0.060kg(0.060U0.063)

S

4.如圖甲所示，某同學(xué)將力傳感器固定在木板上，然后把繩的一端固定在

傳感器的掛鉤上，用來測量繩對木塊的拉力，探究木塊及傳感器總質(zhì)量不變

時加速度跟它們所受拉力的關(guān)系O

(1)為消除摩擦力的影響，實驗前必須平衡摩擦。李雷同學(xué)平衡摩擦力時是這

樣操作的：將木塊靜止地放在水平長木板上，把木板不帶滑輪的一端慢慢墊

高，直到木塊由靜止開始沿木板向下滑動為止。請問這位同學(xué)的操作是否正

確？如果不正確，應(yīng)當(dāng)如何平衡摩擦力？?

(2)如果李雷如(1)中的操作，然后不斷改變對木塊的拉力R他得到M(木

塊和傳感器總質(zhì)量)保持不變情況下的。-尸圖線是圖乙中的(將選項

代號的字母填在橫線上)。

(3)本實驗中(填”需要，，或“不需要，，)細砂和桶的總質(zhì)量遠小于木塊和

傳感器的總質(zhì)量。

(4)圖丙給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7、

是計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點未標(biāo)出，計數(shù)點間的距離如圖所

示。根據(jù)圖丙中數(shù)據(jù)計算的加速度折(保留三位有效數(shù)字)。

二

單位:cm

*1.4(/“1.90'"2.40?2.89?3.39?3.884.37

丙

【答案】：不正確。給小車一個初速度，小車能夠帶動紙帶勻速下滑C

不需要0.494m/s?

【解析】：(1)小車由靜止下滑，說明重力沿斜面的分力大于摩擦力，因此平

衡過度，所以該同學(xué)的操作不正確，正確的操作應(yīng)該為給小車一個初速度，

小車能夠帶動紙帶勻速下滑；

(2)如果這位同學(xué)先如(1)中的操作，導(dǎo)致平衡摩擦力過度，因此當(dāng)小車上還沒

有掛砂和砂桶時，小車應(yīng)該就已經(jīng)有加速度了，故圖象ABD錯誤，C正確；

(3)本實驗中有力傳感器測量小車受到的拉力，則不需要滿足細沙和桶的總質(zhì)

量遠小于木塊和傳感器的總質(zhì)量；

(4)根據(jù)公式口^=472,有

*36-'03=。(37)2

解得

(0.0289+0.0339+0.0388)-(0.0140+0.0190+0.0240)

工36—%30.494m/s2

9T29x0.12

5.某同學(xué)用圖甲所示裝置做“探究物體的加速度與力的關(guān)系”的實驗。實驗

時保持小車質(zhì)量不變，用鉤碼所受的重力作為小車受到的合力，用打點計時

器和小車后端拖動的紙帶測小車運動的加速度。

打點計時器

(1)實驗時先不掛鉤碼，反復(fù)調(diào)整墊塊的位置，直到小車做勻速直線運動，這

樣做的目的;

(2)在某次實驗中，打點計時器打下如圖所示的一條點跡清晰紙帶，已知打點

計時器使用的交流電頻率為50Hz,相鄰兩計數(shù)點間還有四個打點未畫出。

由紙帶上的數(shù)據(jù)可知：打￡點時物體的速度配=m/s；(結(jié)果保留兩位

有效數(shù)字)；物體運動的加速度bm/s?(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)；

290(單位cm)

,1.40,1.70,2.01,2.302.62；_______U

?TTTT1

ABCDE/TG

乙

(3)實驗時改變所掛鉤碼的質(zhì)量，分別測量小車在不同外力作用下的加速度。

根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)作出圖丙所示的“一尸關(guān)系圖線，圖線不通過坐標(biāo)原點

0的原因是,曲線上部彎曲的原因是

【答案】：平衡摩擦力0.250.30平衡摩擦力過度不再滿足鉤

碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量

【解析】：(1)實驗時先不掛鉤碼，反復(fù)調(diào)整墊木的左右位置，直到小車做

勻速直線運動，這樣做的目的是平衡摩擦力。

(2)相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為

T=5x0.02s=0.1s

E點時物體的速度

v==0.25m/s

E2T

物體運動的加速度

a=xtM-xD=Q3Qm/s2

(37y

(3)圖線不通過坐標(biāo)原點O,尸=0,加速不為零，說明長木板的傾角過大,

平衡摩擦力過度。

曲線上部彎曲的原因是隨著力尸的增大，即鉤碼質(zhì)量的增大，不再滿足鉤碼

的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量。

6.用圖甲所示裝置探究物體的加速度與力的關(guān)系。實驗時保持小車(含車

中重物)的質(zhì)量M不變,細線下端懸掛鉤碼的總重力作為小車受到的合力F,

用打點計時器測出小車運動的加速度??

(1)關(guān)于實驗操作，下列說法正確的是;

A.實驗前應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪高度，使滑輪和小車間的細線與木板平行

B.平衡摩擦力時，在細線的下端懸掛鉤碼，使小車在線的拉力作用下能勻

速下滑

C.每次改變小車所受的拉力后都要重新平衡摩擦力

D.實驗時應(yīng)先釋放小車，后接通打點計時器電源

(2)圖乙為實驗中打出紙帶的一部分，從比較清晰的點跡起，在紙帶上標(biāo)出連

續(xù)的5個計數(shù)點/、B、C、D、E,相鄰兩個計數(shù)點之間都有4個點跡未標(biāo)

出，測出各計數(shù)點到，點間的距離。已知所用電源的頻率為50Hz,則相鄰

兩個計數(shù)點之間對應(yīng)的時間間隔s,打5點時小車的速度u=m/s,

小車的加速度4=m/s2;(結(jié)果均保留二位有效數(shù)字)

(3)改變細線下端鉤碼的個數(shù)，得到小尸圖象如圖丙所示，造成圖線上端彎曲

的可能原因是不滿足小車總質(zhì)量_____(填“遠大于”或“遠小于”)鉤碼總

質(zhì)量。

【答案】：A0.100.320.93遠大于

【解析】：(1)A.實驗前應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪高度，使滑輪和小車間的細線與木板平

行，選項A正確；

B.平衡摩擦力時，不在細線的下端懸掛鉤碼，只讓小車拖著紙帶在木板上

勻速下滑，選項B錯誤；

C.每次改變小車所受的拉力后不需要重新平衡摩擦力，選項c錯誤;

D.實驗時應(yīng)先接通打點計時器電源，后釋放小車，選項D錯誤。

故選Ao

(2)相鄰兩個計數(shù)點之間對應(yīng)的時間間隔0.1s,打B點時小車的速度

v=幺=632x1°二m/s=0.32m/s

2T0.2

小車的加速度

XX0.1636-0.0632-0.0632

CE~ACm/s2=0.93m/s2

4T24x0.12

(3)造成圖線上端彎曲的可能原因是不滿足小車總質(zhì)量遠大于鉤碼總質(zhì)量。

7.如圖所示，為探究“加速度與合力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置，請完成以

下問題:

電源插頭

打點計時器

(1)實驗中小車和木板間存在摩擦，為了設(shè)法排除摩擦的影響，可采用將木板

一端墊高的方法來實現(xiàn)，則實驗中應(yīng)將圖中木板側(cè)(填“右”或“左”)

墊高，從而達到平衡摩擦力；

(2)改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量。在某次實驗中，根據(jù)測量的多組數(shù)

據(jù)可畫出無尸關(guān)系圖線如圖(a)所示，此圖線的段明顯偏離直線，造成

此誤差的原因是；

(3)若在原裝置中的尸處加裝一個力傳感器，重復(fù)上述實驗，得到的4j圖線

與圖(?)中的圖線相比，會有什么不同：;

(4)保證小車質(zhì)量不變，探究加速度與所受力的關(guān)系時，某同學(xué)根據(jù)實驗得到

數(shù)據(jù)，畫出廠一，圖像如圖(b)所示，那么該同學(xué)實驗中出現(xiàn)的問題最可能

的是o

A.平衡摩擦力過度

B.平衡摩擦力不足

【答案】：右不滿足鉤碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量；得到的圖像是

一條傾斜的直線B

【解析】：(1)實驗中小車和木板間存在摩擦，為了設(shè)法排除摩擦的影響，可

采用將木板一端墊高的方法來實現(xiàn)，則實驗中應(yīng)將圖中木板右側(cè)墊高，從而

達到平衡摩擦力；

(2)根據(jù)牛頓第二定律

mg=(m+M)tz

F=Ma

解得

當(dāng)機<<M時，F(xiàn)=mg,圖像是直線，此圖線的N6段明顯偏離直線，造成

此誤差的原因是不滿足鉤碼的質(zhì)量m遠小于小車的質(zhì)量M；

(3)若在原裝置中的尸處加裝一個力傳感器，直接測量出小車所受的合力F,

不用鉤碼的重力替代，得到的圖像是一條傾斜的直線。

(4)從圖像看出，繩有拉力時，小車沒有加速度，說明沒拉動小車，則平衡摩

擦力不足。

故選B。

8.在“探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，某組同學(xué)的實驗裝置

如圖甲所示。

(1)在本實驗中，先保持質(zhì)量不變，探究加速度與力的關(guān)系；再保持力不變,

探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系。這種研究方法叫做;

A.控制變量法B.等效替代法C.理想化方法

(2)本實驗在平衡摩擦力后，由于用祛碼桶與祛碼的重力代替繩子拉力，導(dǎo)致

實驗的系統(tǒng)誤差。若考慮到該誤差的存在，在保持小車質(zhì)量不變，探究加速

度與力的關(guān)系時，做出?隨尸變化的關(guān)系圖象接近下圖中哪一個(選

(3)已知打點計時器的打點周期為0.02s,在一條記錄小車運動的紙帶上，每

5個點取一個計數(shù)點(中間有四個點未畫出)，相鄰計數(shù)點的時間間隔為

s,分別標(biāo)為1、2、3、4、5,如圖乙所示。經(jīng)測量得各相鄰計數(shù)點

間的距離分別為2.98cm、3.85cm、4.70cm、5.55cm,則小車運動的加速度

大小折m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

V~123457

〉:jjj(單位:cm)j)

2.98*3.85**4.70_***~5^55

圖乙

【答案】：AC0.1s0.86(0.85-0.87)

【解析】：(1)先保持質(zhì)量不變，探究加速度與力的關(guān)系；再保持力不變，探

窕加速度與質(zhì)量的關(guān)系.這種研究方法叫做控制變量法，故選A；

(2)隨著祛碼桶與祛碼總質(zhì)量的增加，繩子的拉力比祛碼桶與祛碼的總重力小

的越來越多，誤差越來越大.小車質(zhì)量不變時，小車加速度應(yīng)與受到的合力

應(yīng)成正比,因為用硅碼桶與祛碼重力代替繩子的拉力(實際上小車受到的拉力

要小于祛碼桶與硅碼的總重力)，圖線向下偏折，故選C；

(3)每5個點取一個計數(shù)點，則計數(shù)點間時間間隔T=0.10s,

由紙帶上的數(shù)據(jù)由逐差法可得，小車的加速度

a—工5—內(nèi)3

'(2T)2

代入數(shù)據(jù)解得

a*0.86m/s2(0.85~0.87m/s2)

9.學(xué)習(xí)小組利用圖甲所示的裝置探究物體的加速度?與所受合力F的關(guān)系o

(1)電火花打點計時器應(yīng)使用()

A.8V交流電源

B.8V直流電源

C.220V交流電源

D.220V直流電源

(2)為平衡摩擦力，將長木板的右端墊高,調(diào)節(jié)木板的傾斜度,使小車在

(選填"掛”或“不掛”)祛碼盤且(選填“拖動”或“不拖動”)紙帶時

能沿木板勻速運動。

(3)實驗時保持祛碼和祛碼盤的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，其目的是()

A.減小摩擦力對小車的影響

B.小車所受的拉力近似等于小車所受的合力

C.小車所受的拉力近似等于祛碼和祛碼盤的總重力

D.保證小車運動的加速度不超過當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/p>

(4)圖乙是實驗中得到的一條紙帶，/、B、C、0、E為5個相鄰的計數(shù)點，

相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出。實驗數(shù)據(jù)如圖所示，已知打點計

時器的工作頻率為50Hz,則小車的加速度?=m/s2(結(jié)果保留兩位

有效數(shù)字)。

<74BCDEZ

工工主

'I6.196.707?72單位：cm

乙

(5)一小組根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的“小圖像如圖丙所示，發(fā)現(xiàn)圖線不過原點,

原因可能是o

【答案】：C不掛拖動C0.51木板一端墊得過高

【解析】：(1)電火花打點計時器使用的電源是220V交流電源，故選C；

(2)平衡摩擦力的方法是:把木板一端墊高,讓小車滑下，當(dāng)小車勻速運動時,

就意味著摩擦力抵消了，而平衡摩擦力利用的是小車自身的重力分力去抵消

滑動摩擦力用gsin6=〃Mgcose,故小車不掛祛碼盤；因為打點計時器也會

有摩擦力需要平衡則小車要拖動紙帶；

(3)根據(jù)牛頓第二定律可知

nig=(Af+/w)a9T—Ma

解得：

7=也”

只有保持小桶和祛碼的總質(zhì)量m遠小于小車的質(zhì)量M才能保證小車所受的

拉力近似等于小桶和祛碼的總重力，故選C。

(4)根據(jù)結(jié)合逐差法可得

E-xAC_(7.72+7.21—6.70—6.19)x10-21

z--zHl/S=0.51m/s2

4〃4x0.12

(5)a孑圖像發(fā)現(xiàn)圖線不過原點，表示在外力為零時，小車有不等于零的加速

度，則表示平衡摩擦力過度，即木板一端墊得過高。

10.某同學(xué)利用圖示裝置做“探究加速度與物體所受合力關(guān)系”的實驗，在氣

墊導(dǎo)軌上安裝了兩個光電門1.2,滑塊上固定一遮光條，通過繞過兩個滑輪

的細繩與彈簧秤相連，實驗時改變鉤碼的質(zhì)量，讀出彈簧秤的示數(shù)R不計

細繩與滑輪之間的摩擦力。

(1)根據(jù)實驗原理圖，□實驗中(填“需要”或“不需要”)保證鉤

碼的質(zhì)量遠小于滑塊和遮光條的總質(zhì)量；□滑塊(含遮光條)的加速度

（填“大于”“等于”或“小于”）鉤碼的加速度。

（2）某同學(xué)實驗時，未掛細繩和鉤碼接通氣源，推一下滑塊使其從軌道右端向

左運動，發(fā)現(xiàn)遮光條通過光電門2的時間大于通過光電門1的時間，該同學(xué)

疏忽大意，未采取措施調(diào)節(jié)導(dǎo)軌，繼續(xù)進行其他實驗步驟（其他實驗步驟沒

有失誤），則該同學(xué)作出的滑塊（含遮光條）加速度，與彈簧秤拉力尸的圖

像可能是（填圖像下方的字母

（3）若該同學(xué)作出的如尸圖像中圖線的斜率為A,則滑塊（含遮光條）的質(zhì)量

為。

【答案】：不需要大于C：

K

【解析】：（1）此實驗滑塊受到的拉力可以用彈簧秤測出，故不需要滿足鉤碼

的質(zhì)量遠小于滑塊和遮光條的總質(zhì)量，也不需要用天平測出所掛鉤碼的質(zhì)量。

因鉤碼掛在動滑輪上，則滑塊的加速度等于鉤碼加速度的2倍，即滑塊（含

遮光條）的加速度大于鉤碼的加速度。

（2）遮光條