加速度和力的实验装置

(1)小车的总质量(3分)； (2)C

㈡ 如图1，为研究加速度和力的关系的实验装置．（1）在本实验中，用钩码所受的重力大小当做小车所受的______

（1）探究加速度与力的关系，应保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车所受的合力．
用DIS系统测小车的加速度．在改变所挂钩码的数量，多次重复测量中，不需要同时在小车上加减砝码．
（2）根据在某次实验中测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图2所示）．分析此图线的OA段可得出的实验结论是小车的质量一定，加速a与合力F成正比．
由于OA段a-F关系为一倾斜的直线，所以在质量不变的条件下，加速度与外力成正比；由实验原理：mg=Ma
得a=

mg

M

=

F

M

而实际上a′=

mg

m+M

可见A，B段明显偏离直线是由于没有满足M＞＞m造成的，故选项C正确．
故答案为：（1）合力，不需要
（2）小车的质量一定，加速a与合力F成正比，C．

㈢ 探究加速度与力质量的关系的实验装置如图所示下列说法正确的是再平衡摩擦力时

A、在该实验中，我们认为绳子的拉力就等于小车所受的合外力，故在平衡摩擦力内时容，细绳的另一端不能悬挂装砝码的砝码盘，故A错误．
B、由于平衡摩擦力之后有Mgsinθ=μMgcosθ，故tanθ=μ．所以无论小车的质量是否改变，小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面的分力，改变小车质量时不需要重新平衡摩擦力，故B错误；
C、实验时应先接通电源然后再放开小车，故C错误．
D、拉车子一端的绳子必须始终与木板保持平行，故D正确；
故选：D．

㈣ 为了探究“加速度与力、质量的关系”，可以用如图所示的实验装置．（1）为了补偿打点计时器对小车的阻力

（1）为了使盘和盘中重物的总重G充当小车运动的合外力，要先平衡摩擦力，即移动木块来调节木板的倾斜程度，使小车在不受牵引时，能拖着纸带沿木板做匀速直线运动；
实验中还要注意，为了减小误差，与小车相连接的牵引细绳与斜面保持平行；
（2）在牵引绳的拉力作用下，小车从静止开始做匀加速直线运动，测出盘和盘中重物的总重为G，则小车匀加速运动时受到的拉力F≈G，
测出小车运动的位移x和发生这段位移的时间t，根据x=

1

2

at²得：a=

2x

t2

，据此可以计算出小车的加速度；
故答案为：（1）匀速直线，平行；（2）G，

2x

t2

．

㈤ （2013河南二模）“探究加速度与物体受力的关系”的实验装置如图所示．图中小车的质量为m1，纸带穿过固

（1）电火花打点计时器使用220V交流电．
（2）A、该实验首先必须要平衡摩擦力，故A正确．
B、由于该实验的连接方式，重物和小车不具有共同的加速度，小车是在绳的拉力下加速运动，此拉力可由测力计示数获得，不需要用重物的重力来代替，故不要求重物质量远小于小车质量，故B错误．
C、由实验方案的连接方式，绳一端连接小车，一端连接测力计，可知测力计示数总等于小车受到的拉力，故C正确．
D、由于重物向下加速度运动，由牛顿第二定律：m₂g-2F=m₂a，解得：F＝

m2g?m2a

2

，故D错误．
故选：AC
故答案为：
（1）交流220V．
（2）AC．

㈥ 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

解；A、盘和盘中砝码的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x=

1

2

at²，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
C、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、D错误
故选B．

㈦ “用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置如图（a）所示，实验中用所挂钩码的重量作为细线对小车的拉力F

（抄1）在水平轨道上，由于袭受到摩擦力，拉力不为零时，加速度仍然为零，可知图线Ⅱ是在轨道水平的情况下得到的．当轨道的右侧抬高过高时，（平衡摩擦力过度），拉力等于0时，会出现加速度，所以图线①是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的．
（2）根据牛顿第二定律得，F-f=ma，a=

F

m

?

f

m

，图线的斜率表示质量的倒数；因为F=0.5N时，加速度为零，解得f=0.5N．
（3）由于开始段a-F关系为一倾斜的直线，所以在质量不变的条件下，加速度与外力成正比；由实验原理：mg=Ma
得a=

mg

M

＝

F

M

，而实际上a′=

mg

M+m

，可见AB段明显偏离直线是由于没有满足M＞＞m造成的．所以更换实验中使用的钩码规格，采用质量较小的钩码进行上述实验，可以减小弯曲的程度，而将无线力传感器捆绑在小车上，再将细线连在力传感器上，用力传感器读数代替钩码的重力可以避免出现这种情况．故最佳的答案是C选项．
故选：C
故答案为：（1）①（2）0.5（3）C