高中物理人教（新课标）必修1同步练习：4.2实验 探究加速度与力、质量的关系（word版 含解析）

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高中物理人教（新课标）必修1同步练习
4.2实验 探究加速度与力、质量的关系
1.（1）做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，图甲是教材中的实验方案；图乙是拓展方案，其实验操作步骤如下：

（ⅰ）挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；
（ⅱ）取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑，测出加速度a；
（ⅲ）改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到 的关系。
①实验获得如图所示的纸带，计数点a、b、c、d、e、f间均有四个点未画出，则在打d点时小车的速度大小 ________ （保留两位有效数字）；

②需要满足条件 的方案是________（选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）；在作 图象时，把 作为F值的是________（选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）。
（2）某同学用单摆测量重力加速度，
①为了减少测量误差，下列做法正确的是________（多选）；
A．摆的振幅越大越好
B．摆球质量大些、体积小些
C．摆线尽量细些、长些、伸缩性小些
D．计时的起、止位置选在摆球达到的最高点处
②改变摆长，多次测量，得到周期平方与摆长的关系图象如图所示，所得结果与当地重力加速度值相符，但发现其延长线没有过原点，其原因可能是________。

A．测周期时多数了一个周期
B．测周期时少数了一个周期
C．测摆长时直接将摆线的长度作为摆长
D．测摆长时将摆线的长度加上摆球的直径作为摆长
2.在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，做如下探究：

（1）为猜想加速度与质量的关系，可利用图1所示装置进行对比实验。两小车放在水平板上，前端通过钩码牵引，后端各系一条细线，用板擦把两条细线按在桌上，使小车静止。抬起板擦，小车同时运动，一段时间后按下板擦，小车同时停下。对比两小车的位移，可知加速度与质量大致成反比。关于实验条件，下列正确的是：________(选填选项前的字母)。
A.小车质量相同，钩码质量不同
B.小车质量不同，钩码质量相同
C.小车质量不同，钩码质量不同
（2）某同学为了定量验证(1)中得到的初步关系，设计实验并得到小车加速度 与质量 的7组实验数据，如下表所示。在图2所示的坐标纸上已经描好了6组数据点，请将余下的一组数据描在坐标纸上，并作出 图像。
次数 1 2 3 4 5 6 7
0.62 0.56 0.48 0.40 0.32 0.24 0.15
0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00

（3）在探究加速度与力的关系实验之前，需要思考如何测“力”。请在图3中画出小车受力的示意图。为了简化“力”的测量，下列说法正确的是：__________（选填选项前的字母）。

A.使小车沿倾角合适的斜面运动，小车受力可等效为只受绳的拉力
B.若斜面倾角过大，小车所受合力将小于绳的拉力
C.无论小车运动的加速度多大，砂和桶的重力都等于绳的拉力
D.让小车的运动趋近于匀速运动，砂和桶的重力才近似等于绳的拉力
3.（1）小明采用如图甲所示的装置做“探究加速度与力、质量的关系实验”，他将长木板右端适度垫高以平衡小车所受的摩擦力，他的这个操作的目的是为了________

A.使重锤的重力等于细线所受的拉力
B.使重锤的重力等于小车所受的合力
C.使细线对小车的拉力等于小车所受的合力
（2）通过实验，小明得到如图乙所示的一段纸带，选A为起点后，每隔一个点标记为计数点（图中B、C、D、E等），测得AB=0. 72cm，AC=2. 21cm，AD=4. 47cm，AE=7. 51cm。已知计时器打点时间间隔是0. 02s，则打点计时器打C点时小车的速度为________m/s，该小车的加速度为________m/s2（结果均保留两位有效数字）；根据实验装置和计算结果，判断实验中存在的一个错误是________。

4.图1为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M。实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。

①实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是________。
A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动
②实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是________。
A．M=20g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
B．M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
D．M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
③下图是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。量出相邻的计数点之间的距离分别为sAB=4.22cm，sBC=4.65cm、sCD=5.08cm，sDE=5.49cm、sEF=5.91cm、sFG=6.34cm。已知打点计时器的工作频率为50Hz，则小车的加速度a=________m/s2（结果保留2位有效数字）。

5.某实验小组设计了如下图（ ）所示的实验装置，通过改变生蚝的的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度 和所受拉力 的关系图象．他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条 图线，如图（ ）示．

（1）图线________是在轨道左侧抬高成斜面情况下得到的（选填“①”或“②”）．
（2）滑块和位移传感器发射部分的总质量 ________ ：滑块和轨道间的动摩擦因数 ________．
6.在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时，采用如下图所示的实验装置．小车及车中的砝码质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示。

（1）当M与m的大小关系满足________时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力。
（2）某一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验，其具体操作步骤如下，以下做法正确的是________。
A.平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
C.实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源
D.用天平测出m以及小车质量M，小车运动的加速度可直接用公式a＝ 求出
（3）另两组同学保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度a与所受外力F的关系，由于他们操作不当，这两组同学得到的a－F关系图象分别如图1和图2所示，其原因分别是：

图1：________；
图2：________。
（4）某同学在某次实验得到了如图所示的纸带（两计数点间还有四个点没有画出，纸带上的数字是相邻两点间的距离，电源频率是50赫兹)，根据纸带可求出小车的加速度大小为________ ，打计数点“4”时的速度大小为________ 。（结果保留两位有效数字）

7.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）实验得到如图所示的一条纸带，相邻两计数点的时间间隔为T；B、C间距x2和D、E间距x4已测出，利用这两段间距计算小车加速度a的表达式为a＝________。

（3）同学甲根据实验数据画出如图甲所示a－ 图线，从图线可得砂和砂桶的总质量为________kg

（4）同学乙根据实验数据画出了图乙所示图线，从图线可知同学乙操作过程中可能________。
8.某实验小组用如图甲所示的实验装置探究质量一定时加速度与力的关系。过程如下：

①将一端带有滑轮的长木板置于水平桌面，带滑轮的小车放在长木板上；
②将细绳一端与固定的拉力传感器相连，跨过小车和长木板上的定滑轮，另一端连接砂桶
③释放砂桶，小车在细绳牵引下运动，与小车连接的纸带通过打点计时器可记录小车运动情况，拉力传感器可测出细绳拉力F；
④多次改变砂和砂桶的质量，读出拉力F并求出小车加速度a；
⑤以拉力F为横轴，加速度a为纵轴，画出的a﹣F图像是一条倾斜直线，如图乙所示。进一步论证可得出小车质量一定时加速度与力的关系。
请回答下列问题：
（1）关于该实验，下列说法正确的是_____
A.必须平衡小车所受的摩擦力
B.砂桶和砂的总质量要远小于小车的质量
C.先接通打点计时器的电源，后释放小车
D.必须用天平测得砂和砂桶的质量
（2）如图丙所示为实验中得到纸带的一段，两计数点间还有四个点没有画出，已知打点计时器打点时间间隔0.02s，则小车的加速度为________m/s2。
（3）若测得乙图中图线的斜率为k，则小车的质量M为________。
9.某同学用长木板、小车、光电门等装置做探究加速度与质量关系的实验。装置如图所示。
⑴实验前先用游标卡尺测出安装在小车上遮光条的宽度为d。
⑵按图示安装好装置，将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，轻推不连接砝码盘的小车，如果计时器记录小车通过光电门的时间t1、t2满足t1________t2（填“大于”“小于”或“等于”），则摩擦力得到了平衡。
⑶保证砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量，调节好装置后，将小车由静止释放，读出遮光条通过光电门A、B的时间分别为t1、t2 ， 测出两光电门间的距离为L，则小车的加速度a＝________（用测出的物理量字母表示）。
⑷保持两个光电门间的距离、砝码和砝码盘的总质量均不变，改变小车的质量M重复实验多次，测出多组加速度a的值，及对应的小车质量M，作出a﹣ 图象。若图象为一条过原点的倾斜直线，则得出的结论________。

10.某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。按图安装好实验装置后，对装置进行调整。

（1）调整弹簧测力计与定滑轮间的水平距离时，与弹簧测力计相连的细线________（填“接通”或“断开”）电源，轻推小车，检査小车是否匀速运动。
（2）为了验证小车的加速度与力是否成正比，小车的质量________（填“不必”或“必须”）远大于砝码和砝码盘的总质量。
11.某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化的关系”的实验如图，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W．当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致，每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．

（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、交流电源、________（填测量工具）；
（2）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是______
A.放开小车，能够自由下滑即可
B.放开小车，能够匀速下滑即可
C.放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可
D.放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
（3）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是___________
A.橡皮筋处于原长状态
B.橡皮筋仍处于伸长状态
C.小车在两个铁钉的连线处
D.小车已过两个铁钉的连线
（4）在正确操作情况下，打在纸带上的点，并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的________部分进行测量（根据如图的纸带回答）．
12. （1）图（a）为“用DIS研究加速度和力的关系”的实验装置。实验中，所选钩码的质量要远________于小车的质量（选填“大”或“小”）。固定在小车上是位移传感器的________（选填“发射器”或“接收器”）。

（2）图（b）是小华同学设计的“用DIS研究加速度和力的关系”的另一套实验方案。在轨道上的B点处固定一光电门，将连接小车的细线跨过滑轮系住钩码。把小车放到轨道上，挡光片的前端位于A点处，静止释放小车，小车在轨道上做匀加速直线运动。
①测出挡光片的宽度d=0.5×10-2m，小车上挡光片通过光电门的时间Δt=0.5×10-2s，A、B距离LAB=1m。则小车过B点的瞬时速度vB=________m/s，加速度a=________m/s2。
②说明采用该实验方案测加速度时，产生误差的原因。（说出一个原因即可）
________。

13.某同学利用图甲所示的装置探究物体质量一定时，加速度与合外力的关系。在水平轨道上的滑块上方固定一遮光条，侧面固定一力传感器，在轨道右端固定一光电门，遮光条到光电门的距离L＝1m，重物用跨过光滑定滑轮的细线与力传感器相连，力传感器可直接测出细线中拉力F的大小。
实验中，保持滑块（含遮光条和力传感器）的质量不变，从A处由静止释放滑块。改变重物的质量，重复上述步骤，可得到滑块通过光电门时的速度v和F的多组数据，做出v2﹣F的图象如图乙所示。

（1）用游标卡尺测得遮光条的宽度如图丙所示，其读数为________mm；
（2）滑块运动过程中，细线中拉力的大小________（选填“大于”“小于”或“等于”）重物重力的大小；
（3）实验中做出的v2﹣F图象为一条直线，________（选填“能”或“不能”）说明物体质量一定时，加速度与合外力成正比；
（4）由图象可得滑块与轨道间的动摩擦因数为________（重力加速度g＝10m/s2 ， 空气阻力不计）。
14.用如图甲所示的实验装置，探究加速度与力、质量的关系实验中，将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌面上，实验小车通过轻细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为f＝50Hz．平衡摩擦力后，在保持实验小车质量不变的情况下，放开砂桶，小车加速运动，处理纸带得到小车运动的加速度为a；改变砂桶中沙子的质量，重复实验三次。

（1）在验证“质量一定，加速度a与合外力F的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a﹣F图象，其中图线不过原点并在末端发生了弯曲现象，产生这两种现象的原因可能有 。
A.木板右端垫起的高度过小（即平衡摩擦力不足）
B.木板右端垫起的高度过大（即平衡摩擦力过度）
C.砂桶和沙子的总质量m远小于小车和砝码的总质量M（即m＜＜M）
D.砂桶和沙子的总质量m未远小于小车和砝码的总质量M。
（2）实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示，图中O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，则小车运动的加速度a＝________m/s2 ． （结果保留3位有效数字）
（3）小车质量M一定，改变砂桶中沙子的质量，砂桶和沙子的总质量为m，根据实验数据描绘出的小车加速度a与砂桶和沙子的总质量m之间的 关系图象如图丁所示，则小车的质量M＝________kg．（g＝10m/s2）
15.用图甲所示的装置进行探究加速度与力、质量之间的关系实验，图乙是其俯视图。两个相同的小车放在平板上，车左端各系一条细绳，绳跨过过定滑轮各挂一个相同的小盘。实验中可以通过增减车中的砝码改变小车的质量，通过增减盘中的砝码改变拉力。两个小车右端通过细线用夹子固定，打开夹子，小车在小盘和砝码的牵引下运动，合上夹子，辆小车同时停止。

（1）小盘和砝码的总质量________（选填“需要”或“不需要”）远小于小车的质量；
（2）探究“加速度与合力之间的关系”时，应在砝码盘中放质量________（选填“相同”或“不相同”）的砝码；
（3）探究“加速度与质量之间的关系”时，事实上小车和平板间存在摩擦力，下列说法中正确的是 。
A.若用气垫导轨代替平板有利于减小误差
B.因为两小车质量相同时与桌面的摩擦力相同，所以摩擦力不影响实验结果
C.砝码盘中加的砝码越多加速度越大，摩擦力近似可以忽略，有利于减小误差
答案解析部分
1.（1）0.18～0.19；甲；甲和乙
（2）BC；C
解：（1）①打点计时器打点周期
由匀加速直线运动中，平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得，在打d点时小车的速度
②在图甲的实验方案中，由托盘和砝码的重力提供拉力，让小车做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得
则
则绳子对小车的拉力
当 时，绳子拉力近似等于托盘和砝码的重力。
故甲需要满足 。
在图乙的实验方案中，挂上托盘和砝码，小车匀速下滑，设斜面的倾斜角为 ，斜面和纸带对小车的摩擦力或阻力总和为f，则有
取下托盘和砝码，小车做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得
即
故乙方案中，不需要满足 。
在甲乙方案中，均用托盘和砝码的重力mg作为小车匀加速的直线运动的合力及F。（2）①A．单摆在摆角很小的情况下才做简谐运动，单摆的摆角不能太大，一般不能超过5°，否则单摆将不做简谐振动，A做法错误；
B．实验尽量选择质量大的、体积小的小球，减小空气阻力，减小实验误差，B做法正确；
C．为了减小实验误差，摆线应轻且不易伸长的细线，实验选择细一些的、长度适当、伸缩性小的绳子，C做法正确；
D．物体再平衡位置（最低点）速度最大，计时更准确，D做法错误。
②单摆的周期
即
但是实验所得 没过原点，测得重力加速度与当地结果相符，则斜率仍为 ；则
故实验可能是测量是直接将摆线的长度作为摆长了。
【分析】（1）d点的速度等于物体在ce段中运动的平均速度，即利用ce的长度除以对应的时间即可；
当m< （2）选择的摆线越长，单摆的周期越长，测量时间的误差就越小；小球质量越大，体积越小，受到的阻力就越小；结合单摆的周期公式和图像的横纵坐标求解斜率与截距的意义，结合选项分析求解即可。
2.（1）B
（2）
（3）A,D
解：（1）为了探究加速度与质量的关系，必须控制小车所受拉力相同，而让小车的质量不同，所以钩码质量相同，B符合题意。
（2）数据描点和 图像如图所示
；
（3）A．使小车沿倾角合适的斜面运动，小车所受重力沿斜面的分力刚好等于小车所受的摩擦力，则小车受力可等效为只受绳的拉力，A符合题意；
B．若斜面倾角过大，重力沿斜面的分力大于摩擦力，小车所受合力将大于绳的拉力，不利于简化“力”的测量，B不符合题意；
C．由牛顿第二定律可知，无论小车运动的加速度多大，砂和桶的重力都大于绳的拉力，C不符合题意；
D．当小车的运动趋近于匀速运动时，砂和桶可近似看成受力平衡，则砂和桶的重力才近似等于绳的拉力，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】（1）三个变量，探究其中两个变量之间的关系，需要用到控制变量法；
（2）结合表格中的数据在坐标系中描点连线即可；
（3）当m<3.（1）C
（2）0. 47；4. 8；牵拉小车的物体质量没有满足远小于小车质量的条件（没有满足m<解：（1）ABC．“探究加速度与力、质量的关系实验”是加速度、合外力质量的关系，所以平衡摩擦力的目的就是使细线对小车的拉力等于小车所受的合力，故答案为：C。（2）相邻两个计数点的时间间隔
C点时小车的速度 （2）小车的加速度 （2）因为加速度值 过大，小车运动的太快，再结合实验装置分析得出，没有满足牵拉小车的物体质量远小于小车质量的条件（没有满足m<【分析】（1）平衡摩擦力，除去摩擦力对实验的影响，此时拉力即为物体受到的合外力，使实验更准确；
（2）C点的速度等于物体在BD段中运动的平均速度，即利用BD的长度除以对应的时间即可；结合纸带上点的距离，利用逐差法求解物体的加速度即可.
4. B；C；
解：(1)为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动，即平衡摩擦力。AC不符合题意，B符合题意。故答案为：B。(2)只有 时，才可以将小车与砝码受到的合外力看作为砂与砂桶的总重力，因此应选择 最小的一组，ABD不符合题意，C符合题意。故答案为：C。(3)相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，则相邻的计数点时间间隔为
利用匀变速直线运动的推论
可得


为了更加准确的求出加速度，我们对三个加速度取平均值，即
代入数据解得
【分析】（1）纸带上点的间隔越来越小，故速度越来越大，应当减小重力的分力；当物体受力平衡力做匀速直线运动，打出的点间隔应该是均匀的；
（2）当m< （3）结合纸带上点的距离，利用逐差法求解物体的加速度即可。
5.（1）①（2）0.5；0.2
解：（1）由图像①可知，当 时， ，也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，所以图线①是在轨道左侧抬高成斜面情况下得到的。（2）根据 得 ，在图像②中运动的加速度 和所受拉力 的关系图像斜率等于滑块和位移传感器发射部分的质量的倒数．结合图像得：
在水平轨道上 ．加速度 ，根据牛顿第二定律， ．解得
【分析】（1）图像中表明当没有拉力时物体就运动，显然是由于平衡摩擦力过度导致的。
（2）结合牛顿第二定律和图像的横纵坐标求解斜率的表达式，根据表达式分析求解物体的质量。
6.（1）（2）B（3）不再满足砝码和盘的质量远小于小车及车中的砝码的质量；没有平衡摩擦力，或平衡摩擦力时长木板的倾角过小（4）0.50；0.31
解：（1）在消除摩擦力对实验的影响后，那么小车的合力就是绳子的拉力，根据牛顿第二定律得，
对M
解得
当 时，即当砝码和盘的总重力要远小于小车及车中的砝码的重力，绳子的拉力近似等于砝码和盘的总重力。 （2）A．因为是用重力沿倾斜木板向下的分力平衡摩擦力，所以不能将及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上，A不符合题意；
B．设斜面的倾斜角度为 ，当
就平衡了摩擦力，上式中的质量可以抵消，所以改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力，B符合题意；
C．实验时，先接通电源，再释放小车，C不符合题意；
D．小车运动的加速度通过纸带求出，不能通过牛顿第二定律探究牛顿第二定律，即不能用
求出，D不符合题意。
故答案为：B。（3）图1中随着F的增大，即砝码和盘的质量增大，不再满足砝码和盘的质量远小于小车及车中的砝码的质量，因此曲线上部出现弯曲现象。（3）从图2可知，F不等于零时，加速度为零，也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为零，知没有平衡摩擦力，或平衡摩擦力时长木板的倾角过小。（4）两个计数点的时间间隔
根据
运用逐差法得 （4）打计数点“4”时的速度大小
【分析】（1）当m< （2）通过重力沿斜面向下的分力平衡摩擦力，使实验更加精确；
（3）图像中表明当存在拉力时物体没有运动，显然是由于没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足导致的。当m< （4）4点的速度等于物体在35段中运动的平均速度，即利用35的长度除以对应的时间即可；结合纸带上点的距离，利用逐差法求解物体的加速度即可。
7.（1）天平（2）（3）0.020(0.018～0.022均正确)（4）未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
解：（1）本题要测量小车的质量，则需要天平，所以还缺少的一件器材是天平；⑵根据逐差法得： ，
解得： ；（3）根据牛顿第二定律得： ，则F即为 图象的斜率，所以砂和砂桶的总
重力： N，
解得： kg；（4）由c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。
【分析】（1）探究加速度与质量的关系，需要测量物体的质量；
（2）结合纸带上点的距离，利用逐差法求解物体的加速度即可；
（3）结合牛顿第二定律和图像的横纵坐标求解斜率的表达式，根据表达式分析求解物体的质量；
（4）图像中表明当存在拉力时物体没有运动，显然是由于没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足导致的。
8.（1）A,C（2）0.49（3）
解：（1）考察实验操作过程及原理。
A．牛顿第二定律中的作用力是合力，由于客观原因摩擦阻力是存在的，所以实验前先要平衡摩擦力，A符合题意;
B．由于是用拉力传感器测拉力的，所以没必要砂桶的质量远小于小车的质量，B不符合题意;
C．凡涉打点计时器的实验均要求先通电后释放小车，C符合题意;
D．拉力传感器已经测出，不必测砂桶质量，D不符合题意。
故答案为：AC。（2）由逐差公式求加速度为 (3)由于是用动滑轮与小车相连的，所以由牛顿第二定律有
所以图像斜率为
所以小车质量为
【分析】（1）该实验需要平衡摩擦力；由于有拉力传感器所以不需要满足质量要求；也不需要测量砂和砂桶的质量；
（2）利用隔差公式可以求出加速度的大小；
（3）利用斜率可以求出小车的质量。
9.等于；；合外力不变时，小车的加速度与质量成反比（与质量的倒数成正比）。
解：（2）本实验需要平衡摩擦力，轻推不连接砝码盘的小车，如果小车做匀速直线运动，即计时器记录小车通过光电门的时间t1＝t2 ， 则摩擦力得到了平衡。（3）经过光电门A的速度v1＝ ，经过光电门B的速度v2＝ ，小车做匀加速直线运动，有 ﹣ ＝2aL，则小车的加速度a＝ 。（4）根据牛顿第二定律：F＝Ma，得a＝F? ，a﹣ 图象为经过原点的一条直线，说明合外力F不变时，a与 成正比，即合外力不变时，小车的加速度与质量成反比。
故答案为：（2）等于；（3）a＝ ；（4）合外力不变时，小车的加速度与质量成反比（与质量的倒数成正比）。
【分析】（2）利用计时器时间相等可以判别摩擦力得到了平衡；
（3）利用速度位移公式可以求出小车加速度的大小；
（4）利用牛顿第二定律可以得出当合力不变时，加速度和小车的质量成反比。
10.（1）接通（2）不必
解：（1）打点计时器在工作时对纸带会产生阻力，平衡摩擦力时，为了减小实验误差，应先接通电源，让打点计时器处于工作状态；（2）弹簧测力计可直接测出线对小车的拉力，小车的质量不必远大于砝码和砝码盘的总质量；
故答案为：（1）接通；（2）不必
【分析】（1）应该先接通电源再轻推小车判别小车是否做匀速运动；
（2）有弹簧测力计不需要满足质量要求。
11.（1）刻度尺（2）D（3）B（4）GK
解：（1）实验中需要测量纸带上两点之间的距离，所以需要刻度尺；（2）实验中可以适当抬高木板的一侧来平衡摩擦阻力.受力平衡时,小车应做匀速直线运动,所以正确的做法是:放开拖着纸带的小车,能够匀速下滑即可,ABC不符合题意,D符合题意.（3）若木板水平放置，由于摩擦力的存在，当小车受力平衡时，小车的速度达到最大，此时橡皮筋应该处于拉长状态，B符合题意；ACD不符合题意；（4）小车在橡皮筋的作用下，先做加速度减小的加速运动，橡皮筋恢复原长后小车速度达到最大开始做匀速运动，此过程中弹力做功转变为小车的动能，所以在纸带上应该找匀速那一段来求小车的速度，即找GK
【分析】（1）利用刻度尺测量纸带上点的距离，分析物体的运动状态；
（2）平衡摩擦力，除去摩擦力对实验的影响，使实验更准确；
（3）（4）起初在橡皮筋拉力的作用下小车做加速度运动，等到拉力消失后，小车做匀速运动，打出点为间隔均匀的点，应用此段进行测量。
12.（1）小；发射器（2）1；0.5；测量d、L时，因读数产生误差；光电门测时间Δt产生的误差等
解：(1)要使钩码得重力大小等于小车外力，要求小车的质量要远大于钩码质量，因此钩码质量要小一些；小车是运动的物体，要发送自己的位置信息回去，所以小车是位移传感器的发射器。(2)极短时间内的平均速度等于瞬时速度，则B点的瞬时速度
根据
实验所用的器材和我们人眼所读的数值并不是绝对的准确无误的，所以测量d、L时有可能因为读数者的失误带来误差，还有光电门的不准确也会带来实验误差。
【分析】（1）当m< （2）当运动位移很短时，物体的平均速度等于物体运动的瞬时速度，利用宽度除以挡光的时间即可；结合运动的位移和末速度，利用运动学公式求解加速度即可；结合计算加速度是用到的物理量分析求解即可。
13.（1）9.60 （2）小于 （3）能 （4）0.05
解：（1）测量值（d）＝主尺读数（X）+游标尺读数（n×精确度），如图丙所示，其读数为9.60mm；（2）以重物为研究对象，在运动过程中，加速度向下，根据牛顿第二定律：mg﹣F＝ma＞0，即F＜mg；（3）以滑块为研究对象，由牛顿第二定律及匀变速直线运动速度位移公式可得：F合＝F﹣μMg＝Ma ①
v2＝2aL ②
联立①②整理得：v2＝ ?（F﹣μMg）＝ ?F合 ，
实验中做出的v2﹣F图象为一条直线，说明物体质量一定时，加速度与合外力成正比；（4）v2﹣F图象中，直线的斜率k＝ ＝ ＝1.0，解得M＝2.0kg，
v2﹣F图象中，直线的横坐标截距为最大静摩擦力f＝μMg＝1.0N，得μ＝ ＝0.05。
故答案为：（1）9.60；（2）小于；（3）能；（4）0.05
【分析】（1）明确游标卡尺的读数规则进行读数即可；
（2）重物具有向下的加速度，故细线的拉力小于物体的重力；
（3）根据牛顿第二定律和运动学公式列方程，结合图像的横纵坐标变形求解斜率的意义；
（4）结合图像斜率的表达式分析求解动摩擦因数即可。
14.（1）B,D （2）2.00 （3）0.40
解：（1）图线不过原点且力为零时小车加速度不为零；所以木板右端垫起的高度过大（即平衡摩擦力过度），图线末端发生了弯曲现象，是因为当砂桶和沙子的总质量m未远小于小车和砝码的总质量M后，B、D符合题意，A、C不符合题意。
故答案为：BD。（2）相邻两计数点间还有4个点未画出，则两计数点间时间间隔为：T＝0.1s，
根据△x＝aT2 ， 运用逐差法得，小车运动的加速度为：
a＝ ＝ m/s2＝2.00m/s2。（3）设绳子拉力为T，对砂桶和沙子受力分析，由牛顿第二定律可得：mg﹣T＝ma，
对小车和砝码受力分析，由牛顿第二定律可得：T＝Ma
联立解得：a＝
整理得： ，
由 关系图象可得：
解得：M＝0.40kg。
故答案为：（1）BD；（2）2.00；（3）0.40。
【分析】（1）图线不过原点是由于平衡摩擦力过度；图线出现弯曲是因为没有满足质量要求；
（2）利用逐差法可以求出加速度的大小；
（3）利用牛顿第二定律结合图像斜率可以求出小车的质量。
15.（1）需要 （2）不相同 （3）A
解：（1）根据牛顿第二定律，对小盘和砝码分析有：mg﹣F＝ma
对小车分析有：F＝Ma
联立解得：a＝
则拉力：F＝Ma＝ ＝
由上式可知，当m＜＜M时才可以认为拉力F等于小盘和砝码的重力mg；（2）本实验是控制变量法的实验，探究“加速度与合力之间的关系”时，要使拉力改变，则应在小盘中放质量不相同的砝码。（3）A、若用气垫导轨代替平板，摩擦认为等于0，此时合外力即为轻绳的拉力，可以认为合外力不变，则有利于减小误差，A符合题意；
B、若存在摩擦力，则合外力为拉力与摩擦力的合力，当小车的质量发生变化，摩擦力也会变，则合外力会变化，此时就不能保证小车受到的合外力不变，则误差较大，B不符合题意；
C、砝码盘中加的砝码越多，此时合外力即为轻绳的拉力，但砝码和砝码盘的重力不可以近似等于绳子拉力，则不利于减小误差，C不符合题意。
故答案为：A。
故答案为：（1）需要；（2）不相同；（3）A。
【分析】（1）实验利用小盘和砝码的重力近似为拉力需要满足质量要求；
（2）探究加速度与合力的作用需要放置不同的砝码；
（3）存在摩擦力时小车的质量对于摩擦力的大小会有影响；当砝码的质量不能满足质量要求时其重力不能近似为拉力的大小。
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