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第二节 实验：探究加速度和力、质量的关系
【能力提升】
1．(2021-2022学年浙江省宁波市效实中学高一(上)期中)(1)已知交变电流的频率为50Hz，则打点计时器打点的时间间隔为_______s。
(2)“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示，用该装置研究小车加速度a与质量M的关系时，下列说法正确的是_______。
A.先释放小车，再接通电源
B.打点计时器接电源直流输出端
C.牵引小车的细绳应与长木板保持平行
D.在增加小车质量的同时，增大木板的倾角
(3)图乙中相邻两个计数点之间还有4个打点未画出，打点计时器接频率为50 Hz的交流电源，根据图乙求出小车的加速度a＝________m/s2。(结果保留2位有效数字)
(4)保持小车的质量不变，改变槽码个数，进行多次测量。根据实验数据作出了加速度a随拉力F的变化图线，如图丙所示。图中直线没有通过原点，其主要原因是________。
【解析】 (1)[1]打点计时器打点的时间间隔为
(2)[2]A．由于小车速度较快，且运动距离有限，打出的纸带长度也有限，为了能在长度有限的纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点，实验时应先接通电源，再释放小车，故A错误；
B．打点计时器接电源交流输出端，故B错误；
C．为使小车所受合外力等于细线的拉力，牵引小车的细绳应与长木板保持平行，故C正确；
D．设平衡摩擦力时木板抬高的倾角为θ，在沿木板方向根据平衡条件有，解得，所以木板抬高的倾角θ与小车质量M无关，在增加小车质量的同时，不需要增大木板的倾角，故D错误。故选C。
(3)[3]根相邻计数点之间还有4个点，故相邻计数的时间T=0.1s,据逐差法可得小车的加速度为
(4)[4]a-F图像存在横截距，说明细线拉力达到一定值时才能使小车开始具有加速度，其主要原因未平衡摩擦力(或平衡摩擦力不足、木板倾角太小等)。
【答案】 ①0.02 ②C ③0.44(0.42~0.46范围内均可) ④未平衡摩擦力(或平衡摩擦力不足、木板倾角太小等)
2．(2021-2022学年银川一中高一(上)期末)在用图所示的装置“验证牛顿第二定律”的实验中，保持小车质量一定时，验证小车加速度a与合力F的关系。
(1)除了电火花计时器、小车、砝码、砝码盘、细线、附有定滑轮的长木板、垫木、导线及开关外，在下列器材中必须使用的有_______(选填选项前的字母)；
A.220V、50Hz的交流电源 B.直流电源 C.刻度尺 D.秒表
(2)为了使细线对小车的拉力近似的等于小车所受的合外力，以下操作正确的是_______；
A.调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行
B.在平衡摩擦力时，应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上
C.在平衡摩擦力时，应当将砝码和砝码盘通过细线挂在小车上
(3)得到了如图所示的一条纸带，小车加速度的大小a=_______m/s2(保留两位有效数字)；
(4)在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力，已知两位同学利用实验数据做出的a一F图像如图中的1、2所示；
①出现图线1的原因是_______；
②出现图线2的原因是_______
【解析】 (1)[1] AB.电火花计时器需要220V、50Hz的交流电源，A正确，B错误；
C.打点的纸带，需要测量点间的距离，必须使用刻度尺，C正确；
D.有电火花计时器计时，秒表不需要，D错误。故选AC。
(2)[2] A.为减小实验误差，需调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行，A正确；
B.在平衡摩擦力时，应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上，因为纸带在运动中也受到摩擦力，B正确；
C.在平衡摩擦力时，是用小车在倾斜的木板上的下滑力来平衡摩擦力的，不应当将砝码和砝码盘通过细线挂在小车上，C错误。故选AB。
(3)[3]小车加速度的大小由 x=aT2解得
(4)①[4]在 a一F图像中，由图线1可知，F=0时，小车就有加速度，原因是平衡摩擦力时木板倾角太大产生的。
②[5] 在 a一F图像中，出现图线2的原因是：在实验中增加砝码后，使砝码、砝码盘的总质量不满足远小于小车的质量的条件产生的。
【答案】 ①AC ②AB ③3.2 ④平衡摩擦力时木板倾角太大 ⑤不再满足砝码、砝码盘质量远小于小车的质量
3．(2021-2022学年辽宁省实验中学、东北育才学校、鞍山一中、大连八中、大连二十四中高一(上)期末)“探究加速度与力的关系”的实验装置如图甲所示，实验中通过力传感器将绳中拉力大小的信息以无线方式传输给数据采集系统，用打点计时器打出的纸带求出小车运动的加速度。
(1)下列实验要求中正确的是___________。
A．细线不需耍与木板平行
B．可以不平衡摩擦力
C．砝码和托盘总质量需要远小于小车的质量
D．不需要测量砝码和托盘的总质量
(2)实验中得到一条打点的纸带如图乙所示，取A到G共7个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T，测得AD间距离为、间距离为，则打点计时器打下D点时小车的速度大小为___________，小车加速度大小为___________。
(3)实验中保持小车质量不变，改变砝码的质量，测出绳中拉力大小F与相应的加速度大小a，作出图像。下列图像中正确的是___________。
A． B． C． D．
【解析】 (1)[1]A．安装实验器材时，细线必须要与木板平行，这样合力方向才沿着小车运动的方向，故A错误；
B．实验中必须平衡摩擦力，重力的分力与摩擦力相互抵消，绳子对小车的拉力就是小车受到的合力，故B错误；
C．由于有力传感器，可直接测得拉力的大小，就不需要满足砝码和托盘总质量远小于小车的质量，故C错误；
D．由于有力传感器，可直接测得拉力的大小，所以也不需要测量砝码和托盘的总质量，故D正确。故选D。
(2)[2]根据匀变速直线运动的推论，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得
[3]根据推论，则小车加速度大小为
(3)[4]保持小车质量不变，改变砝码的质量，则最终小车的加速度与合力成正比例关系，故C正确，ABD错误。故选C。
【答案】 ①D ② ③ ④C
4．(2021-2022学年黑龙江省哈尔滨市第六中学高一(上)期末)某同学设计了如图甲所示的装置来探究小车的加速度与所受合力的关系。将装有力传感器的小车放置于水平长木板上，缓慢向小桶中加入细砂，直到小车刚好运动为止，记下传感器的最大示数F0并以此表示小车运动时所受摩擦力的大小。再将小车放回原处并按住，继续向小桶中加入细砂，记下传感器的示数F1。
(1)打点计时器接通频率为50Hz的交流电源，释放小车，打出如图乙所示的纸带。从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离，则相邻两个计数点的时间间隔t=___________s；小车的加速度a=___________m/s2(a的计算结果保留两位有效数字)。
(2)改变小桶中细砂的重力，多次重复实验，获得多组数据，记下每一次小车加速运动时的传感器示数F2，则小车的合力F=___________(选填“F1-F0”或“F2-F0”)；再描绘小车加速度a与合力F的关系图像。不计纸带与打点计时器间的摩擦。下列图像中可能正确的是___________。
A． B．
C． D．
(3)同一次实验中，小车释放前传感器示数F1与小车加速运动时传感器示数F2的关系是F1___________F2(选填“<”“=”或“>”)。
(4)关于该实验，下列说法中正确的是哪一个( )
A．实验中需要测出小车和传感器的总质量
B．实验中需要将长木板右端垫高
C．用加砂的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，可更方便地获取多组实验数据
【解析】 (1)[1]打点计时器频率为50Hz，则打相邻两个点所用时间为0.02s，每5个点取一个计数点，则相邻两个计数点的时间间隔为0.1s；
[2]小车的加速度
(2)[3]由题意易知，小车所受合力为拉力与摩擦力之差，即F=F2-F0；
[4]描绘的小车加速度a与合力F(F=F2-F0)的关系图像，相当于已平衡摩擦力后描绘的小车加速度与作用力关系图像，且F1、F0均为小车受到的力，可由力传感器直接得出，故a-F图像应为过原点的倾斜直线。故选B。
(3)[5]小车加速运动时绳的拉力F2小于砂和砂桶的总重力(等于车静止时绳的拉力F1)，故F1>F2。
(4)[6]A.本实验中力的大小可由力传感器直接得出，本实验是探究小车的加速度与合力的关系，只要保持小车和传感器的总质量不变，不需要测出它们的具体数值，A错误；
B.用力传感器测出了摩擦力，不需要平衡摩擦力，B错误；
C.用加砂的方法改变拉力的大小，每次砂的质量可增加得很少，而挂钩码每次质量增加得多，故前者可更方便地获取多组实验数据，C正确。故选C。
【答案】 ①0.1 ②0.16 ③F2-F0 ④B ⑤＞ ⑥C
5．(2021-2022学年福建省莆田第一中学高一(上)期末)实验小组做探究在质量不变的情况下物体的加速度与所受合外力关系的实验，如图1所示为实验装置示意图。
(1)(多选)关于该实验以下说法正确的是( )
A．安装实验器材时，要调节滑轮的高度，使细线与长木板平行
B．平衡摩擦力时要让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂桶，轻推小车，再接通打点计时器的电源，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
C．实验过程中，向砂桶内加砂时，必须保证砂和砂桶的总质量远小于小车的总质量
D．准确地平衡摩擦力后，实验过程中读出拉力传感器的示数为小车受到的合外力
(2)本实验使用电火花打点计时器，在安装过程中，纸带穿过打点计时器，安装在墨粉纸的________(填“上方”或者“下方”)
(3)如图2是实验中选择的一条合适的纸带(纸带上相邻的两个计数点之间还有4个计时点没有画出)，相关的测量数据已标在纸带上，已知打点计时器的打点频率为，则小车的加速度________。(结果保留2位有效数字)
(4)保持小车的质量不变，改变砂桶中砂的质量，记录多组传感器的读数和对应纸带的加速度的数值，并根据这些数据，绘制出如图3所示的图像，分析此图像不过原点原因可能________。
【解析】 (1)[1]A．安装实验器材时，要调节滑轮的高度，使细线与长木板平行，这样才能保证拉力方向与运动方向一致，A正确；
B．平衡摩擦力时要撤去砂桶，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，轻推小车，再接通打点计时器的电源，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动，本过程先推小车后接电源对平衡摩擦力没有影响， B正确；
C．由于有拉力传感器，所以不用保证砂和砂桶的总质量远小于小车的总质量，C错误；
D．实验中有两根绳子，所以小车受到的合外力为拉力传感器的示数的2倍，D错误。故选AB。
(2)[2]本实验使用电火花打点计时器，在安装过程中，纸带穿过打点计时器，为了能够打出清晰的点迹，纸带需要安装在墨粉纸的下方
(3)[3]相邻两个计数点之间的时间间隔，根据逐差法可得，小车的加速度为
(4)[4]分析可知，当所挂重物达到一定重量时，才有加速度，说明没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力时木板倾角太小
【答案】 ①AB#BA ②下方 ③0.75 ④没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力时木板倾角太小
6．(2021-2022学年湖南师范大学附属中学高一(上)月考)在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，某实验小组利用如图甲所示的实验装置，将一端带滑轮的长木板固定在水平桌面上，木块置于长木板上，并用细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车左端连一条纸带，通过打点计时器记录其运动情况。
(1)下列做法正确的是___________。
A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B．在探究加速度与力的关系时，作a-F图像应该用折线将所描的点依次连接
C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源
D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度
(2)下图是实验时平衡阻力的情形，其中正确的是___________(选填字母)
A． B．
C．
(3)某学生在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大。他所得到的a-F关系可用图丙中的___________表示(图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力)。
(4)丁图是打出纸带的一段，相邻计数点间还有四个点未画出，已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz。由图可知，打纸带上B点时小车的瞬时速度vB=________m/s，木块的加速度a=_______m/s2.(结果均保留两位有效数字)
【解析】 (1)[1]A．为了减小误差，调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，A正确；
B．连线时不能折线相连，要用平滑的曲线连接才符合实际情况，B错误；
C．实验时，应先接通打点计时器的电源再放开木块，C错误；
D．因为平衡摩擦力后，满足，可以约掉质量，所以通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度，即只需平衡一次摩擦力，故D正确。故选AD。
(2)[2]ABC．平衡摩擦力时，是只让小车在倾斜的平板上拖着纸带做匀速直线运动，同时小车匀速运动需根据纸带判断，故B正确，AC错误。故选B。
(3)[3]ABCD．平衡摩擦力时木板垫的过高，当小桶和砂子重力为0时，小车加速度并不为0，故C正确，ABD错误。故选C。
(4)[4][5]由运动学公式求速度和加速度分别为：，
【答案】 ①AD##DA ②B ③C ④0.15 ⑤0.60
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第二节 实验：探究加速度和力、质量的关系
【基础过关】
1．(2021-2022学年山西省临汾一中高一(上)期末)某物理兴趣小组设计了“探究加速度与力、质量的关系”的实验。
(1)如图甲所示的实验装置，是否需要满足小车质量远大于砂和砂桶的总质量？______(填“需要”或“不需要”)；
(2)图乙为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为。相邻两个计数点间还有四个计时点未画出，小车的加速度为______；
(3)该组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，得到了图线。由于忘记平衡摩擦力，图线有可能是图丙中的______(填“①”或“②”)，小车及车中砝码的总质量______。
2．(2021-2022学年黑龙江省鹤岗市第一中学高一(上)期末)在“探究加速度与质量的关系”的实验中。
(1)备有器材：A.带有定滑轮的长木板；B.电磁打点计时器、低压交流电源、纸带；C.细绳、小车、砝码；D.装有细砂的砂桶；E.垫片；F.毫米刻度尺.还缺少的一件器材是__________。
(2)同学甲根据实验数据画出如图所示a－图线，从图线可得砂和砂桶的总质量为____________kg。(g取10 m/s2)
(3)同学乙根据实验数据画出了如图所示图线，造成这种原因可能是____________________。
3．(2021-2022学年福建省福州第一中学高一(上)期末)某同学为探究加速度与合外力的关系，设计了如图甲所示的实验装置．一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，用轻绳绕过定滑轮及轻滑轮将小车与弹簧测力计相连．实验中改变悬挂的钩码个数进行多次测量，记录弹簧测力计的示数F，并利用纸带计算出小车对应的加速度a．
(1)实验中钩码的质量可以不需要远小于小车质量，其原因是_____．
A.小车所受的拉力与钩码的重力无关
B.小车所受的拉力等于钩码重力的一半
C.小车所受的拉力可由弹簧测力计直接测出
(2)图乙是实验中得到的某条纸带的一部分．已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，由纸带数据求出小车的加速度a=____m/s ．
(3)根据实验数据绘出小车的加速度a与弹簧测力计示数F的关系图像，下列图像中最符合本实验实际情况的是( )
4．(2021-2022学年湖北省荆州市沙市中学高一(上)期末)某实验小组用图甲所示的装置“探究加速度与合外力的关系”，图中小车质量为M，砂桶和砂的总质量为m。实验中通过改变m来改变小车所受的合外力大小，小车的加速度a可由打点计时器和纸带测出，绳的拉力F可由弹簧测力计测出。现保持小车质量M不变，逐渐增大砂桶和砂的总质量m，进行多次实验，得到多组a、F值。
(1)为了减小实验误差，下列做法正确的是______
A．先释放小车，后接通打点计时器的电源
B．该实验不需要平衡小车所受的摩擦力
C．该实验砂桶和砂的总质量不需要远小于小车的质量
D．滑轮摩擦要足够小，绳的质量要足够轻
(2)某同学根据实验数据画出了图乙所示的一条过坐标原点的倾斜直线，其中纵轴为小车的加速度大小a，横轴应________(填选项前的字母)。
A. B. C. D.mg
(3)当砂桶和砂的总质量较大导致a较大时，图线将____________(填选项前的字母)。
A．偏向纵轴 B．保持原方向不变 C．偏向横轴
(4)图丙为上述实验中打下的一条纸带，A、B、C、D、E为选出的五个计数点，每相邻两点间还有四个计时点未画出，测得，打点计时器的频率为f，则小车的加速度表达式为_______(用f、表示)。
5．(2021-2022学年河北省邢台市第一中学高一(上)期末)利用力传感器研究“加速度与合外力的关系”的实验装置如图甲所示。
(1)下列关于该实验的说法，错误的是______；
A．做实验之前必须平衡摩擦力
B．小车的质量必须比所挂钩码的质量大得多
C．应调节定滑轮的高度使细线与木板平行
D．为了实验安全，打点计时器接直流电源
(2)从实验中挑选一条点迹清晰的纸带，每5个点取一个计数点，用刻度尺测量计数点间的距离如图所示，已知打点计时器每间隔0.02s打一个点；
①从图可知A、B两点间的距离s1=______cm；
②该小车的加速度作a=______m/s2(计算结果保留2位有效数字)；
(3)利用测得数据在坐标系中作出了图乙所示的a—F图象；
①图线不过坐标原点的原因是______；
②小车和传感器的总质量为______kg；(计算结果保留2位有效数字)
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第二节 实验：探究加速度和力、质量的关系
【基础过关】
1．(2021-2022学年山西省临汾一中高一(上)期末)某物理兴趣小组设计了“探究加速度与力、质量的关系”的实验。
(1)如图甲所示的实验装置，是否需要满足小车质量远大于砂和砂桶的总质量？______(填“需要”或“不需要”)；
(2)图乙为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为。相邻两个计数点间还有四个计时点未画出，小车的加速度为______；
(3)该组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，得到了图线。由于忘记平衡摩擦力，图线有可能是图丙中的______(填“①”或“②”)，小车及车中砝码的总质量______。
【解析】 (1)[1]本实验通过弹簧测力计测出绳的拉力，而不是通过测重物的重力得到绳的拉力，故不需要满足小车质量远大于砂和砂桶的总质量。
(2)[2]由纸带数据，根据逐差法求解加速度
(3)[3]没有平衡摩擦力，实验时拉力达到最大静摩擦力时，小车才开始滑动，所以图线可能为②。
[4]根据可知，图线的斜率为车及车中砝码的总质量的倒数，根据图线求得。
【答案】 ①不需要 ②0.195 ③② ④0.5
2．(2021-2022学年黑龙江省鹤岗市第一中学高一(上)期末)在“探究加速度与质量的关系”的实验中。
(1)备有器材：A.带有定滑轮的长木板；B.电磁打点计时器、低压交流电源、纸带；C.细绳、小车、砝码；D.装有细砂的砂桶；E.垫片；F.毫米刻度尺.还缺少的一件器材是__________。
(2)同学甲根据实验数据画出如图所示a－图线，从图线可得砂和砂桶的总质量为____________kg。(g取10 m/s2)
(3)同学乙根据实验数据画出了如图所示图线，造成这种原因可能是____________________。
【解析】 (1)[1]实验中还需要天平；
(2)[2]根据，可知，则砂和砂桶的总质量为
(3)[3]由图可知，图线不通过坐标原点，当F为某一值时，加速度为零，知平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力。
【答案】 ①天平 ②0.02 ③平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力。
3．(2021-2022学年福建省福州第一中学高一(上)期末)某同学为探究加速度与合外力的关系，设计了如图甲所示的实验装置．一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，用轻绳绕过定滑轮及轻滑轮将小车与弹簧测力计相连．实验中改变悬挂的钩码个数进行多次测量，记录弹簧测力计的示数F，并利用纸带计算出小车对应的加速度a．
(1)实验中钩码的质量可以不需要远小于小车质量，其原因是_____．
A.小车所受的拉力与钩码的重力无关
B.小车所受的拉力等于钩码重力的一半
C.小车所受的拉力可由弹簧测力计直接测出
(2)图乙是实验中得到的某条纸带的一部分．已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，由纸带数据求出小车的加速度a=____m/s ．
(3)根据实验数据绘出小车的加速度a与弹簧测力计示数F的关系图像，下列图像中最符合本实验实际情况的是( )
【解析】 (1)根据实验原理可知，弹簧测力计的读数为小车所受合外力，则不需要砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量的条件，故AB错误，C正确；故选C；
(2)在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，即：△x=aT2，解得：a=
(3)由题意可知，小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系应该是成线性关系，即为不是过原点的一条倾斜直线，实验存在阻力，故B符合；
【答案】 ①C ②0.75 ③B
4．(2021-2022学年湖北省荆州市沙市中学高一(上)期末)某实验小组用图甲所示的装置“探究加速度与合外力的关系”，图中小车质量为M，砂桶和砂的总质量为m。实验中通过改变m来改变小车所受的合外力大小，小车的加速度a可由打点计时器和纸带测出，绳的拉力F可由弹簧测力计测出。现保持小车质量M不变，逐渐增大砂桶和砂的总质量m，进行多次实验，得到多组a、F值。
(1)为了减小实验误差，下列做法正确的是______
A．先释放小车，后接通打点计时器的电源
B．该实验不需要平衡小车所受的摩擦力
C．该实验砂桶和砂的总质量不需要远小于小车的质量
D．滑轮摩擦要足够小，绳的质量要足够轻
(2)某同学根据实验数据画出了图乙所示的一条过坐标原点的倾斜直线，其中纵轴为小车的加速度大小a，横轴应________(填选项前的字母)。
A. B. C. D.mg
(3)当砂桶和砂的总质量较大导致a较大时，图线将____________(填选项前的字母)。
A．偏向纵轴 B．保持原方向不变 C．偏向横轴
(4)图丙为上述实验中打下的一条纸带，A、B、C、D、E为选出的五个计数点，每相邻两点间还有四个计时点未画出，测得，打点计时器的频率为f，则小车的加速度表达式为_______(用f、表示)。
【解析】 (1)[1] 实验时，先接通打点计时器的电源，后释放小车，为了减小实验误差，实验需要平衡小车所受的摩擦力，实验砂桶和砂的总质量需要远小于小车的质量，滑轮摩擦要足够小，绳的质量要足够轻；故选CD。
(2) [2]对小车分析，应有F=ma，解得，由于图线经过坐标原点，所以横轴应为F，故C正确。
(3)[3] 由于图象的斜率为，所以增大沙和沙桶质量，k不变，仍保持原方向不变，故选B。
(4) [4]根据匀变速直线运动的推论公式可得，，，所以有
【答案】 ①CD ②C ③B ④
5．(2021-2022学年河北省邢台市第一中学高一(上)期末)利用力传感器研究“加速度与合外力的关系”的实验装置如图甲所示。
(1)下列关于该实验的说法，错误的是______；
A．做实验之前必须平衡摩擦力
B．小车的质量必须比所挂钩码的质量大得多
C．应调节定滑轮的高度使细线与木板平行
D．为了实验安全，打点计时器接直流电源
(2)从实验中挑选一条点迹清晰的纸带，每5个点取一个计数点，用刻度尺测量计数点间的距离如图所示，已知打点计时器每间隔0.02s打一个点；
①从图可知A、B两点间的距离s1=______cm；
②该小车的加速度作a=______m/s2(计算结果保留2位有效数字)；
(3)利用测得数据在坐标系中作出了图乙所示的a—F图象；
①图线不过坐标原点的原因是______；
②小车和传感器的总质量为______kg；(计算结果保留2位有效数字)
【解析】 (1)[1] A．此实验必须平衡摩擦力，故A正确；
B．由于实验中用到了力传感器，所以没必要使小车质量远大于钩码质量，故B错误；
C．实验时应调节定滑轮高度，使细线与木板平行，保证绳子的拉力等于拉动小车的合力，故C正确；
D．打点计时器必须使用交流电源，故D错误。故选BD。
(2)[2]由图示可知，A、B两点间的距离
[3]根据，可得小车加速度为
(3)[4]由图可知，当拉力为0.1N时，加速度还等于零，说明图线不过坐标原点的原因是没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够。
[5]由图象的斜率表示小车和传感器的总质量的倒数，可得小车和传感器的总质量为
【答案】 ①BD ②0.70 ③0.20 ④没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够 ⑤0.50
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第二节 实验：探究加速度和力、质量的关系
【能力提升】
1．(2021-2022学年浙江省宁波市效实中学高一(上)期中)(1)已知交变电流的频率为50Hz，则打点计时器打点的时间间隔为_______s。
(2)“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示，用该装置研究小车加速度a与质量M的关系时，下列说法正确的是_______。
A.先释放小车，再接通电源
B.打点计时器接电源直流输出端
C.牵引小车的细绳应与长木板保持平行
D.在增加小车质量的同时，增大木板的倾角
(3)图乙中相邻两个计数点之间还有4个打点未画出，打点计时器接频率为50 Hz的交流电源，根据图乙求出小车的加速度a＝________m/s2。(结果保留2位有效数字)
(4)保持小车的质量不变，改变槽码个数，进行多次测量。根据实验数据作出了加速度a随拉力F的变化图线，如图丙所示。图中直线没有通过原点，其主要原因是________。
2．(2021-2022学年银川一中高一(上)期末)在用图所示的装置“验证牛顿第二定律”的实验中，保持小车质量一定时，验证小车加速度a与合力F的关系。
(1)除了电火花计时器、小车、砝码、砝码盘、细线、附有定滑轮的长木板、垫木、导线及开关外，在下列器材中必须使用的有_______(选填选项前的字母)；
A.220V、50Hz的交流电源 B.直流电源 C.刻度尺 D.秒表
(2)为了使细线对小车的拉力近似的等于小车所受的合外力，以下操作正确的是_______；
A.调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行
B.在平衡摩擦力时，应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上
C.在平衡摩擦力时，应当将砝码和砝码盘通过细线挂在小车上
(3)得到了如图所示的一条纸带，小车加速度的大小a=_______m/s2(保留两位有效数字)；
(4)在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力，已知两位同学利用实验数据做出的a一F图像如图中的1、2所示；
①出现图线1的原因是_______；
②出现图线2的原因是_______
3．(2021-2022学年辽宁省实验中学、东北育才学校、鞍山一中、大连八中、大连二十四中高一(上)期末)“探究加速度与力的关系”的实验装置如图甲所示，实验中通过力传感器将绳中拉力大小的信息以无线方式传输给数据采集系统，用打点计时器打出的纸带求出小车运动的加速度。
(1)下列实验要求中正确的是___________。
A．细线不需耍与木板平行
B．可以不平衡摩擦力
C．砝码和托盘总质量需要远小于小车的质量
D．不需要测量砝码和托盘的总质量
(2)实验中得到一条打点的纸带如图乙所示，取A到G共7个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T，测得AD间距离为、间距离为，则打点计时器打下D点时小车的速度大小为___________，小车加速度大小为___________。
(3)实验中保持小车质量不变，改变砝码的质量，测出绳中拉力大小F与相应的加速度大小a，作出图像。下列图像中正确的是___________。
A． B． C． D．
4．(2021-2022学年黑龙江省哈尔滨市第六中学高一(上)期末)某同学设计了如图甲所示的装置来探究小车的加速度与所受合力的关系。将装有力传感器的小车放置于水平长木板上，缓慢向小桶中加入细砂，直到小车刚好运动为止，记下传感器的最大示数F0并以此表示小车运动时所受摩擦力的大小。再将小车放回原处并按住，继续向小桶中加入细砂，记下传感器的示数F1。
(1)打点计时器接通频率为50Hz的交流电源，释放小车，打出如图乙所示的纸带。从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离，则相邻两个计数点的时间间隔t=___________s；小车的加速度a=___________m/s2(a的计算结果保留两位有效数字)。
(2)改变小桶中细砂的重力，多次重复实验，获得多组数据，记下每一次小车加速运动时的传感器示数F2，则小车的合力F=___________(选填“F1-F0”或“F2-F0”)；再描绘小车加速度a与合力F的关系图像。不计纸带与打点计时器间的摩擦。下列图像中可能正确的是___________。
A． B．
C． D．
(3)同一次实验中，小车释放前传感器示数F1与小车加速运动时传感器示数F2的关系是F1___________F2(选填“<”“=”或“>”)。
(4)关于该实验，下列说法中正确的是哪一个( )
A．实验中需要测出小车和传感器的总质量
B．实验中需要将长木板右端垫高
C．用加砂的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，可更方便地获取多组实验数据
5．(2021-2022学年福建省莆田第一中学高一(上)期末)实验小组做探究在质量不变的情况下物体的加速度与所受合外力关系的实验，如图1所示为实验装置示意图。
(1)(多选)关于该实验以下说法正确的是( )
A．安装实验器材时，要调节滑轮的高度，使细线与长木板平行
B．平衡摩擦力时要让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂桶，轻推小车，再接通打点计时器的电源，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
C．实验过程中，向砂桶内加砂时，必须保证砂和砂桶的总质量远小于小车的总质量
D．准确地平衡摩擦力后，实验过程中读出拉力传感器的示数为小车受到的合外力
(2)本实验使用电火花打点计时器，在安装过程中，纸带穿过打点计时器，安装在墨粉纸的________(填“上方”或者“下方”)
(3)如图2是实验中选择的一条合适的纸带(纸带上相邻的两个计数点之间还有4个计时点没有画出)，相关的测量数据已标在纸带上，已知打点计时器的打点频率为，则小车的加速度________。(结果保留2位有效数字)
(4)保持小车的质量不变，改变砂桶中砂的质量，记录多组传感器的读数和对应纸带的加速度的数值，并根据这些数据，绘制出如图3所示的图像，分析此图像不过原点原因可能________。
6．(2021-2022学年湖南师范大学附属中学高一(上)月考)在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，某实验小组利用如图甲所示的实验装置，将一端带滑轮的长木板固定在水平桌面上，木块置于长木板上，并用细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车左端连一条纸带，通过打点计时器记录其运动情况。
(1)下列做法正确的是___________。
A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B．在探究加速度与力的关系时，作a-F图像应该用折线将所描的点依次连接
C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源
D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度
(2)下图是实验时平衡阻力的情形，其中正确的是___________(选填字母)
A． B．
C．
(3)某学生在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大。他所得到的a-F关系可用图丙中的___________表示(图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力)。
(4)丁图是打出纸带的一段，相邻计数点间还有四个点未画出，已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz。由图可知，打纸带上B点时小车的瞬时速度vB=________m/s，木块的加速度a=_______m/s2.(结果均保留两位有效数字)
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