4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系 同步练习（含解析）

4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系
一、多选题
1.如图是某些同学根据实验数据画出的图象，下列说法中正确的是( )
A. 形成图甲的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大
B. 形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小
C. 形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大
D. 形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小
2.在物理学研究过程中，科学家们创造了许多重要的物理学研究方法，高一上学期我们学习了理想实验法、控制变量法、微元法、极限思想法和理想模型法等，以下关于物理学研究方法的叙述正确的是( )
A. 在研究合力和分力的关系时，采用了极限思想法
B. 著名的伽利略斜面实验，应用了理想实验的方法
C. 忽略物体的大小和形状，用质点代替物体，采用了等效替代法
D. 探究加速度和合外力、质量关系的实验，主要应用了控制变量法
3.图甲是用来探究加速度和力之间关系的实验装置示意图，图乙是其俯视图。两个质量相等的小车，放在水平桌面上，前端各系一条细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里可放砝码。两个小车通过细线用夹子固定，打开夹子，小盘和砝码牵引小车运动，合上夹子，两小车同时停止。实验中可以通过在小盘中增减砝码来改变小车所受的拉力。为了探究加速度大小和力大小之间的关系，下列做法中正确的是( )
A. 使小盘和砝码的总质量尽可能远大于小车质量
B. 用刻度尺测量两小车的位移，通过比较位移来得知加速度大小与力大小之间的关系
C. 在两小盘内放置相同质量的砝码，在两小车内放置不同质量的砝码进行实验
D. 在两小盘内放置不同质量的砝码，在两小车内放置相同质量的砝码进行实验
4.在“验证牛顿运动定律”的实验中，保持小车的质量不变，改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据在坐标纸上画出关系的点迹，如下图所示。经过分析，发现这些点迹存在一些问题，产生这些问题的主要原因可能是( )
A. 轨道与水平方向夹角太大
B. 轨道倾角太小，或没有平衡摩擦力
C. 所挂钩码的总质量太大，造成上部点迹有向下弯曲趋势
D. 所用小车的质量太大，造成上部点迹有向下弯曲趋势
5.某同学利用如图所示的装置探究了加速度与滑块的质量之间的变化规律时，用向下的力拉着滑块在水平桌面上运动，保持力传感器的示数不变，多次改变滑块的质量，得到了滑块的加速度关于滑块质量的倒数的函数图像，如图所示。设滑块与水平桌面之间的动摩擦因数为，重力加速度取，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
6.为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置，细线与弹簧测力计挂钩相连．其中为带滑轮的小车的质量，放在一端带滑轮的长木板上，为砂和砂桶的质量．滑轮质量不计
实验时，不需要进行的操作是________填选项前的字母
A. 用天平测出砂和砂桶的质量
B. 将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C. 小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数
D. 为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
二、实验题
7.“探究质量一定时，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，利用打点计时器打出的纸带求出小车运动的加速度，进而求出力传感器的读数。
小车的质量为，平衡摩擦力后，实验中得到一条如图乙所示的纸带，、、、、是计数点，相邻两个计数点间都有四个计时点没有标出，已知交流电频率为，实验操作无误，由上述数据可推测出力传感器的读数为 结果保留三位有效数字。
本实验中，砝码和托盘的总质量是否需要远小于小车的质量，请说明理由： 。
平衡摩擦力时 填“需要”或“不需要”挂上砝码和托盘。
8.用图所示实验装置探究外力一定时加速度与质量的关系。
为补偿小车受到的阻力，调节木板倾角，使小车在不挂槽码时运动，并打出纸带进行检验，下图中能表明补偿阻力恰当的是 ；
A. ．
C. ．
保持槽码质量不变，改变小车上砝码的质量，得到一系列打点纸带。通过分析纸带数据利用逐差法求出小车的加速度，以小车和砝码的总质量为横坐标，加速度的倒数为纵坐标，甲、乙两组同学分别得到的图像如图所示。
由图可知，在所受外力一定的条件下，与成 填“正比”或“反比”；甲组所用的 填“小车”、“砝码”或“槽码”质量比乙组的更大。
9.某课外实验小组利用如图所示的装置来探究拉力不变时加速度与小车质量之间的关系。
甲同学根据测得的实验数据作出的图象如图所示，则图线弯曲的原因是______。
A.小车与长木板之间有摩擦
B.没有平衡摩擦力
C.打点计时器打点的周期小于
D.小车和砝码的总质量没有一直远大于砂和砂桶的总质量
乙同学利用在实验中打出的一条纸带测量小车运动的加速度，纸带上的数据如图所示。已知打点计时器使用的交流电频率为，、、、、、、为计数点，且相邻计数点间均有一个点没有画出，则打点计时器打点时小车的速度大小为______；小车运动的加速度大小为______。
10.某小组利用如图所示的装置完成“探究加速度与物体受力、质量的关系”实验。
要完成此实验，还必须要有的实验器材包括( )
A.低压直流电源 天平
C.毫米刻度尺 秒表
本实验要用钩码重力表示小车的合力，除钩码质量远小于小车质量外，还需平衡摩擦力，具体操作是先______________选填“需要”，或“不需要”取下钩码，将图中长木板的右端慢慢垫高，然后轻推小车，直至纸带上打出的点______________止．
若在长木板右侧某位置用垫块垫高后，纸带上打出的点越来越密集，可采取的措施是______________________________________________________．
实验中获得某条被污损的纸带如图所示，纸带上、、、、、点为计数点，其中点由于被污损而显示不清，相邻两计数点之间还有四个点未画出．已知打点计时器所用交流频率为，由此得到的加速度值____________________________填写表达式，用题及图中物理量表示．
11.某次实验中，采用如图甲所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系，小车的质量用表示，托盘及盘中砝码的质量用表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带上打出的点计算得出。
图乙为实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带，纸带上、、、、、、为七个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔是，距离如图，单位是，但、两点的数据缺失，则小车的加速度是 结果保留两位有效数字
绳对小车的拉力大小实际上 填“大于”“小于”或“等于”盘及盘中砝码的重力。所以只有时，才可以认为二者大小近似相等。
某同学根据测量数据作出的图线如图丙所示，说明实验过程中存在的问题是： 。
如果利用本实验装置探究物体质量一定时加速度与合外力的关系，先将个砝码全部放入小车，每次只将一个砝码移到托盘中，来改变小车所受的拉力，即保证所用个砝码、托盘和小车的总质量一直不变，仍将托盘和盘中砝码的重力看作所受的合外力。则实验中 。
A.不需要平衡摩擦力
B.需要平衡摩擦力
C.不需要保证
D.需要保证
12.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某小组设计了如图所示的实验装置．图中上下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过定滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使小车同时开始运动，然后同时停止．
在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使______________________________________；在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量__________小车的质量选填“远大于”“远小于”或“等于”．
本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能这样比较，是因为_______________________________________________________________________________________．
13.某物理兴趣小组在实验室选择合适器材后，按如图甲所示安装好实验器材，探究“加速度与力的关系”。
请回答下列问题：
图甲中的沙桶和沙的总质量 填“需要”或“不需要”满足远小于滑块的质量，图中安装好的器材有一处不合理之处是 ；
物理小组仍利用图甲装置做实验，利用沙桶和沙提供拉力，拉动滑块及纸带运动，打出如图乙所示的一条纸带，已知电源频率为，纸带上每两个计数点间还有个点未画出，则由图中数据可求得此时滑块的加速度大小 保留位有效数字；
将力传感器的示数记为，保持滑块质量不变，多次改变沙桶中沙的质量，测得多组数据，绘制出加速度与的关系图像，如图丙所示．小组同学经过讨论发现利用图丙可以求出滑块的质量以及滑块与长木板间的动摩擦因数，重力加速度，则由图丙可得，滑块质量 ，滑块与长木板间的动摩擦因数 ．
14.学校某物理实验小组用如图所示的实验装置来验证“当物体的质量一定时，加速度与所受合外力成正比”的实验。
实验时，下列操作中正确的是
A.用天平测出砂和砂桶的质量
B.小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源
C.补偿阻力时，将无滑轮端适当垫高，并在小车前端连接轻绳且悬挂砂桶
D.进行实验前，需将绕过小车前端动滑轮的细绳调节至与木板平行
在实验过程中，向砂桶内加砂时， 填“需要”或“不需要”保证砂和砂桶的总质量远小于小车的总质量。
若保持小车的质量不变，改变砂桶中砂的质量，记录多组拉力传感器的示数和对应纸带求出的加速度的数值，并根据这些数据，绘制出如图所示的图像，分析此图像不过原点的原因可能是 ，实验小组仔细分析图像，得出了实验所用小车的质量为 结果保留两位有效数字。
15.晓宇同学利用如图所示的装置完成了“探究加速度与物体所受合力关系”的实验，实验室除了图中的实验器材外，还提供了交流电源、导线、天平、刻度尺。
实验时 选填“需要”或“不需要”满足小车的质量远大于钩码的质量
通过多次正确操作记录了多组实验数据，并利用得到的数据描绘了如图所示的图像，为小车的加速度，为弹簧测力计的示数，图像与横轴的交点为，图线的斜率为，图线与横轴有交点的原因是 ，若长木板水平，则小车的质量为 。
16.图是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置示意图．
该实验过程中操作正确的是 ．
A.平衡小车受到的阻力时小车未连接纸带
B.纸带打点时，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长木板平行
某同学通过正确实验操作获得一条纸带，测得各计数点到计数点的距离如图所示．已知打点计时器所用交变电流的频率为，相邻两计数点间还有四个点未画出，则小车加速度大小 结果保留小数点后两位．
在探究小车的加速度与小车质量的关系时，采用图像法处理数据，以小车质量的倒数为横坐标，小车的加速度大小为纵坐标．甲、乙两组同学分别得到的图像如图所示．
两图线的左下部分均可视为直线，请分析甲组同学所得直线斜率较大的原因 ；
两图线的右上部分的斜率随的增大逐渐减小，原因是 ．
17.实验小组探究“加速度与力、质量的关系”的装置如图所示。小钢球置于一小车内，车内后壁装有压力传感器，车顶安装有遮光条。细绳一端系于小车上，另一端跨过固定在长木板上的定滑轮，挂上钩码。
若将压力传感器的示数视为小球所受合力的大小，则在实验过程中， 选填“需要”或“不需要”满足钩码质量远小于小车质量，细线 选填“需要”或“不需要”调节至与长木板平行，长木板要调节至下列选项中的 填选项字母状态。
A.保持水平
B.倾斜一特定角度
C.倾斜任意一小角度
D.倾斜任意一大角度
光电门安装在长木板的位置，在长木板上标记另一位置。改变钩码个数，让小车每次都从位置开始运动，记录多组压力传感器示数和光电门测量的遮光时间。某同学猜想小球的加速度与成正比，若用图像法验证他的猜想，则最直观、合理的关系图像是下列选项中的 填选项符号。
A.
B.
C.
D.
若作出中正确选项的图像为一条过原点的直线，图像斜率为，并测出遮光条的宽度为，间距为，则小钢球的质量 用字母、、表示。
18.现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律。给定的器材如下：
一倾角可以调节的长斜面如图所示、小车质量为、计时器一个、米尺。
在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中，某同学设计的方案是：
如图所示，当斜面倾角为时，小车沿斜面匀速下滑，对小车进行受力分析后，则小车与斜面动摩擦因数 ；用图中两段距离的比值表示
当斜面倾角增大为，小车受到合力为 。用和图中两段距离表示
19.用如图甲所示的装置“探究加速度与力、质量的关系”。图乙是某次实验获取的一段纸带，图丙为其中三个计数点放大图。纸带上已标出多个连续的计数点，相邻两个计数点间还有个点迹未显示，已知打点计时器的周期是。
电火花计时器所用的电源是 选填“”、“”或“”。
根据图丙可计算出小车的加速度大小为 保留两位有效数字。
若在小车前端固定一力传感器，细绳系在力传感器上，槽码的总质量用表示，小车含车内钩码和力传感器的总质量用表示。实验中，在保持一定的前提下， 选填“需要”或“不需要”平衡阻力， 选填“需要”或“不需要”远小于。
若某同学在上面中的两个选择中都选择了“不需要”，之后多次改变槽码的质量，重复实验，测得多组力及对应的加速度，作出图像最有可能是
某同学某次实验中平衡了阻力之后，保持细绳与木板平行，测得小车的加速度为，此时 选填“能”或“不能”用槽码的重力来替代小车所受的拉力大小，理由是 。
20.在“验证牛顿第二定律”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车和车中砝码的总质量用表示，盘和盘中砝码的总质量用表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出。
当与的大小关系满足______时，才可以认为绳对小车的拉力大小近似等于盘和盘中砝码的总重力大小。
有一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘和盘中砝码的总质量一定，改变小车和车中砝码的总质量，测出相应的加速度，采用图像法处理数据。为了比较容易地得出加速度与质量的关系，应该作与______关系的图像。
如图是甲同学根据测量数据作出的图线，说明实验存在的问题是______。
乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的图线，如图所示，两个同学做实验时______物理量取值不同。
已知打点计时器使用的交流电频率为，每相邻两个计数点间还有个点未画出，利用图给出的数据可求出小车运动的加速度 ______结果保留三位有效数字。
21.用如图所示实验装置做“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验。
下面列出了一些实验器材：打点计时器、交流电源、纸带、带滑轮的长木板、垫木、小车和砝码、槽码。除以上器材外，还需要的实验器材是________选填选项前字母。
A.秒表天平附砝码刻度尺
实验中需要计算小车的加速度。如图所示，、、为三个相邻的计数点，若相邻两计数点之间的时间间隔为，、间的距离为，、间的距离为，则小车的加速度_________。
某同学探究得出“保持物体所受合力不变，其加速度与质量成反比”结论，做出如图所示的图像。由图像可知，小车受到的合力的大小是_______保留到小数点后位。
该同学在探究过程中先用垫木将长木板的一端垫高，以平衡小车受到的摩擦力，再进行探究实验。“平衡摩擦力”的目的是_________。
22.利用如图所示装置探究加速度与力、质量的关系．用到的器材有：小车、左端带有定滑轮的平直轨道、垫块、细线、打点计时器、纸带、交流电源、直尺、已知质量的槽码若干个．
下列实验操作步骤，正确的顺序是 ．
跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端不悬挂槽码
保持轨道倾角不变，细线的另一端悬挂槽码，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
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等间距的点，表明小车沿倾斜轨道匀速下滑
多次增加槽码，并记录槽码的总质量为，重复实验
以为纵坐标，为横坐标，作出图像
图乙为实验中得到的一条纸带一部分，、、、、为计数点，计数点间的时间间隔为，该小车的加速度 用、、、、表示．
关于实验操作，以下说法正确的是 ．
A.实验时小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车
B.若细绳与轨道不平行，可调节轨道下面的垫块
C.每次增加槽码，都应重新调节平衡
在图像中直线的截距为，斜率为，如图丙所示，可得小车的质量为 用、表示；
另一小组认为，本实验槽码的质量应远小于小车的质量，理论上得到的图像应该过原点，你认为这个观点是否正确？请简述你的理由 ．
23.兴趣小组利用如下装置验证“加速度与力和质量的关系”的实验。
第一小组：验证加速度与力的关系
器材包含：导轨上有刻度尺的气垫导轨含气泵、光电门、数字计时器、带挡光片的滑块、钩码若干、力的传感器质量不计和天平。
实验步骤：固定好光电门，调整导轨水平，用刻度尺测出遮光条与光电门之间的距离及挡光片的宽度，并记录滑块的位置，测出滑块和挡光片的总质量为。滑块用平行于导轨的细线跨过动滑轮连接在传感器上。在传感器上悬挂一个钩码，由静止释放滑块，记录滑块经过光电门的时间为，读出传感器的示数，保持小车的质量不变，改变钩码的个数且从同一位置释放，进行多次实验，并作出图像。
根据实验步骤回答下列问题：
不挂钩码和细线，接通气泵，在任意位置轻放滑块，观察到滑块 ，兴趣小组判断调整后的导轨已经水平。
为了直观的由图像看出物体的加速度与合力的正比关系，小组应该绘制图像 选填“”“”“”或“”。
第二小组：验证加速度与质量的关系
兴趣小组与邻桌的同学一起做验证“加速度与质量关系”的实验。他们将两个气垫导轨对称地放置在一条水平直线上，保持两个导轨上的光电门固定在相同刻度处即保持滑块的位移相同，测出和两个滑块的质量为与，滑块上连接一条平行于桌面的细线，细线中间放置用一个悬挂钩码的滑轮，并使细线与导轨平行且跨过气垫导轨上的滑轮。现同时从各自的气垫导轨上同一位置由静止释放，记录和两个滑块上遮光片两遮光片宽度相同分别通过光电门的时间为和。
若测量结果满足 用上述字母表示，即可得出物体加速度与质量的关系。
误差分析：
上述两组实验 选填“第一组需要”“第二组需要”“均需要”或“均不需要”满足钩码的质量远小于滑块的质量。
答案和解析
1.【答案】
【解析】、由图可知，当时，，所以没有作用力时，小车已经有加速度，原因可能是平衡摩擦力时长木板倾角过大，故A正确；
B、图象在轴上有截距，这是平衡摩擦力时长木板的倾角过大造成的，故B错误；
C、由图可知，当时，，原因可能是平衡摩擦力时长木板倾角过小，故C错误；
D、图象在轴上有截距，这是平衡摩擦力时长木板的倾角过小造成的，故D正确；
故选：。
2.【答案】
【解析】A.在研究合力和分力的关系时，采用了等效替代法，故A错误；
B.著名的伽利略斜面实验，应用了理想实验的方法，故B正确；
C.忽略物体的大小和形状，用质点代替物体，采用了物理理想模型法，故C错误；
D.探究加速度和合外力、质量关系的实验，主要应用了控制变量法，故D正确。
3.【答案】
【解析】小盘和盘中砝码的总质量远远小于小车的质量，绳对小车拉力大小等于盘和盘中砝码的重力。故A错误；
B.根据初速度为零的匀变速直线运动公式
用刻度尺测量两小车通过的位移，两车的位移之比就是加速度之比，所以可以通过比较位移来得知加速度大小与力大小之间的关系。故B正确；
实验的目的是探究加速度和力之间关系，即探究小车的加速度和小车受的合力之间关系，所以在两小车内放置相同质量的砝码进行实验，在两小盘内放置不同质量的砝码改变合力。故C错误；D正确。
故选BD。
4.【答案】
【解析、拉力不为零时，加速度仍为零，可能没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够，选项A错误、选项B正确；
、造成上部点迹有向下弯曲趋势，原因是没有满足所挂钩码的总质量远远小于小车质量，选项C正确、选项D错误．
故选：．
5.【答案】
【解析】对滑块受力分析，根据牛顿第二定律，有，整理得，结合题图，由图像的纵轴截距有，解得，由图像的斜率可得，，故AD正确，BC错误。
6.【答案】
【解析】、本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶包括砂的质量远小于车的总质量，故AD错误；
B、该题是弹簧测力计测出拉力，从而表示小车受到的合外力，将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确；
C、打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要记录弹簧测力计的示数，故C正确。
本题选择不需要进行的操作，故选AD。
7.【答案】
不需要，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
不需要

【解析】根据匀变速直线运动的推论，则小车加速度大小为
测出力传感器的读数为
不需要，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。
平衡小车的摩擦力，故不需要挂上砝码和托盘。
8.【答案】 反比 槽码
【解析】补偿阻力时，应使小车在不挂槽码时做匀速直线运动，打出的纸带上的点迹应是均匀分布的，故图能表明补偿阻力是恰当的，故B正确，ACD错误。
故选：。
由图可知，在所受外力一定的条件下，与成正比，则与成反比；
根据牛顿第二定律，则，故图像的斜率表示，甲图像的斜率小，故F大，即甲组所用的槽码质量比乙组的更大。
9.【答案】；；
【解析】当小车和砝码的总质量没有远大于砂和砂桶的总质量时，小车受到的拉力不能近似认为等于砂和砂桶的总重力，此时小车的图象就不再是直线，故D正确，故选D。
计数点间有一个点没有画出，计数点间的时间间隔为：，
小车做匀加速直线运动，打点时的速度为： ，
由匀变速直线运动的推论：可知，加速度为：
故答案为：；；。
10.【答案】；
需要；间距均匀；
将垫块左移，使长木板倾角变大
。
【解析】打点计时器需要交流电源，故A错误；纸带需要毫米刻度尺测长度，实验中需要测量小车的质量，因此BC正确；可以通过纸带得到小车的运动时间，故D错误；
平衡摩擦力是将小车的重力沿斜面的分力与摩擦力平衡，因此需要取下钩码，将图中长木板的右端慢慢垫高，然后轻推小车，直至纸带上打出的点间距均匀止；
纸带上的点迹越来越密说明小车在减速，重力的沿斜面的分力小于摩擦力，为增加分力的大小，需要垫块向左移，使长木板倾角变大；
点到点包括连续四段相等的时间的位移，根据逐差法；其中，所以得：。
11.【答案】
小于
平衡摩擦力时木板倾角过小或忘记平衡摩擦力

【解析】设到之间的距离为，到之间的距离为，根据匀变速直线运动的推论公式
，
可得；
根据牛顿第二定律，对有：
对有：
联立解得
，当时，绳子的拉力大小才近似等于砝码和盘的总重力；
由图像可知，当拉力不为零时，加速度依然为零，故原因为平衡摩擦力时木板倾角过小或忘记平衡摩擦力。
实验中已经保证所用个砝码、托盘和小车的总质量一直不变，研究对象是个砝码、托盘和小车， 则就是所受的合外力，则不需要保证 ，但必须平衡摩擦力，才能使所受的合外力成为托盘和盘中砝码的总重力。
故选BC。
12.【答案】小车与滑轮之间的细线水平或与轨道平行；远小于
两车从静止开始作匀加速直线运动，且两车的运动时间相等，据知，与成正比
【解析】操作中为了使绳子上的拉力等于小车所受外力大小，应该使小车与滑轮之间的细线水平或与轨道平行在该实验中实际是：，要满足，应该使砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量．
在初速度为零的匀变速直线运动中有，若运动时间相等，则位移与加速度成正比．
故答案为：小车与滑轮之间的细线水平或与轨道平行；远小于
两车从静止开始作匀加速直线运动，且两车的运动时间相等，据知，与成正比
13.【答案】不需要
长木板水平放置未将长木板打点计时器一端垫高未补偿滑块的阻力

【解析】力传感器可以直接测出细绳的拉力，故不需要满足沙桶和沙的质量远小于滑块的质量；长木板装有打点计时器的一端应适当垫高，不应水平放置；
由逐差法得
从图丙图像可知，力传感器读数为时，滑块才开始滑动。对滑块受力分析，根据牛顿第二定律可知，整理可得，结合图像的斜率和截距，可得，，解得，。
14.【答案】 不需要 平衡摩擦力过度
【解析】该实验中使用了拉力传感器，可以直接读出拉力大小，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，故A错误；
B.小车靠近打点计时器，应先接通电源，待打点稳定后再释放小车，故B错误；
C.平衡摩擦力时，垫高无滑轮一端，用小车自身重力的分力平衡摩擦力，故前端不需连接轻绳、悬挂砂桶，且小车后端连上纸带穿过打点计时器，便于观察小车是否匀速运动，故C错误，
D、进行实验前，需将绕过小车前端动滑轮的细绳调节至与木板平行，D正确。
由于拉力传感器可直接读出拉力大小，所以不需要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的总质量。
由图像可知，当拉力为零时小车就有了加速度，可知原因是木板抬得过高，平衡摩擦力过度；
设木板倾角为，根据牛顿第二定律有：
整理得：
可得斜率为：
由图可得
解得：。
15.【答案】不需要
没有平衡摩擦力平衡摩擦力不足

【解析】 由于能通过弹簧测力计测出小车的牵引力，因此实验时不需要满足小车的质量远大于钩码的质量。
由图可知，当小车的加速度为时，弹簧测力计的示数不等于，说明实验时没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
由牛顿第二定律得，整理得，结合图像可知，则小车的质量为。
16.【答案】
甲组同学实验中所用槽码的质量大于乙组同学实验中所用槽码的质量
不再满足槽码质量小车质量
【解析】平衡小车受到的阻力时小车应当连接纸带，故A错误；
B.纸带打点时，先接通打点计时器电源，后释放小车，故B正确；
C.为了减小实验误差，调节滑轮高度使细绳与长木板平行，故C正确。
故选：。
相邻计数点间的时间间隔为，根据逐差法求解加速度公式，其加速度大小为，代入题中数据解得；
平衡摩擦力之后，根据牛顿第二定律有，得
甲组同学所得直线斜率较大的原因是甲组同学实验中所用槽码的质量大于乙组同学实验中所用槽码的质量；
设绳上的拉力为，对有；对有。解得加速度，若时，则，即小车加速度；随着增大，即减小的过程中，不再满足时，，图像偏离线性关系，且斜率减小。
故答案为：；；甲组同学实验中所用槽码的质量大于乙组同学实验中所用槽码的质量；不再满足槽码质量小车质量。
17.【答案】不需要
需要

【解析】由于小球所受合力的大小通过压力传感器读出，所以在实验过程中，不需要满足钩码质量远小于小车质量；
为保证压力传感器的示数视为小球所受合力大小，细线需要调节至与长木板平行，长木板要调节至水平，故选A。
滑块速度，根据可得，，故应做出的图像是，故选D。
图像的斜率，则。
18.【答案】

【解析】小车沿斜面匀速下滑，对小车进行受力分析，则有，
小车受到合力，
由图可知，，，
所以上式可简化为
19.【答案】
均可
需要
不需要
不能
对槽码和小车整体分析，根据牛顿第二定律，测得小车的加速度为，则，只有当时，小车所受拉力，所以不能用槽码的重力来替代小车所受的拉力大小

【解析】电火花计时器使用的是的交流电源，选项为交流电源，所以电火花计时器所用的电源是；
已知相邻两个计数点间还有个点迹未显示，打点计时器的周期，则相邻计数点间的时间间隔。根据匀变速直线运动的推论，采用逐差法求加速度。设、、为相邻计数点间的位移，，，，。加速度；
实验中为了使小车所受合外力等于细绳的拉力，需要平衡阻力。因为力传感器可以直接测量出细绳的拉力，所以不需要远小于；
根据牛顿第二定律：，，为小车含车内钩码和力传感器的总质量，当一定时，作出图像最有可能是；
不能用槽码的重力来替代小车所受的拉力大小。
理由是：对槽码和小车整体分析，根据牛顿第二定律，测得小车的加速度为，则，只有当时，小车所受拉力，所以不能用槽码的重力来替代小车所受的拉力大小。
20.【答案】远大于或； ； 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够； ； ；
【解析】根据牛顿第二定律可得，
可得，
可知当远大于时，才可以认为绳对小车的拉力大小近似等于盘和盘中砝码的总重力大小。
为了比较容易地得出加速度与质量的关系，由于与的成反比，即与成正比，所以应该作与关系的图像。
由图中图线可知，只有当达到一定数值时，才开始有加速度，说明实验存在的问题是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够。
根据牛顿第二定律可得
可得
可知图像的斜率表示，由图可知，两图线斜率不变，则两个同学做实验时物理量取值不同。
每相邻两个计数点间还有个点未画出，则相邻计数点的时间间隔为
根据逐差法可得小车运动的加速度为
故答案为：远大于或；；没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够；；；
21.【答案】 使小车重力沿斜面的分力等于摩擦力，则绳对小车的拉力等于小车所受合力
【解析】打点计时器是一种计时仪器，不需要秒表；小车的质量需要测量，需要天平；刻度值用来测量计时点间距。
故选BC。
小车的加速度为
根据
得
小车所受合力等于图线斜率
平衡摩擦力的作用是使小车重力沿斜面的分力等于摩擦力，则绳对小车的拉力等于小车所受合力。
22.【答案】
不正确；理由：本实验以槽码和小车作为研究对象没有系统误差，无需满足槽码质量远小于小车质量，且图像不经过坐标原点。

【解析】首先跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端不悬挂槽码，这是
然后要平衡摩擦力，即改变轨道的倾角，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列等间距的点，表明小车沿倾斜轨道匀速下滑，这是
接着保持轨道倾角不变，细线的另一端悬挂槽码，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，这是多次增加槽码，并记录槽码的总质量为，重复实验，这是最后以为纵坐标，为横坐标，作出图像，这是。所以正确顺序是；
根据逐差法，，，则加速度
、实验时小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，这样能保证纸带充分利用且打点稳定， A正确
B、若细绳与轨道不平行，会导致小车受力情况复杂，不能通过调节轨道下面的垫块解决， B错误
C、平衡摩擦力后，每次增加槽码不需要重新调节平衡， C错误。故选A。
对小车和槽码整体根据牛顿第二定律有，变形可得，在图像中，截距，斜率，所以；
这个观点不正确。因为在平衡摩擦力后，对小车和槽码整体有，变形可得，图像的截距为，所以不过原点。
23.【答案】静止
均不需要
【解析】本实验调节气垫导轨水平，只需要使滑块不挂重物，打开气泵，释放滑块后静止即可。根据题目的数据，可得小车的加速度由牛顿第二定律得出：再根据运动学公式可得，解出小车的加速度，若满足即可验证牛顿第二定律，若多次测量只需要绘制出图像即可，其他物理量为常数，由图像可知斜率为；
第二组实验只需要定量探究物体的加速度与质量的关系，即，由于两个滑块的运动情况只有时间不同，即，只需要验证物块的质量与时间的平方成正比即可，故答案为；
第一组实验传感器可以直接测出小车所受的拉力，不需要满足钩码质量远小于滑块质量，第二组实验分析可知，两个滑块所受的拉力相同也不需要满足该条件。
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