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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

 发布时间：2021-11-30 01:40:40

❶ （1）为了探究加速度与力、质量的关系，某实验小组设计如图甲所示的实验装置：一个木块放在水平长木板上

由给出的数据可知，重物落地后，木块在连续相等的时间T内的位移分别是：
s 1 =7.72cm，s 2 =7.21cm，s 3 =6.71cm，s 4 =6.25cm，s 5 =5.76cm，s 6 =5.29cm，s 7 =4.81cm，s 8 =4.31cm
以a表示加速度，根据匀变速直线运动的规律，有
a=
( s 5 - s 1 )+( s 6 - s 2 )+( s 7 - s 3 )+( s 8 - s 4 )
16 T 2

又知T=0.04s
解得：a=-3.0m/s 2
重物落地后木块只受摩擦力的作用，用m表示木块的质量，根据牛顿第二定律有：
-μmg=ma
解得μ=0.30
（2）①如图所示：



②红正黑负，红表笔连接表头的正接线柱，故电流从红表笔流入；
③当电压为0.8V时，由I-U图象到电流约为0.01A，故电阻约为80欧姆；
故答案为：（1）①0.04；②3.0；③0.3；（2）①如图所示；②红；③80．

❷ （2010连城县模拟）在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”实验中，某小组设计了如图所示的实验装

（1）对系统研究，加速度a=

mg
M+m
，则绳子的拉力T=Ma＝
Mmg
M+m
＝
mg
1+
m
M
，当砝码盘和砝码的质量远小于小车的质量，T=mg．
（2）在初速度为零的匀变速直线运动中有x=
1
2
at2，若运动时间相等，则位移与加速度成正比．
故答案为：（1）远小于，（2）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x=
1
2
at2知，x与a成正比．

❸ 在探究加速度与力、质量的关系活动中，某小组设计了如图1所示的实验装置．图中上下两层水平轨道表面光滑

（1）两小车均做初速度为零的匀加速直线运动，根据公式s=

1
2
at2有：
对小车1：s1=
1
2
a1t2 ①
对小车2：s2=
1
2
a2t2②
由于：t1=t2③
联立①②③得
a1
a2
=
s1
s2
．
故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．是因为两小车从静止开始做匀加速直线运动，且两小车的运动时间相等；
（2）由毫米刻度尺读出读数为：23.36cm；
两小车从静止开始作匀加速直线运动，且两小车的运动时间相等，所以两小车的位移之比等于加速度之比，即位移与所受合外力成正比，所以拉力之比应该近似等于位移之比，从实验数据中发现第3次实验数据存在明显错误，应舍弃．
故答案为：（1）两小车从静止开始做匀加速直线运动，且两小车的运动时间相等；
（2）23.36；3．

❹ 在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中，某小组设计了如图甲所示的实验装置．图中上下两层水

（1）在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使细线与轨道平行（或水平），如果细线不保持水平，那么小车的合力就不等于绳子的拉力，小车的合力就不能正确测量．
设小车的质量为M，砝码盘和砝码的质量为m，根据牛顿第二定律得：
对m：mg-F拉=ma
对M：F拉=Ma
解得：F拉=

mMg
m+M
=
mg
1+
m
M

当m＜＜M时，即当砝码盘和砝码的总重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于砝码盘和砝码的总重力．
（2）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，是因为两小车从静止开始作匀加速直线运动，且两小车的运动时间相等．
（3）从刻度尺读出A点的读数为0.49cm，B点的读数为23.85cm，所以点运动到B点的位移为23.36cm．
当小车质量一定时，小车的加速度与合力成正比，
而两小车从静止开始作匀加速直线运动，且两小车的运动时间相等，所以两小车的位移之比等于加速度之比，
所以拉力之比应该近似等于位移之比，从实验数据中发现第3次实验数据存在明显错误，应舍弃．
故答案为：（1）细线与轨道平行（或水平），远小于；
（2）两小车从静止开始作匀加速直线运动，且两小车的运动时间相等；
（3）23.36，3．

❺ （ I）在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”实验中，某小组设计了如图所示的实验装置．图中上、下

（ I）
（1）只有让细线与轨道平行，才能保证拉力和小车前进的方向相同，不对小车产生其它影响，只是拉着它前进．故填：细线与轨道平行
（2）假设小车的加速度为a，拉力为F，设砝码盘和砝码的总质量m，小车质量M
对砝码盘和砝码：mg-F=ma；对小车：F=Ma；
联立得：F=

Mmg
M+m
，故只有在M＞＞m的情况下近似认为拉力等于mg．故填：远小于
（3）小车均做匀加速运动，且两小车都从静止开始加速相同的时间，根据s＝
1
2
at2可得，s与a成正比．故填：两小车都从静止开始加速相同的时间，根据s＝
1
2
at2可得，s与a成正比．
（ II）
（1）弹簧秤本身误差就比较大，读数时可不用估读．读数为：3.6
（2）A：因为我们要用力的图示画重力，故需要测出重力的大小；故A需要．
B、C：为了让测出来的两个分力更精确，故弹簧测力计应在使用前校零且拉线方向应与木板平面平行来减小摩擦；故BC需要
D：实验是验证三个力的关系，只要测出三个力就可以了，所以不需要固定O点位置，故D不必要
本题选不必要的，故选：D
（3）弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，可改变合力的大小，即：减小重物的质量，也可以让两个分力夹角变小，即：改变弹簧测力计B的方向或减小弹簧测力计B的拉力使O点向右移动来减小夹角．故填：①改变弹簧测力计B的方向，②减小弹簧测力计B的拉力，③减小重物的质量．三个中的任意两个．
故答案为：Ⅰ：（1）细线与轨道平行；（2）远小于；（3）两小车都从静止开始加速相同的时间，根据s＝
1
2
at2可得，s与a成正比．
Ⅱ：（1）3.6；（2）D；（3）①改变弹簧测力计B的方向，②减小弹簧测力计B的拉力，③减小重物的质量．三个中的任意两个．

❻ 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中．某实验小组用如图所示装置，采用控制变量的方法来研究小车质量

（1）xAB=d2-d1=1.8cm，xBC=d3-d2=2cm，则a=

xBC?xAB
T2
=
(2?1.8)×10?2
0.022
m/s2＝5.0m/s2．
（2）本实验是在小车质量远大于钩码的质量时，用钩码的重力代替绳子的拉力F，随着F增大，说明钩码的重力增大，因此小车质量不再满足远大于钩码的质量，加速度不可能一直均匀增大，加速度的增大幅度将逐渐减小．故C正确．
故答案为：5.0，C．

❼ （1）为了探究加速度与力、质量的关系，某实验小组设计了如图一（甲）所示的实验装置：一个木块放在水平

由图2所示纸带可知，计数点间的时间间隔为：t=0.02s×2=0.04s；
①木块加速阶段的加速度约为：a=

△s
t2
=
0.0156-0.0132
(0.04)2
=1.5m/s2；
②木块做减速运动时加速度约为：a′=
△s′
t2
=
0.0148-0.0164
(0.04)2
=-1.0m/s2，
由牛顿第二定律得：-μmg=ma′，
解得动摩擦因数为：μ=0.10；
③平衡木块与木板间的摩擦力时，应当取下钩码，将木板右端垫高，使木块沿木板匀速下滑；若有效平衡掉摩擦力后，物体将做匀速直线运动，则纸带打出的点迹是均匀的．
故答案为：（1）1.5；（2）0.1；（3）取下重物．右．与木块相连的纸带打出的点间隔均匀（或木块在木板上匀速运动）；
（2）①实验中接法应采用电流表外接法，并且开关应控制整个电路；答案如下图所示；
②由表中数据作出伏安特性曲线，则图象与纵坐标的交点为电源的电动势；则电动势为E=6.1V；图象的斜率等于内阻，则r=
6-5
0.05-0.002
=20.8Ω；
③由表中数据可知，20℃时电阻为：
5.48
0.026
=210Ω；40℃时为：
5.33
0.033
=161Ω；60℃为：
5.20
0.040
=130Ω；随温度的升高，电压减小，而电流增大，则说明随温度的升高，热敏电阻的阻值减小；
故答案为：①如下图；
②如下图；6.1；20.8；
③减小．

❽ 在“探究加速度和力、质量的关系”实验中，某实验小组采用了如图1所示的实验装置进行测量．（1）本实验中

（1）在研究物体的“加速度、作用力和质量”三个物理量的关系时，由于变量较多，因此采用了“控制变量法”进行研究，分别控制一个物理量不变，看另外两个物理量之间的关系，
（2）A、在实验中托盘和砝码的总质量应远小于小车和砝码的总质量时，托盘和砝码的重力才近似等于小车的合外力，故A正确；
B、为了用托盘和砝码的总重力来代替小车所受的合力，应当平衡小车与轨道间的摩擦力，故B正确；
C、开始实验时，应先接通电源，再释放小车，故C错误；
D、实验中，打点计时器应接交流低压电源，故D错误；
故选：AB．
（3）据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2
可以求出加速度：a=

△x
T2
=
0.025?0.023
0．12
m/s2=0.2m/s2；
（4）要探究小车的加速度和力的关系，应该保持小车质量不变，根据F=ma，为了直观地判断加速度a与力F的数量关系，应作出a-F图象．
要探究小车的加速度和质量的关系，应该保持拉力不变，根据a=
F
m
，为了直观地判断加速度a与质量m的数量关系，应作a-
1
m
图象．
故答案为：（1）A；（2）AB；（3）0.2m/s2；（4）作出a-
1
m
图象．

❾ 在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”实验中，某小组设计呢如图所示的实验装置．图中上下两层水平

（1）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）．
（2）在该实验中实际是：mg=（M+m）a，要满足mg=Ma，应该使砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量．
（3）在初速度为零的匀变速直线运动中有x=
1
2
at 2 ，若运动时间相等，则位移与加速度成正比．
故答案为：（1）小车与滑轮之间的细线水平（或与轨道平行）；远小于
（2）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X=
1
2
aT 2 知，X与a成正比

❿ 在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中，某小组设计了如图所示的实验装置．图中上下两层水平

（1）两小车均做初速度为零的匀加速直线运动，根据公式 s=
1
2
a t 2 有：
对小车1： s 1 =
1
2
a 1 t 2 ①
对小车2： s 2 =
1
2
a 2 t 2 ②
由于：t 1 =t 2 ③
联立①②③得
a 1
a 2
=
s 1
s 2
．
故具体推导过程可为： s 1 =
1
2
a 1 t 2 ， s 2 =
1
2
a 2 t 2 ，t 1 =t 2 得：
a 1
a 2
=
s 1
s 2
．
（2）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与轨道平行；
在该实验中实际是：mg=（M+m）a，要满足mg=Ma，应该使砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量．
故答案为：使细绳与木板保持平行；远小于．
（3）两小车从静止开始作匀加速直线运动，且两小车的运动时间相等，所以两小车的位移之比等于加速度之比，即位移与所受合外力成正比，所以拉力之比应该近似等于位移之比，从实验数据中发现第3次实验数据存在明显错误，应舍弃．
故答案为：3．

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