引入传感器对探究加速度与力、质量关系实验的创新
5探究加速度与物体质量、物体受力的关系(高考物理力学实验)含答案与解析
5探究加速度与物体质量、物体受力的关系（高考物理力学实验）组卷老师：莫老师一．实验题（共50小题）1．某同学“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示．①打点计时器应接（填“交流”或“直流”）电源．②该同学为平衡摩擦力，适当增大靠近打点计时器一端木板与桌面的夹角，直至．③在平衡小车与桌面之间摩擦力后，打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02s．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．该小车的加速度a=m/s2，打点计时器打下计数点3时小车的速度v3=m/s．（计算结果均保留三位有效数字）．2．在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图1所示的实验装置．小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m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．①当M与m的大小关系满足时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．②一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该作a与的图象．③如图2所示为甲同学根据测量数据作出的a﹣F图线，说明实验存在的问题是．④小车带动纸带通过电火花计时器，打出的部分计数点如图3所示．每相邻两点间还有四点未画出来，电火花计时器使用的是220V、T=0.02s的交流电，求：电火花计时器打第2个计数点时，小车的速度v2=m/s，小车的加速度a= m/s2．（结果保留两位有效数字）3．如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置．他在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，力传感器可直接测出绳中拉力，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放．气垫导轨摩擦阻力很小可忽略不计，由于遮光条的宽度很小，可认为遮光条通过光电门时速度不变．（1）该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d=mm．（2）实验时，该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，将滑块从A位置由静止释放，测量遮光条到光电门的距离L，若要得到滑块的加速度，还需由数字计时器读出遮光条通过光电门B的；（3）下列不必要的一项实验要求是A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量B．应使A位置与光电门间的距离适当大些C．应将气垫导轨调节水平D．应使细线与气垫导轨平行（4）改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F，已知滑块总质量为M，用（2）问中已测物理量和已给物理量写出M和F间的关系表达式F=．4．如图1所示，一端带有定滑轮的长木板上固定有甲﹑乙两个光电门，与之相连的计时器可以显示带有遮光片的小车在其间的运动时间，与跨过定滑轮的轻质细绳相连的力传感器能显示挂钩处所受的拉力．不计空气阻力及一切摩擦．（1）先用游标卡尺测遮光片的宽度如图2所示，读出遮光片的宽度d= mm．．（2）在探究“合外力一定时，加速度与质量的关系”时，要使力传感器示数等于小车所受合外力，实验前必要的操作是；此实验是否需要满足小车质量远大于传感器、沙和沙桶总质量（是、否）．（3）实验时，先测出小车质量m，再让小车从靠近光电门甲处由静止开始运动，读出小车在两光电门之间的运动时间t，改变小车质量m，测得多组m﹑t的值，建立合适的坐标系，描点作出图线．下列能直观得出“合外力一定时，物体的加速度与质量成反比”的结论的图线是图3中的．5．某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验，图（a）为实验装置简图．（所用交变电流的频率为50Hz）①影响加速度的因素有合外力F和物体的质量．本实验采用的物理学研究方法是．②图（b）为某次实验得到的纸带，实验数据如图，图中相邻计数点之间还有4个点未画出，根据纸带可求出小车的加速度大小为m/s2．（保留两位有效数字）6．①探究小车加速度与外力、质量关系的实验装置如图（甲）所示．把带有滑轮的长木板左端垫高，在没有牵引的情况下让小车拖着纸带以一定的初速度沿木板运动，打点计时器在纸带打出一行小点，如果，就说明摩擦力和小车重力沿木板向下的分力平衡．②某同学在做验证机械能守恒定律的实验中，使用50Hz交变电流作电源，在打出的纸带上选择5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间还有4个点没有画出，他测量了C点到A点、和E点到C点的距离，如图（乙）所示．则打纸带上C点时物体的速度为m/s，重物的加速度为m/s2．（结果保留两位有效数字）7．在《探究加速度与力、质量的关系》实验中．请完成下列各实验步骤：（1）某组同学用如图（1）所示装置，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到力的关系．这种研究方法叫法．A．首先要，目的是使小车受到合力就是细绳对小车的拉力．B．实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力．C．实验中，在满足塑料桶和砝码的总质量小车质量关系的前提下，塑料桶和砝码总重力才近似等于小车受到的合外力．D．实验中应先打开打点计时器的电源，然后再释放小车．E．改变砝码的个数，多次测量．（2）某组同学通过实验得出数据，并画出a﹣F图象如图（2）所示，那么该组同学实验中出现的问题是．（3）另一组同学想通过该装置研究塑料桶和砝码及小车组成的系统能量转化关系．已知塑料桶和砝码的总质量为m，小车的质量为M．实验中，他通过对纸带的分析和测量得出：当塑料桶及砝码由静止开始下降高度为h时，小车的瞬时速度为v，则该组同学要得到的能量转化关系式为．（用题目给出的物理量表达，忽略小车重力势能的变化）8．在“研究小车加速度与所受合外力的关系”实验中时，甲、乙两实验小组引进“位移传感器”、“力传感器”，分别用如图（a）、（b）所示的实验装置实验，重物通过细线跨过滑轮拉相同质量小车，位移传感器（B）随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器（A）固定在轨道一端．在运动过程中位移传感器（B）发出信号，位移传感器（A）接收信号且显示小车运动的位移．甲组实验中把重物的重力作为拉力F，乙组直接用力传感器测得拉力F，改变重物的重力重复实验多次，记录多组数据，并画出a﹣F图象．（1）甲组实验把重物的重力作为拉力F的条件是．（2）图（c）中符合甲组同学做出的实验图象的是；符合乙组同学做出的实验图象的是．9．“探究物体质量不变时，加速度与物体受力的关系”的实验装置如图甲所示．①除实验装置图甲中显示的实验器材外，还缺少哪些器材；②在平衡小车与木板之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02s．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．该小车的加速度a=m/s2．（结果保留2位有效数字）③平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．将砝码盘中砝码总重力mg视为合外力F，本次实验中，砝码盘中的砝码取自小车中，故系统的总质量不变．根据实验数据，并作出a﹣F图象，如图丙．请问：经检验该同学“平衡摩擦力”做得很精确，但作出的a﹣F图线仍不通过原点，主要原因是；本次实验中，是否应该满足M≫m这样的条件？（M表示小车总质量，m 表示砝码及砝码盘重物总质量）（填“是”或“否”）．10．要利用轨道、滑块（其前端固定有挡光窄片K）、托盘、砝码、轻滑轮、轻绳、光电计时器、米尺等器材测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ，某同学设计了如图甲所示的装置，滑块和托盘上分别放有若干砝码，滑块质量为M，滑块上砝码总质量为m′，托盘和盘中砝码的总质量为m．轨道上A、B两点处放置有光电门（图中未画出）．实验中，重力加速度g取10m/s2．（1）用游标卡尺测量窄片K的宽度d，如图乙所示，则d=mm，用米尺测量轨道上A、B两点间的距离x，滑块在水平轨道上做匀加速直线运动，挡光窄光通过A、B两处光电门的挡光时间分别为t A、t B，根据运动学公式，可得计算滑块在轨道上加速运动的加速度的表达式为a=；（2）该同学通过改变托盘中的砝码数量，进行了多次实验，得到的多组数据如下：请根据表中数据在图丙中作出a﹣m图象．从数据或图象可知，a是m的一次函数，这是由于采取了下列哪一项措施．A．每次实验的M+m′都相等B．每次实验都保证M+m′远大于mC．每次实验都保证M+m′远小于m D．每次实验的m′+m都相等（3）根据a﹣m图象，可知μ=（请保留两位有效数字）．11．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）、小车、计时器一个、米尺．（1）填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤（不考虑摩擦力的影响）①让小车自斜面上方一固定点A l从静止开始下滑至斜面底端A2，记下所用的时间t．②用米尺测量A l与A2之间的距离s．则小车的加速度a=．③用米尺测量A1相对于A2的高度h．所受重力为mg，则小车所受的合外力F=．④改变，重复上述测量．⑤以h为横坐标，为缎坐标，根据实验数据作图．如能得到一条过原点的直线，则可以验证“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”这一规律．（2）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：①调节斜面倾角，使小车在斜面上匀速下滑．测量此时A1相对于斜面底端A2的高度h0．②进行（1）中的各项测量．③计算与作图时用（h﹣h0）代替h．对此方案有以下几种评论意见：A、方案正确可行．B、方案的理论依据正确，但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动．C、方案的理论依据有问题，小车所受摩擦力与斜面倾向有关．其中合理的意见是．12．如图1所示为“探究加速度与物体受力与质量的关系”实验装置图．图中A为小车，B为装有砝码的小桶，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电火花打点计时器相连，计时器接50H Z交流电．小车的质量为m1，小桶（及砝码）的质量为m2．（1）下列说法正确的是．A．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力B．实验时应先释放小车后接通电源C．本实验m2应远大于m1D．在用图象探究加速度与质量关系时，应作a﹣图象（2）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a ﹣F图象，可能是图2中的图线．（选填“甲”、“乙”、“丙”）13．在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示．（1）为了平衡小车与木板间的摩擦力，应适当抬高木板端（填“左”或“右”）．（2）在此实验中，要求钩码的质量小车的质量（填“远大于”或“远小于”）（3）若有一位同学按要求打出一条纸带，已知计时器的时间间隔为0.02s，每5个点取一个计数点，如图乙所示，则计数点12间的距离cm，计数点4的速度m/s，小车的加速度是m/s2．14．在探究“加速度与力、质量的关系”的活动中：（1）某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装成如图1所示．请你指出该装置中两处错误或不妥之处：①；②．（2）改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验．图2是他在实验中得到的一条纸带，图中相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s，由图中的数据可算得小车的加速度a为m/s2．（图中数据单位均为cm）15．一同学在探究加速与合外力和质量的关系时，利用了如图甲所示的实验装置完成了实验探究，回答下列问题：（1）如图甲中保持长木板水平，下列操作必要的有．A．通过改变砂桶中砂的质量来改变牵引力大小B．本实验中不必满足砂与砂桶的总质量远小于小车的质量C．如果在小车与细绳之间加一力传感器，则仍需测出砂和砂桶的总质量D．实验时应先释放小车再接通电源（2）为了减小实验误差，可以将长木板的右端适当垫高以平衡摩擦力，则下列叙述正确的是．A．平衡摩擦力时，取下砂桶和纸带，改变斜面的倾角使小车在长木板上匀速下滑B．平衡摩擦力的目的是使细绳的拉力与摩擦力平衡C．平衡摩擦力后小车受到的合外力等细绳的拉力D．平衡摩擦力时将长木板的一端垫高，只要通过砂桶牵引小车匀速运动即可（3）如果某次操作得到的纸带如图乙，其中O、A、B、C为等时间间隔的计数点，打点计时器的打点周期为T=0.02s，则小车的加速度大小为（结果保留两位小数）．（4）该同学在长木板水平和倾斜两种情况下分别探究了加速度与合外力的关系，并将多次操作所得的实验数据描绘在了如图丙的坐标系中，则图线（填“A”或“B”）应为长木板倾斜情况的加速度与合外力的关系图线，由力象可得小车的质量为kg．16．某实验小组利用如图的实验装置来探究加速度与质量、合外力的关系，将右端带有轻小且光滑的定滑轮的长木板左端抬起固定在水平桌面上，并在长木板上合适的位置固定两光电门A和B．现将一带有遮光条的物块放在长木板上，并用轻质细绳跨过定滑轮连接一质量为m的钩码Q，然后将物块由静止释放，已知两光电门之间的距离为L，物块和遮光条的总质量为M，遮光条宽度为d（d远小于L），物块经过两光电门时的挡光时间分别为△t A、△t B．回答下列问题：（1）该小组的同学平衡摩擦力后，实验还需满足，物块受到的合外力才近似等于钩码的重力，物块在长木板上下滑时加速度a=（用d、L、△t A、△t B表示）．（2）实验前，该小组的同学已经平衡了摩擦力，则（填“可以”或“不可以”）用该装置验证物块与钩码Q组成的系统的机械能守恒，其原因为．17．为了探究物体的加速度与质量的关系时，某实验小组的同学设计了如图所示的实验装置，装置中有电磁打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码（总质量用M表示）、砂和砂桶（总质量用m表示）、刻度尺等，请回答下列问题：（1）为了完成本实验，下列实验器材中必不可少的是．A．低压直流电源B．秒表C．天平（附砝码）D．低压交流电源（2）实验误差由偶然误差和系统误差，本实验中纸带与打点计时器、小车与长木板之间的摩擦和阻力对实验的影响属于系统误差．为了使实验结果更贴近结论，应尽量地减少摩擦阻力的影响，即按如图的方式将长木板的一端适当垫高，以平衡摩擦力时，取下沙桶并将纸带穿过打点计时器，使小车带动纸带在长木板上做运动．（3）探究小车的加速度与其质量的关系时，可以通过改变小车中砝码的个数来改变小车的质量．在完成本实验时，为了使沙桶的总重力近似地等于小车的牵引力，则沙桶的总质量与小车的总质量的关系应满足．（4）该实验小组的同学在某次测量时，得到了如图所示的纸带，其中A，B，C 为相邻的三个计数点，且相邻两计数点的打点频率为f，AB两点间的距离用x1表示，BC两点间的距离用x2表示，则该小车加速度的表达式a=，如果f=10Hz、x1=5.90cm、x2=6.46cm，则加速度的值应为a=m/s2（保留两位小数）．（5）在完成以上操作后，将得到的数据用图象进行处理，则小车的加速度的倒数关于小车的质量M的函数图象符合实际情况的是．18．某实验小组同学用如图1所示装置“探究物体加速度与力、质量的关系”。
对探究加速度与力、质量的关系中两个图像的讨论
对探究加速度与力、质量的关系中两个图像的讨论人教版必修一《实验：探究加速度与力、质量的关系》这一节涉及加速度、合外力和质量三个物理量，应使用控制变量法研究。
探究加速度与合外力的关系时，保持物体的质量不变；探究加速度与质量的关系时，保持物体所受的合外力不变。
为了直观地研究这两个关系，可以运用图像法。
加速度与力成正比例关系，作出的图像是过原点的一条直线。
加速度与质量成反比例关系，作出的图像是双曲线的一支，双曲线是不好辨识的。
因而作加速度与质量倒数的关系图像，将反比例关系转换为正比例关系。
一种常见的实验方案如图1所示。
这种实验方案存在系统误差，两个图像都会出现偏离直线的现象。
这两个图像是重要的考点，很多题目中都出现相关问题。
学生对两个图像的理解也有一定困难。
下面对这两个图像分别进行讨论。
一、加速度与力的图像研究对象是小车，小车的加速度通过打点计时器所打的纸带求出，小车所受的力为细线的拉力。
摩擦阻力对这个实验有影响，应该将长木板安装打点计时器的一端垫高成为斜面，利用重力沿着斜面的分力将摩擦阻力平衡掉。
如果摩擦阻力被完全平衡掉了，小车所受的合力就等于细线的拉力。
细线中的拉力是无法测量的，所以实验操作时把所悬挂钩码的重力当做小车所受的合力。
而小车在做加速运动时，钩码的重力并不等于细线的拉力。
假设不考虑摩擦阻力，对小车和钩码分别受力分析，应用牛顿第二定律得：根据②式可得F小车所受拉力F是小于钩码的重力mg的，只有m？垲M时，才可以认为F≈mg。
把①式中的mg换成合外力F，得到，作加速度a与合外力F的关系图像时，斜率k=，因为通过不断添加钩码改变细线中的拉力和小车的加速度，钩码的质量m不断增大，斜率k就会不断减小，作出的图像就会向下弯曲，如图2所示。
刚开始实验时，所挂钩码的质量比较小，满足m？垲M，斜率的变化不明显，图线基本是一条直线。
后来钩码挂得多了，钩码的质量偏大了就不满足m？垲M这个条件了，斜率的变化就比较明显了，图线就出现了一定的弯曲。
4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系-同步练习(含解析)—【新教材】人教版高中物理必修第一册
4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系一、单选题1.图（a）为“利用DIS研究小车加速度与力的关系”的实验装置，阻力忽略不计，得到a-F的关系如图（b）所示。
则实验过程中需满足的条件为（）A.小车质量较大且不变B.小车质量较小且不变C.钩码质量较大且不变D.钩码质量较小且不变2.实验室用滑轮、小车、打点计时器、砂桶、细线、纸带等实验器材组成如图所示实验装置可以完成多个力学实验，利用该装置进行如下实验时，以下说法正确的是（）A.在“研究匀变速直线运动”时必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力影响B.在“研究匀变速直线运动”时必须使砂和砂桶总质量远小于小车的质量C.在“探究加速度a与小车质量M关系”时每次改变小车质量之后要重新平衡摩擦力D.在“探究加速度a与力F关系”时要调整滑轮高度使连接小车细线与木板平行3.下列器材中，“探究求合力的方法”和“探究加速度和力、质量的关系”实验都需要用到的是（）（填写字母）A. B. C. D.4.某小组利用如图所示的实验装置做“探究加速度与力、物体质量关系”的实验．实验中平衡摩擦力后，他们还调节木板上定滑轮，使牵引小车的细线与木板平行，这样做的目的是（）A.避免小车在运动过程中发生抖动B.使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C.保证小车最终能够做匀速直线运动D.使细线拉力等于小车受到的合力5.某学生做“验证牛顿第二定律”的实验在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大。
他所得到的a-F关系可用下列哪根图线表示？图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力。
（）A. B. C. D.6.“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示。
实验时小刚同学将长木板平放在水平桌面上，并利用安装在小车上的拉力传感器测出细线的拉力，保持小车的质量不变，改变钩码的个数，得到多组数据，从而确定小车加速度a与细线拉力F的关系。
图乙中符合小刚的实验结果的是（）A. B.C. D.7.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中：某组同学用如图所示装置，采用控制变量的方法，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到的力的关系，下列措施中正确的是（）①首先要平衡摩擦力，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力②平衡摩擦力的方法就是，在砂桶中添加砝码，使小车能匀速滑动③每次改变拉小车的拉力后都需要重新平衡摩擦力④实验中通过在砂桶中增加砝码来改变小车受到的拉力⑤实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源⑥实验中绳子拉力方向跟平板平行A.①④⑤B.②③⑥C.①③⑥D.①④⑥8.在研究加速度a和力F、质量m的关系时，应用的是（）A.控制变量法B.等效替代法C.理论推导法D.理想实验法二、多选题9.利用如图所示的实验装置探究相关的力学实验，下列说法错误的是（）A.“探究速度随时间变化规律”的实验中，不需要平衡摩擦力B.探究“功和速度变化关系”的实验中，只打出一条纸带不能进行探究C.探究”加速度和力、质量的关系”实验中，物块的质量应远小于小车和砝码的总质量D.利用该实验装置，只要平衡摩擦力，就可以用来“探究机械能守恒定律”实验10.在利用打点计时器和小车来做“验证牛顿运动定律”的实验时，下列说法中正确的是A.平衡摩擦力时，应将砝码及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上B.连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行C.平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动D.小车释放前应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车11.如图所示是某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小B.形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大C.形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小D.形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大12.在《验证牛顿第二定律》的实验中，在研究作用力一定时加速度与质量成反比的结论时，下列说法中正确的是（）A.平衡摩擦力时，应将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上B.每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力C.实验时，先放接通打点计时器电源，再立刻放开小车D.小车运动的加速度，可从天平测出装砂小桶和砂的质量m及小车质量M，直接用公式a= 求出（m<<M）13.小明用如图所示装置研究加速度与力的关系，图中带滑轮的长木板水平放置于桌面，拉力传感器可直接显示所受到的拉力大小．实验时，下列操作必要且正确的是________。
物理课题研究范文5篇
物理课题研究范文5篇物理课题研究范文1：课题名称：探究加速度与力、质量的关系一、研究背景与意义在物理学中，加速度是描述物体运动速度变化快慢的物理量。
通过探究加速度与力、质量的关系，可以深入理解牛顿第二定律的基本原理，并为实际工程应用提供理论支持。
二、研究内容与方法1.实验设计：设计实验装置，通过改变施加在物体上的力，以及测量物体的质量，来探究加速度与力、质量的关系。
2.数据采集：使用打点计时器和光电门等设备，准确测量物体的加速度，并记录力与质量的数值。
3.数据分析：将实验数据进行分析，探究加速度与力、质量之间的定量关系。
4.误差分析：对实验中的误差来源进行分析，如摩擦力、空气阻力等，以提高实验的精度。
三、预期结果与价值通过本课题的研究，预期能够得出加速度与力、质量之间的准确关系，验证牛顿第二定律的正确性。
同时，为实际工程中优化运动系统的性能提供理论支持。
四、研究计划与时间表1.第一阶段（1-2个月）：完成实验装置的设计与制作。
2.第二阶段（3-4个月）：进行实验并采集数据。
3.第三阶段（5-6个月）：数据分析与误差分析。
4.第四阶段（7-8个月）：撰写研究报告及论文。
以上内容仅供参考，具体研究计划可根据实际情况进行调整。
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五、实验过程与数据记录实验过程：1.将实验装置置于稳定的桌面上，调整实验器材，确保测量准确。
2.选取合适的滑块，将其置于导轨上，并使用天平测量其质量。
3.启动实验装置，使滑块在导轨上做初速度为0的匀加速直线运动。
4.使用打点计时器和光电门等设备，测量滑块的加速度。
5.改变施加在滑块上的力，重复实验多次，以获取多组数据。
数据记录：六、实验结果与讨论根据实验数据，我们可以得出以下结论：1.在力保持不变的情况下，物体的质量越大，加速度越小。
这符合牛顿第二定律，即F=ma，力相同的情况下，质量越大，加速度越小。
2.在质量保持不变的情况下，施加的力越大，加速度越大。
(浙江选考)高考物理二轮复习 专题06 实验：探究加速度与力、质量的关系试题(含解析)-人教版高三全
实验：探究加速度与力、质量的关系1．实验原理〔见实验原理图〕〔1〕保持质量不变，探究加速度跟合外力的关系． 〔2〕保持合外力不变，探究加速度与质量的关系． 〔3〕作出a －F 图象和a －1m图象，确定其关系．2．实验器材小车、砝码、小盘、细绳、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线两根、纸带、天平、米尺． 3．实验步骤〔1〕用天平测出小车和盛有砝码的小盘的质量m 和m′，把数据记录在表格中； 〔2〕把实验器材安装好，平衡摩擦力；〔3〕在小盘里放入适量的砝码，把砝码和小盘的质量m′记录在表格中； 〔4〕保持小车的质量不变，改变砝码的质量，按上面步骤再做5次实验； 〔5〕算出每条纸带对应的加速度的值并记录在表格中；〔6〕用纵坐标表示加速度a ，横坐标表示合外力，即砝码和小盘的总重力m′g，根据实验数据在坐标平面上描出相应的点，作图线；〔7〕用纵坐标表示加速度a ，横坐标表示小车质量的倒数，在坐标系中根据实验数据描出相应的点并作图线。
4．数据处理〔1〕利用Δx ＝aT 2与逐差法求a .〔2〕以a 为纵坐标，F 为横坐标，根据各组数据描点，如果这些点在一条过原点的直线上，说明a 与F 成正比．〔3〕以a 为纵坐标，1m为横坐标，描点、连线，如果该线为过原点的直线，就能判定a 与m 成反比．1．须知事项〔1〕平衡摩擦力：适当垫高木板的右端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力．在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动．〔2〕不重复平衡摩擦力．〔3〕实验条件：m≫m′.〔4〕一先一后一按：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后释放小车，且应在小车到达滑轮前按住小车．2．误差分析〔1〕因实验原理不完善引起的误差：本实验用小盘和砝码的总重力m′g代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力．〔2〕摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差．1．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＝50 Hz.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；改变砂桶中沙子的质量，重复实验三次．〔1〕在验证“质量一定，加速度与合外力的关系〞时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的图象，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远小于小车和砝码的总质量〔即〕D．砂桶和沙子的总质量未远小于小车和砝码的总质量．〔2〕实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示，图中、、、、、、为相邻的计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，如此小车运动的加速度＝_____.〔结果保存3位有效数字〕〔3〕小车质量一定，改变砂桶中沙子的质量，砂桶和沙子的总质量为，根据实验数据描绘出的小车加速度与砂桶和沙子的总质量之间的关系图象如图丁所示，如此小车的质量_____.〔g=10m/s2〕【答案】〔1〕BD 〔2〕2.00 〔3〕 0.4〔2〕相邻两计数点间还有4个点未画出，如此两计数点间时间间隔小车运动的加速度〔3〕设绳子拉力为，对砂桶和沙子受力分析，由牛顿第二定律可得：对小车和砝码受力分析，由牛顿第二定律可得：联立解得：，整理得：由关系图象可得：，解得：。
高中物理精品实验：实验二：探究加速度与力、质量的关系
实验二：探究加速度与力、质量的关系[实验目的]通过实验探究物体的加速度与它所受的合力、质量的定量关系[实验原理]方案一1、控制变量法：⑴保持m一定时，改变物体受力Ｆ测出加速度ａ，用图像法研究ａ与Ｆ关系⑵保持Ｆ一定时，改变物体质量m测出加速度ａ，用图像法研究ａ与m关系2、物理量的测量：（1）小车质量的测量：天平（2）合外力的测量：小车受四个力，重力、支持力、摩擦力、绳子的拉力。
为使合外力等于钩码的重力，必须：①平衡摩擦力：平衡摩擦力时（要或不要）挂小桶，应连着纸带且通过打点记时器的限位孔，．将长木板倾斜一定角度，此时物体在斜面上受到的合外力为0。
做实验时肯定无法这么准确，我们只要把木板倾斜到物体在斜面上大致能够匀速下滑（可以根据纸带上的点来判断），这就说明此时物体合外力为0，摩擦力被重力的沿斜面向下的分力给抵消了。
由于小车的重力G、支持力N、摩擦力f相互抵消，那小车实验中受到的合外力就是绳子的拉力了。
点拨：整个实验平衡了摩擦力后，以后是改变托盘和砝码的质量，还是改变小车及砝码的质量，都（需要或是不需要）重新平衡摩擦力.②绳子的拉力不等于沙和小桶的重力：砂和小桶的总质量小车的总质量时，可近似认为绳子的．拉力等于．．．．．．．．推导：实际上m/g=(m+ m/)a,F=ma,得F=m m/g/(m+ m/);．．．．沙和小桶的重力。
理论上F= m/g，只有当m/＜＜m时，才能认为绳子的拉力不等于沙和小桶的重力。
点拨：平衡摩擦力后，每次实验必须在满足小车和所加砝码的总质量远大于砝码和托盘的总质量的条件下进行.只有如此，砝码和托盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等.在画图像时，随着勾码重量的增加或者小车质量的倒数增加时，实际描绘的图线与理论图线不重合，会向下弯折。
[实验器材]一端附有滑轮的长木板、小车、细线和小桶、天平、砝码、钩码（或槽码）、打点计时器、学生电源、纸带、刻度尺[实验步骤]⑴用天平测出小车和小桶的质量m 和m/把数值记录下来。
第四章 专题强化14 实验：验证牛顿第二定律
专题强化14实验：验证牛顿第二定律[学习目标] 1.进一步理解探究加速度与力、质量的关系的实验方法。
2.会利用牛顿第二定律分析实验数据和实验误差。
在“验证牛顿第二定律”实验中需注意以下几个方面：1．平衡阻力：适当垫高木板的右端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力，在平衡阻力时，不要把悬挂槽码的细绳系在小车上，让小车拉着打点的纸带匀速运动。
2．不重复平衡阻力。
3．实验条件：小车的质量m远大于槽码的质量m′。
4．一先一后一按：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后释放小车，且应在小车到达定滑轮前按住小车。
5．作图像时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能均匀分布在所作直线两侧。
6．作图时两坐标轴标度比例要选择适当。
各量需采用国际单位。
例1某实验小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。
(1)下列做法正确的是________(填字母代号)。
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．在调节木板倾斜度来平衡木块受到的阻力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上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)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________木块和木块上砝码的总质量。
(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)(3)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套如图所示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡阻力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图中甲、乙两条直线。
设甲、乙用的木块质量分别为m 甲、m 乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m 甲________m 乙，μ甲________μ乙。
(选填“大于”“小于”或“等于”)答案 (1)AD (2)远小于 (3)小于 大于解析 (1)实验中细绳要保持与长木板平行，A 项正确；平衡阻力时不能将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上，B 项错误；实验时应先接通打点计时器的电源再放开木块，C 项错误；通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新平衡阻力，D 项正确。
实验：探究加速度与力、质量的关系
实验：探究加速度与力、质量的关系高中物理必修1 第四单元微专题1 课时2学习目标1.经历探究加速度与力、质量的关系的设计过程，能够依据要求进行实验设计，学会选择合理的实验方案进行探究实验。
2.经历用图像处理数据的过程，从图像中发现物理规律，培养学生收集信息，获取证据的能力。
3.经历实验操作和测量的过程，知道如何平衡摩擦力、减小系统误差等操作方法，体会探究过程的科学性和严谨性，培养与人合作、学会分享的团队精神。
情境导入日常生活中,我们常见到这样的情境:若帮忙推车的人越多,推力越大,车的速度改变就越快;相同推力下,若汽车是空车,则比满载时速度改变快。
可见,汽车获得的加速度与其质量和所受外力有关。
这节课我们就用实验来探究加速度与力、质量之间的关系。
学习任务任务二赛车如何获得更大的加速度学习活动【活动】决定赛车加速度大小的因素2.1A问题与任务：（1）观看视频:8000马力挑战10000马力,顶级直线加速赛车大战。
（2）查阅资料:什么是直线加速赛车。
收集一般的汽车和直线加速赛车的主要参数,根据它们的区别,猜想影响赛车加速度大小的因素有哪些,请写下你的初步判断。
2.2B问题与任务：（1）猜想:物体的加速度a与它受到的作用力F可能成什么关系;物体的加速度a与物体质量m可能成什么关系。
（2）现在需要研究的物理量有a、F、m三个,需要用什么方法进行研究?（3）实验中如何测定a、F、m这些物理量?为了使研究更加简单,应使物体做运动。
测定物体的加速度a,需要哪些实验器材,如何测量?测定物体受到的作用力F,需要哪些实验器材,如何测量?测定物体的质量m,需要哪些实验器材,如何测量?（4）根据实验室能提供的器材,设计实验方案,讨论一下谁的方案更加简单易行。
（5）设计一个数据采集的表格,思考如何处理这些数据。
2.3C问题与任务：实验探究一数据处理及误差分析：实验探究二数据处理及误差分析：实验结论：物体的加速度a与它受到的力F及它的质量m之间应该满足这个表达式：。
专题20 探究加速度和力、质量的关系(解析版)
2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练专题20 探究加速度和力、质量的关系导练目标导练内容目标1教材经典实验方案的原理、步骤和数据处理目标2新高考的常见五种改进创新实验一、教材经典实验方案的原理、步骤和数据处理1.实验目的：探究加速度与力、质量的关系。
2.实验器材：打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平、刻度尺、砝码。
3.实验思路：(1)控制变量法的应用：将小车置于水平木板上,通过滑轮与小盘和砝码相连,小车可以在小盘和砝码的牵引下运动。
①保持小车质量不变,研究加速度与力的关系。
②保持小车所受的拉力不变,研究加速度与质量的关系。
（2）物理量的测量①用天平测量质量:为了改变小车的质量,可以在小车中增减砝码的数量。
②将打点计时器的纸带连在小车上,根据纸带上打出的点来测量加速度。
③现实中,仅受一个力作用的物体几乎不存在。
然而,一个单独的力的作用效果与跟它大小、方向都相同的合力的作用效果是相同的。
因此,实验中作用力F的含义可以是物体所受的合力。
用阻力补偿法确定小车受到的合力——小盘和砝码的牵引力。
4.进行实验①称量质量——用天平测量小盘和小车的质量。
②安装器材——按如图所示装置安装器材(暂时不把悬挂小盘的细绳系在小车上)。
③阻力补偿法平衡摩擦及其他阻力——在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块,反复移动薄木块的位置,直至小车能拉着纸带匀速下滑。
④测量加速度1)保持小车的质量不变,打出一条纸带。
计算小盘和砝码的重力,由纸带计算出小车的加速度,并填入表中。
改变小盘内砝码的个数,并多做几次实验。
2)保持小盘内的砝码个数不变,在小车上放上砝码改变小车的质量,让小车在木板上滑动打出纸带。
计算砝码和小车的总质量,并由纸带计算出小车对应的加速度,填入表中。
改变小车上砝码的个数,多做几次实验。
5.数据分析①利用Δx=aT2及逐差法求a。
②以a为纵坐标,F为横坐标,根据各组数据描点,如果这些点在一条过原点的直线上,说明a 与F成正比。
5.2加速度与力、质量的关系【新教材】高中物理必修第一册寒假复习主观题知识点专项练习
高一物理鲁科版（2019）必修第一册寒假复习主观题知识点专项练习：5.2加速度与力、质量的关系1．科学研究中，把测量值与真实值之差称为绝对误差，绝对误差与真实值的比值称为相对误差。
相对误差通常表示成百分比形式。
测量的相对误差不仅与所用测量工具有关，也与被测量的物理量大小有关。
当用同一种工具测量时，被测量的数值越大，测量结果的相对误差就越小。
若要求测量的相对误差不超过5%，则用该尺测量的长度小于___________m时就不再符合要求。
2．有一种加速度传感器通过测量作用在质量块上的力，根据质量块的质量求得加速度，其依据的物理定律是___________。
这类加速度传感器___________（选填“能”或“不能”）用于研究加速度与力、加速度与质量的关系的实验。
3．如图所示为“用DIS实验系统研究物体的加速度与力的关系”的实验装置，该实验需要使用______传感器；实验中应保持_______不变。
4．如图甲为“用DIS 研究加速度与力的关系”的实验装置。
实验中用回形针的重力大小代替小车所受拉力的大小F，并通过DIS 系统测得小车的加速度a。
某同学第一次将轨道水平放置进行实验，作出a-F 图线；第二次将轨道倾斜放置（B 端垫高，轨道与水平面的倾角为θ）进行实验，作出a-F 图线。
如图乙所示图线是在轨道___________（选填“水平”、“倾斜”）的情况下得到的，图线纵截距最大可达到的值为______。
5．用图甲所示的装置探究加速度与力、质量之间的关系，图乙是其俯视图．两个相同的小车放在光滑水平板上，车左端各系一条细绳，绳跨过定滑轮个挂一个相同的小盘，盘中可放砝码．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，合上夹了，两小车同时停止．实验中可以通过在车中放砝码改变小车的质量．（1）探究“加速度与质量之间的关系”时，应在小盘中放质量（选填“相同”或“不相同”）的砝码；（2）为使小车所受的拉力近似等于小盘和砝码的总重力，应使小盘和砝码的总质量（选填“远大于”或“远小于”）小车的质量；（3）实验中，两小车的加速度之比（选填“大于”、“等于”或“小于”）小车通过的位移之比．6．图1为某实验小组做“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，实验中用砂和砂桶的总重力作为细线对小拉力的大小。
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Ｃ ． 实验 中需要 测 出小 车和传感 器 的总 质量
Ｄ ． 用 加沙 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 ） ０ ． １ ６ ｍ／ ｓ 。 （ 分 析略 ） 。
（ ２ ） 实验装 置 置 于水 平 长木 板 上 ， 小 车 与绳 间装
个 点取 一个计 数 点 ， 量 出相 邻 计数 点 之 间 的距 离 ， 则
小 车 的加速度 ｎ— ｍ／ ｓ 。 （ ２ ） 改 变 小 桶 中沙 的重 力 ， 多次 重 复 实验 ， 获 得 多组数 据 ， 描 绘 小 车 加 速 度 ａ 与 合 力 Ｆ（ Ｆ— Ｆ 一 Ｆ。 ） 的关 系 图像 。不 计 纸 带 与 计 时 器 间 的摩 擦 。如
图 ３ 所 示 的 四个 图 像 中可 能 正 确 的 是 。
变斜 面倾 角 ， 直 到 小 车 后 面 的 纸带 打 出 的 点 均 匀 分 布， 小车 即 做 匀 速 运 动 。这 时小 车所 受 重 力 沿 斜 面
向 下的分 力 与摩擦 力 刚 好抵 消 。平行 于 斜 面 的拉 力
１ ． 必须 “ 平衡 摩擦 力” 。 如图 ｌ 所示 是探 究 小 车 的加 速度 与 力 关 系 的实
验 装 置 。小 车 在水平 桌 面 上受 重 力 、 支持力、 绳 的拉 力 和摩擦力 四个 力 作用 ， 其 中重 力 和支 持 力 为 一 对 平衡力， 小 车 所 受 的拉 力 和 摩 擦 力 的合 力 就是 小 车
车 质量 与 所挂 沙 及小 桶 总质 量关 系 的条件 是 本实 验
器 的小 车放 置 于水 平 长 木 板 上 ， 缓 慢 向小 桶 中加 入 细沙 ， 直到小 车 刚开 始运 动 为 止 ， 记下 传 感 器 的最 大 示 数 Ｆ。 ， 以此 表示 小 车所 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 沙 ， 记 下传
力， 下列 叙 述 中正确 的是
的 小 车 开 始 运 动
。
始 运 动 为止 ， 记下 的最 大 示数 Ｆ。 为 小 车 与木 板 间 的
最 大 静摩 擦 力 （ 近似看成滑动摩 擦力） ； 将小车放 回 原 处并 按 住 ， 继续 向小 桶 中加 入 细 沙 ， 记 下 传感 器 的 示数 Ｆ 是 小 车静 止时 绳 中 的拉 力 ， 它 等于 小 桶 和 沙 的总 重力 。描绘 的小 车加 速度 ａ与 合力 Ｆ（ Ｆ—Ｆ 一 Ｆ。 ） 的关 系 图像 相 当于 无 传 感 器 下 平 衡 摩 擦 力 后 描 绘 的小 车 加速 度 与作 用力 （ 沙 和 小 桶 的 总重 力 ） 的 图 像， Ｃ、 Ｄ 均错 误 。此 时 将 沙 和 小 桶 的 总 重 力 视 为拉
才 可能 近似 等于小 车受 到 的合外 力 。
２ ． 确 保相 应 的“ 质 量关 系” 。 平衡 摩擦 力 后 ， 小 车 在 小 桶 和 沙 的牵 引 下 做 加
速 运动 。设 绳 中拉力 为 Ｔ， 小 车 的质量 为 Ｍ ， 小桶 的
质 量为 Ｍ ， 放 入其 中沙 的质 量为 ， 加 速 度为 ｎ， 则
的总质 量 （ Ｍ ＋ｍ ） 远 小 于小 车 的 总质 量 Ｍ 时 ， 才 能 用沙 和小 桶 的总 重力 代 替 小 车 的拉 力 。而 实 际上
Ｂ ． 实验 中需要 将长 木板 右端 垫高
小 车所 受 的拉 力 要 小 于 沙 和 小 桶 的 总 重 力 ， 由 于实
验 原理 的不 完善 ， 导 致 该 实验 存 在 系统 误 差 ， 且 沙 和 小 桶 的质量 越 大 ， 引起 的系统误 差就 越大 。 二．引入传 感器 后对 实验 的两 大创 新 １ ＿ 不需 要“ 平 衡 摩擦力 ” 。
Ｆ 。 （ 选 填“ ＜” “ ＝” 或“ ＞” ） 。 （ ４ ） 关 于该 实验 ， 下列 说法 中正 确 的是 。 Ａ． 小 车和传 感器 的 总质 量 应远 大 于 小 桶 和沙 的
总 质 量
＿ 了 。 当 Ｍ ＋ｍ 《Ｍ 时， Ｔ≈ （ Ｍ ＋
） ｇ， 由此可 见 ， 平 衡摩 擦 力 后 ， 只有 满 足沙 和小 桶
对 沙和 小桶 有 （ Ｍ ＋ｍ ） ｇ— Ｔ 一 （ Ｍ ＋ ） 口，得丁 一 筹
ｍ ） ｇ— —
１ ＋
一 （ Ｍ ＋
（ ３ ） 同一 次 实 验 中 ， 小 车释放前传感器示 数 Ｆ 与小 车加 速运动 时传 感器 示数 Ｆ 的关 系是 Ｆ
感器 的示数 Ｆ 。
的两大 关 键 点 。 随着 将 传 感 器 引入 本 实 验 ， 这 两 大 关 键点也 悄 然 发 生 了变 化 。 为此 ， 对 实 验 原 理 的理
解 必须 上升 到 一 个 新 的高 度 ， 实 验 方 法 也 必 须 作 相
应 的改 变 。
一
．
传统探 究 方法 中实验 的两 大关 键点
倒 ， 某 同学 设计 了如 图 ２甲所 示 的装 置 来探
有力传 感 器 ， 可 以轻 松 地 将 绳 中拉 力 转 变 为 电 学 量
这 使 得 科 学 家们 相 信 ， 这 片 区域 可 能 是 冰 河 世 纪 或 者 之 后 非 常重 要 的 地 区 。
记 录 下来 。缓 慢 向小 桶 中加 入 细 沙 ， 直 到 小 车 刚 开
中掌生效理亿． 高Ｉ ｆ 赢三使用
晷 １ 传感器 探究加速鹰与力 质量关系实 的创辩
■ 江 苏 徐 平
探究 加 速 度 与 力 、 质 量 的关 系是 力 学 中 的重 要
究 小车 的加 速度 与 所受 合 力 的关 系 。将 装 有力 传 感
实 验 。在传 统 的探 究 方 法 中 ， 平 衡 摩擦 力 和 满 足 小
所受 的合 外力 。如 果平 衡 掉摩 擦 力 ， 则 小 车 所 受 的 拉力 即 为 小 车 的合 外 力 。 为此 ， 先不 挂 沙桶 ， 在 长木 板不 带滑 轮 的一端 垫 薄木 块并 反 复 移 动 其 位 置 ， 改
图 ｌ
田
单位： ｃ ｍ
厶
图 ２
（ １ ） 接通 频 率 为 ５ ０ Ｈｚ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 五