銜接點(diǎn)15實(shí)驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

初中階段高中階段

通過簡單實(shí)驗探究，知道加速度與力和質(zhì)量有掌握“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗原

關(guān)：當(dāng)物體質(zhì)量一定時，受力越大加速度越大；當(dāng)受理，能用控制變量法設(shè)計實(shí)驗方案（如保持質(zhì)量不變

力一定時，質(zhì)量越大加速度越小。了解控制變量法在探究a-F關(guān)系，保持力不變探究a-m關(guān)系）。會用打

實(shí)驗中的應(yīng)用，能通過觀察小車在不同拉力或不同質(zhì)點(diǎn)計時器或傳感器采集數(shù)據(jù)，通過圖像法（如作a-F、

量下的運(yùn)動快慢，定性分析三者關(guān)系，初步認(rèn)識實(shí)驗a-1/m圖像）驗證加速度與力成正比、與質(zhì)量成反比

結(jié)論對牛頓第二定律的鋪墊作用。的定量關(guān)系。理解實(shí)驗中平衡摩擦力、減小系統(tǒng)誤差

的方法（如滿足砝碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量），能分析

實(shí)驗數(shù)據(jù)并進(jìn)行誤差討論。

銜接指引

初中階段考查形式：多以選擇題、填空題形式出現(xiàn)。

高中階段考查形式：實(shí)驗題和計算題。

知新高中知識

實(shí)驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

一、實(shí)驗?zāi)康?/p>

1.學(xué)會用控制變量法研究物理規(guī)律。

2.驗證牛頓第二定律。

3.掌握利用圖象處理數(shù)據(jù)的方法。

二、實(shí)驗思路：

1.探究方法——。

2.控制小車的質(zhì)量M不變，討論加速度a與力F的關(guān)系．

3.控制砝碼和小盤的質(zhì)量不變，即力F不變，改變小車的質(zhì)量M，討論加速度a與M的關(guān)系．

三、物理量的測量

1.實(shí)驗器材：打點(diǎn)計時器、紙帶、復(fù)寫紙、小車、一端附有定滑輪的長木板、小盤、夾子、細(xì)繩、低

壓交流電源、導(dǎo)線、天平、刻度尺、砝碼。

1

2.小車與其上砝碼的總質(zhì)量M——用天平測出．

3.小車受的拉力F——用天平測出小盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量m，由F＝mg算出．

4.小車的加速度a

方法一：如果物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，則可利用刻度尺測量位移和秒表測量時間，然后

由公式可算出。

方法二：利用進(jìn)行實(shí)驗，根據(jù)紙帶上打出的點(diǎn)可測量加速度。

方法三：利用比值法。由于a=(2x)/t2測出兩個初速度為零的勻加速運(yùn)動在相同時間內(nèi)發(fā)生的位移x1，

x2，位移之比就是加速度之比

四、進(jìn)行實(shí)驗

1.測質(zhì)量：用測出小車和砝碼的總質(zhì)量M，小盤和砝碼的總質(zhì)量m，把測量結(jié)果記錄下來。

2.儀器安裝及平衡摩擦力

（1）按下圖把實(shí)驗器材安裝好，只是不把懸掛小盤的細(xì)繩系在車上，即不給小車施加牽引力。

（2）平衡摩擦力：在長木板不帶定滑輪的一端下面墊一塊木板．反復(fù)移動木板的位置，直至小車在斜

面上運(yùn)動時可以保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)；這時，小車拖著紙帶運(yùn)動時受到的摩擦阻力恰好與小車所受的重

力在斜面方向上的分力平衡。

3.保持小車的質(zhì)量不變

（1）把細(xì)繩系在小車上并繞過滑輪懸掛小盤，先接通電源再放開小車，打點(diǎn)計時器在紙帶上打下一系

列的點(diǎn)，打完點(diǎn)后切斷電源，取下紙帶，在紙帶上標(biāo)上紙帶號碼。

（2）保持小車和砝碼的質(zhì)量不變，在小盤里放入適量的砝碼，把小盤和砝碼的總質(zhì)量m′記錄下來，

2

重復(fù)步驟4；在小盤內(nèi)再放入適量砝碼，記錄下小盤和砝碼的總質(zhì)量m″，再重復(fù)步驟4。

（3）重復(fù)步驟5三次，得到三條紙帶。

（4）在每條紙帶上都選取一段比較理想的部分，標(biāo)明計數(shù)點(diǎn)，測量各個計數(shù)點(diǎn)到O計數(shù)點(diǎn)間的距離，

算出與每條紙帶對應(yīng)的小車加速度的值。

（5）用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示作用力F，作用力的大小F等于小盤和砝碼的總重力，根據(jù)

實(shí)驗結(jié)果在坐標(biāo)平面上畫出相應(yīng)的點(diǎn)，如果這些點(diǎn)是在一條過原點(diǎn)的直線上，便證明了加速度與作用力

成。

4.保持小盤和砝碼的質(zhì)量不變：保持小盤和砝碼的質(zhì)量不變，在小車上加砝碼，重復(fù)上面的實(shí)驗，用

縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示小車和砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)，根據(jù)實(shí)驗結(jié)果在坐標(biāo)平面上畫出相應(yīng)的點(diǎn)；如

果這些點(diǎn)是在一條過原點(diǎn)的直線上，就證明了加速度與質(zhì)量成。

五、注意事項

1.平衡摩擦力：就是調(diào)出一個合適的斜面，使小車的力正好平衡小車受的

摩擦阻力；在平衡摩擦力時，不要把懸掛小盤的細(xì)線系在小車上，即不要給小車施加任何牽引力，并要讓

小車拖著打點(diǎn)的紙帶運(yùn)動；整個實(shí)驗平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤和砝碼的總質(zhì)量還是改變小車

和砝碼的總質(zhì)量，都（需要/不需要）重新平衡摩擦力。

2.實(shí)驗條件：每條紙帶必須在滿足小車與車上所加砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和砝碼的總質(zhì)量的條件下

打出；只有如此，小盤和砝碼的總重力才可視為小車受到的拉力。

3.操作順序：改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計時器，并應(yīng)先接通電源，再

放開小車，且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車。

六、誤差分析

1.質(zhì)量的測量誤差，紙帶上打點(diǎn)計時器打點(diǎn)間隔距離的測量誤差，拉線或紙帶不與木板平行等都會造

成誤差。

2.因?qū)嶒炘聿煌晟圃斐烧`差：本實(shí)驗中用小盤和砝碼的總重力代替小車受到的拉力（實(shí)際上小車受

到的拉力要小于小盤和砝碼的總重力），存在系統(tǒng)誤差；小盤和砝碼的總質(zhì)量越接近小車的質(zhì)量，誤差就

越大；反之，小盤和砝碼的總質(zhì)量越小于小車的質(zhì)量，誤差就越小。

3.平衡摩擦力不準(zhǔn)造成誤差：在平衡摩擦力時，除了不掛小盤外，其他的都跟正式實(shí)驗一樣（比如要

掛好紙帶、接通打點(diǎn)計時器），勻速運(yùn)動的標(biāo)志是打點(diǎn)計時器打出的紙帶上各點(diǎn)的距離相等。

例1、為探究質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的實(shí)驗裝置。

3

(1)實(shí)驗時，平衡小車受到的阻力，滿足砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量。（均

填“需要”或“不需要”）

(2)正確操作后，得到如圖乙所示的紙帶，A、B、C、D、E點(diǎn)為紙帶上選取的相鄰五個計數(shù)點(diǎn)，紙帶上相鄰

兩個計數(shù)點(diǎn)之間還有四個計時點(diǎn)未畫出。已知打點(diǎn)計時器的打點(diǎn)周期為0.02s，則紙帶上打出B點(diǎn)時小車的

速度大小v=m/s，小車的加速度大小a=m/s2（計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

例2、在探究加速度a與所受合力F的關(guān)系時，某同學(xué)采用圖甲所示的實(shí)驗裝置進(jìn)行實(shí)驗探究，控制小車

質(zhì)量M不變，尋找其加速度a與所受合力F的關(guān)系。

(1)在平衡摩擦力的這步操作中，該同學(xué)（選填“需要”或“不需要”）通過細(xì)繩把砂桶掛在小車上。

(2)在實(shí)驗中，該同學(xué)得到的一條如圖乙所示的紙帶，他每隔4個點(diǎn)取一計數(shù)點(diǎn)，在紙帶上做好0、1、2、3、

4的標(biāo)記，用毫米刻度尺測量出從起點(diǎn)0到各計數(shù)點(diǎn)的距離，在圖中已經(jīng)標(biāo)出。已知電火花計時器的打點(diǎn)周

期為0.02s，則該小車運(yùn)動的加速度大小為m/s2（計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

(3)采用圖像處理數(shù)據(jù)，畫出如圖丙所示a-F圖像，發(fā)現(xiàn)圖線上端彎曲，并不是直線，出現(xiàn)這一問題的可能

原因是。

例3、為了探究物體質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計了圖1所示的實(shí)驗裝置，其中M為小車和

力傳感器的總質(zhì)量，m為槽碼的質(zhì)量，力傳感器可測出細(xì)線中的拉力大小。

(1)用此裝置探究“加速度與力”的關(guān)系時，（填“需要”或“不需要”）滿足Mm。

4

(2)該同學(xué)經(jīng)過實(shí)驗獲得如圖2所示的紙帶，已知打點(diǎn)計時器所接交流電頻率為50Hz，計數(shù)點(diǎn)A、

B、C、D、E間均有四個打出的點(diǎn)未畫出，則紙帶上相鄰兩計數(shù)點(diǎn)的時間間隔Ts，相鄰計數(shù)

點(diǎn)的距離分別記為x1、x2、x3、x4，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為（用題目中所給的符

號表示）。

(3)該同學(xué)以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)，畫出的aF圖像如圖3所示的一條直線，則

圖3中圖線不過原點(diǎn)的原因是（）

A．鉤碼質(zhì)量沒有遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量

B．平衡摩擦力過度

C．沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足

例4、某小組用如圖1所示的裝置研究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系。實(shí)驗中可認(rèn)為槽碼所受的重力等于使小車

做勻加速直線運(yùn)動的合力。測出小車和槽碼的質(zhì)量分別為M、m。重力加速度為g。

(1)關(guān)于該實(shí)驗，下列說法正確的是__________；

A．小車的質(zhì)量應(yīng)該遠(yuǎn)大于槽碼的質(zhì)量

B．補(bǔ)償阻力時，將槽碼通過定滑輪系在小車上且小車后面要連接紙帶

C．實(shí)驗時，若保持槽碼質(zhì)量不變，僅改變小車的質(zhì)量，需要重新平衡摩擦力

D．實(shí)驗時，若保持小車質(zhì)量不變，應(yīng)改變槽碼的質(zhì)量，打出多條紙帶

(2)該小組得到如圖2所示的一條紙帶，已知打點(diǎn)計時器的工作頻率為50Hz，A、B、C、D、E、F是在紙帶

上選取的6個計數(shù)點(diǎn)，各相鄰計數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)未畫出。由此可得，小車的加速度大小為m/s2

（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

(3)某小組同學(xué)保持小車以及車中的砝碼質(zhì)量M一定，探究加速度a與所受外力F的關(guān)系時，由于他們操作

不當(dāng)，這組同學(xué)得到的aF關(guān)系圖像如圖3所示，則以下說法正確的是__________。

A．圖線不過原點(diǎn)的原因是沒有平衡摩擦力，或者平衡摩擦力過少

B．圖線不過原點(diǎn)的原因是平衡摩擦力過度

C．圖線發(fā)生彎曲的原因是槽碼的質(zhì)量過大

D．圖線發(fā)生彎曲的原因是小車質(zhì)量過大

實(shí)驗中除了要注意兩個重要條件外①平衡摩擦力②使m?M，連接裝置時還要注意：

5

1打點(diǎn)計時器要固定在長木板遠(yuǎn)離滑輪的一端；

2調(diào)節(jié)定滑輪，使拉小車的細(xì)繩和板面平行；

3實(shí)驗時要將小車靠近打點(diǎn)計時器，先接通電源再釋放小車。

例5、一物理興趣小組的同學(xué)用圖甲的實(shí)驗裝置，做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗。請你幫助該小組

同學(xué)完成下列任務(wù)：

(1)實(shí)驗中除用到天平（含砝碼），還需要使用的有______（多選，填選項前的字母）；

A．8V的交流電源B．220V的交流電源C．秒表D．刻度尺

(2)下列操作中正確的有______（多選，填選項前的字母）；

A．補(bǔ)償小車所受的阻力時，小車后面應(yīng)連接穿過打點(diǎn)計時器的紙帶

B．在釋放小車前，小車可放在滑輪和打點(diǎn)計時器之間的任意位置

C．打點(diǎn)計時器應(yīng)放在長木板遠(yuǎn)離滑輪的一端

D．應(yīng)先釋放小車，后接通電源

(3)該小組同學(xué)打出的一條紙帶如圖乙所示，打點(diǎn)計時器每隔0.02s打一個點(diǎn)，A、B、C、D、E、F、G為在

紙帶上所選的計數(shù)點(diǎn)，相鄰計數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)未畫出，則小車的加速度大小為m/s2（結(jié)果保留2

位有效數(shù)字）；

(4)補(bǔ)償小車所受的阻力后，在小車上依次放上砝碼來研究“外力一定時物體的加速度與質(zhì)量的關(guān)系”，實(shí)驗中

重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，保證懸掛重物的質(zhì)量不變，通過在小車上增加砝碼來改變小車的總質(zhì)量，

1

未測小車質(zhì)量，每次實(shí)驗僅記錄了小車上砝碼的總質(zhì)量m，算出對應(yīng)的加速度a，以m為橫坐標(biāo)，為縱坐

a

標(biāo)，繪制的實(shí)驗圖像如圖丙所示，b、c、d均為已知量。若牛頓第二定律成立，則小車的質(zhì)量為（結(jié)

果用b、c、d表示）。

6

例6、某實(shí)驗小組探究“加速度a與合外力F和物體質(zhì)量的關(guān)系”。如圖甲所示，將一端帶有定滑輪的長木板

放在水平桌面上，小車前端可通過輕繩跨過定滑輪與砂桶連接，小車后端與穿過打點(diǎn)計時器限位孔的紙帶

相連。實(shí)驗開始時首先補(bǔ)償阻力，補(bǔ)償阻力后，讓輕繩跨過定滑輪連接砂桶，調(diào)整細(xì)線與木板平行，給砂

桶中加入適量砂子，讓小車加速運(yùn)動，實(shí)驗過程中可近似認(rèn)為砂桶及桶內(nèi)砂子的重力等于小車的合外力。

保持小車質(zhì)量不變，改變砂桶中砂子的質(zhì)量，重復(fù)實(shí)驗多次；每次根據(jù)紙帶計算小車的加速度a、描點(diǎn)作圖，

作出aF的圖像。

(1)下列操作過程中，正確的是（）

A．實(shí)驗開始時，讓小車靠近打點(diǎn)計時器處，先釋放小車再接通電源

B．實(shí)驗中每次改變砂桶中砂子的質(zhì)量時，需重新調(diào)節(jié)木板的傾斜度

C．為減小誤差，實(shí)驗中需保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

(2)實(shí)驗中得到一條如圖乙所示的紙帶（相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間還有四個點(diǎn)未畫出），打點(diǎn)計時器所用交流電的頻

率f50Hz，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為m/s2（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

(3)根據(jù)實(shí)驗測得的數(shù)據(jù)作出aF的圖線如圖丙所示，該圖線未通過坐標(biāo)原點(diǎn)，請分析該小組做實(shí)驗時存在

的問題是。

(4)按正確的步驟操作，若保持沙和沙桶的質(zhì)量m0不變，改變小車的質(zhì)量M，測出對應(yīng)的加速度a，并作出

1

M圖像，實(shí)驗操作無誤，下列圖像最符合實(shí)際的是圖丁中的圖線（填“1”“2”“3”或“4”）。

a

7

圖像分析通用步驟

1.明確圖像坐標(biāo)軸物理量：如確認(rèn)橫軸為m或1/M，縱軸為a或1/a。

2.推導(dǎo)函數(shù)關(guān)系式：從物理定律（如F=ma出發(fā)，將公式變形為y=kx+b的線性形式。

3.結(jié)合斜率/截距求參數(shù)：

斜率k：對應(yīng)公式中的比例系數(shù)（如k=1或k=F；

M

截距b：對應(yīng)初始量（如小車質(zhì)量M或摩擦力f。

4.誤差歸因：

圖像偏移原點(diǎn)時，優(yōu)先考慮平衡摩擦力是否到位；

非線性偏差多與系統(tǒng)誤差（如砂桶質(zhì)量未遠(yuǎn)小于小車）有關(guān)。

例7、小華同學(xué)設(shè)計圖甲裝置來探究合力一定時，加速度與質(zhì)量的關(guān)系。木板一端放在桌面的左端，另一端

用高度可調(diào)且?guī)в行o的支架固定。輕繩一端連接小車，小車最左端固定一個遮光條，另一端跨過滑輪連

接一個質(zhì)量為m0的物塊A，調(diào)整定滑輪使滑輪左側(cè)輕繩與斜木板平行，測得兩光電門間的距離為L，遮光

條的寬度為d。

（1）反復(fù)調(diào)整木板的傾角，向下輕推小車，直到遮光條通過兩個光電門的遮光時間相等。

、

（2）取下物塊A，讓小車從木板頂端滑下，記錄遮光條分別通過光電門1、2的遮光時間t1t2，則小車的

加速度大小a1為（用題中所給的已知物理量符號表示）。

（3）在小車上添加鉤碼以改變小車的總質(zhì)量，重新掛上步驟（1）中的物塊A，重復(fù)（1）（2）操作，求

出小車放上不同砝碼時對應(yīng)的加速度大小a。

（4）若小車及車上鉤碼的總質(zhì)量用M表示，以小車的加速度大小a為縱軸，若在坐標(biāo)紙上作出圖乙所示的

圖像，其圖線為一條直線，則圖像中橫軸為

11

A．MB．C．M2D．

MM2

8

（5）圖乙中直線的斜率表示。

A．小車受到的重力大小B．小車受到的重力沿斜木板向下的分力大小

C．小車受到的摩擦阻力大小D．物塊A受到的重力大小

例8、某小組采用如圖甲所示的裝置驗證牛頓第二定律，部分實(shí)驗步驟如下：

(1)將兩光電門安裝在長直軌道上，選擇寬度為d的遮光片固定在小車上，調(diào)整軌道傾角，用跨過定滑輪的

細(xì)線將小車與托盤及砝碼相連。選用dcm（填“5.00”或“1.00”）的遮光片，可以較準(zhǔn)確地測量遮

光片運(yùn)動到光電門時小車的瞬時速度。

(2)將小車自軌道右端由靜止釋放，從數(shù)字毫秒計分別讀取遮光片經(jīng)過光電門1、光電門2時的速度

v10.40m/s、v20.81m/s，以及從遮光片開始遮住光電門1到開始遮住光電門2的時間t1.00s，計算

小車的加速度am/s2（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

(3)將托盤及砝碼的重力視為小車受到的合力F，改變砝碼質(zhì)量，重復(fù)上述步驟，根據(jù)數(shù)據(jù)擬合出aF圖像，

如圖乙所示。若要得到一條過原點(diǎn)的直線，實(shí)驗中應(yīng)（填“增大”或“減小”）軌道的傾角。

(4)圖乙中直線斜率的單位為（填“kg”或“kg-1”）。

例9、在用如圖甲的裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗中：

9

(1)探究小車加速度與小車所受拉力的關(guān)系時，需保持小車（含加速度傳感器，下同）質(zhì)量不變，這種實(shí)驗

方法是。

(2)實(shí)驗時，調(diào)節(jié)定滑輪高度，使連接小車的細(xì)繩與軌道平面保持。

(3)由該裝置分別探究M、N兩車加速度a和所受拉力F的關(guān)系，獲得aF圖像如圖乙，通過圖乙分析實(shí)驗

是否需要補(bǔ)償阻力（即平衡阻力）。如果需要，說明如何操作；如果不需要，說明理由。

(4)懸掛重物讓M、N兩車從靜止釋放經(jīng)過相同位移的時間比為n，兩車均未到達(dá)軌道末端，則兩車加速度

之比aM:aN。

例10、用圖示的裝置來探究合外力與加速度的關(guān)系，光電門在鐵架臺上的位置可豎直上下調(diào)節(jié)，滑輪和細(xì)

繩的質(zhì)量及各處摩擦均忽略不計，物塊A、B（含遮光條）的質(zhì)量相等，均為M，重力加速度為g。

(1)若遮光條的寬度為d，遮光條的擋光時間為t，則物塊B通過光電門的速率v=。

(2)在物塊B上放置一個小砝碼并改變遮光條與光電門之間的高度h（滿足h遠(yuǎn)大于d），實(shí)驗時將物塊B由

1

靜止釋放，多次實(shí)驗，測出各次的擋光時間?t，在以為縱軸、?t2為橫軸的平面直角坐標(biāo)系中作出圖像，

h

該圖像的斜率為k1，則物塊B的加速度a=。

(3)依次增加放置在物塊B上小砝碼的個數(shù)，重復(fù)上述測量速度和計算加速度的操作，記錄多組（F，a）數(shù)

據(jù)，在以力傳感器的示數(shù)F為橫軸、加速度a為縱軸的平面直角坐標(biāo)系中作出圖像。若得到圖線的斜率為

k2，則k2=。

例11、在一次課外活動中，某同學(xué)用如圖甲所示的裝置測量放在水平光滑桌面上的金屬板B與鐵塊A之間

的動摩擦因數(shù)，并驗證牛頓第二定律。實(shí)驗步驟如下：

10

（a）用天平測出鐵塊A的質(zhì)量mA、金屬板B的質(zhì)量mB

（b）將該裝置按如圖所示的方式連接

（c）在動滑輪下掛上砝碼，穩(wěn)定運(yùn)行后，彈簧秤的示數(shù)為F1，力傳感器的示數(shù)為F2，打點(diǎn)計時器后方打出

的一段紙帶如圖乙所示，已知重力加速度為g，紙帶上相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為T，則：

(1)金屬板B與鐵塊A之間的動摩擦因數(shù)為。

(2)要驗證牛頓第二定律，需要保證______。

A．定滑輪和金屬板間的細(xì)繩必須水平

B．所有滑輪必須光滑

C．鉤碼的質(zhì)量必須遠(yuǎn)小于金屬板的質(zhì)量

(3)要驗證牛頓第二定律，需要驗證的關(guān)系為F2（用“F1、mB、x1、x2、T”表示）。

例12、某小組利用圖甲所示的氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗裝置探究“物體受力一定時加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系”。已知滑

塊（包括拉力傳感器、遮光條）的質(zhì)量。請回答下列問題：

(1)不掛托盤，開啟氣源，反復(fù)調(diào)節(jié)導(dǎo)軌下方的螺絲，直至推動滑塊后，遮光條通過光電門1的擋光時間

（選填“大于”“等于”或“小于”）通過光電門2的擋光時間。

(2)掛上托盤，調(diào)節(jié)的高度，使導(dǎo)軌上方細(xì)線與導(dǎo)軌平行。

(3)移動滑塊，讓遮光條從光電門1的右側(cè)恰好不遮光的位置由靜止釋放，滑塊向左滑動，拉力傳感器的示

數(shù)為0.42N，記錄遮光條從光電門1運(yùn)動到光電門2的時間，（選填“需要”或“不需要”）滿足托

盤及砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量。

(4)在滑塊上添加已知質(zhì)量的鉤碼，在托盤中應(yīng)適當(dāng)（選填“增大”或“減小”）砝碼質(zhì)量，重新讓遮

光條從光電門1的右側(cè)恰好不遮光的位置由靜止釋放，運(yùn)動過程中拉力傳感器的示數(shù)為N，記錄

遮光條從光電門1運(yùn)動到光電門2的時間。

11

(5)保持光電門1到光電門2的距離L不變，多次實(shí)驗，可獲得多組遮光條從光電門1運(yùn)動到光電門2的時

間t、滑塊及鉤碼的總質(zhì)量M的數(shù)據(jù)，作出t2M圖像如圖乙所示，根據(jù)圖乙可以得出結(jié)論：物體受力一定

時，；還可以求出兩個光電門之間的距離Lm。

巧用牛頓第一定律

1.由“因”索“果”：在判斷力與運(yùn)動之間的關(guān)系時，一定要把握準(zhǔn)牛頓第一定律的含義，

即力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動的原因．

2.由“果”索“因”：如果物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變，則物體必然受到不為零的合外力的

作用，所以判斷物體的運(yùn)動狀態(tài)是否改變以及如何改變，應(yīng)分析物體的受力情況．

3.應(yīng)用步驟：應(yīng)用牛頓第一定律解釋有關(guān)現(xiàn)象時，一要看物體原來的運(yùn)動狀態(tài)，二要看物

體現(xiàn)在的受力情況及所受合力是否為零，最后判斷由于物體具有慣性將會出現(xiàn)的現(xiàn)象．

1．實(shí)驗小組開展探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗。

(1)用如圖甲所示的裝置進(jìn)行探究，以下說法正確的是（）

A．需墊高木板補(bǔ)償阻力

B．補(bǔ)償阻力時小車不需要連接紙帶

C．圖中打點(diǎn)計時器的電源是220V交流電

D．實(shí)驗時拉小車的細(xì)線應(yīng)保持與桌面平行

(2)某次正確操作后獲得一條如圖乙所示的紙帶，建立以計數(shù)點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)的x軸，各計數(shù)點(diǎn)的位置坐標(biāo)

L

分別為0，x1，，x4。已知打點(diǎn)計時器的打點(diǎn)周期為T，則小車加速度a的表達(dá)式是（）

12

x42x2x42x2

A．a(chǎn)2B．a(chǎn)2

2T10T

x4x3x2x1x4x3x2x1

C．a(chǎn)2D．a(chǎn)2

2T10T

(3)實(shí)驗小組還利用如圖丙的裝置將兩相同的小車放在粗糙的水平木板上，探究加速度與力的關(guān)系。小車前

端各系一條細(xì)線，線的另一端跨過定滑輪各掛一個小盤，盤中放質(zhì)量不同的重物。兩小車后端各系一條細(xì)

線，用黑板擦把兩條細(xì)線同時按壓在木板上。抬起黑板擦，兩小車同時開始運(yùn)動，按下黑板擦，兩小車同

時停下來。該實(shí)驗中（選填“需要”或“不需要”）補(bǔ)償阻力；正確操作后，測出兩小車移動的位移

x1，x2，它們的加速度之比a1:a2。

2．用甲圖裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗時，為了平衡摩擦力，若所有操作均正確，打出的紙

帶如圖乙所示，應(yīng)（填“減小”或“增大”）木板的傾角。

3．某組同學(xué)設(shè)計了“探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系”實(shí)驗。如圖甲所示為實(shí)驗裝置簡圖，

A為小車，B為電火花計時器，C為裝有細(xì)沙的小桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板，實(shí)驗中認(rèn)為細(xì)繩

對小車的拉力F等于細(xì)沙和小桶的總重力，小車運(yùn)動的加速度a可用紙帶上打出的點(diǎn)求得。

13

(1)在實(shí)驗過程中，（選填“需要”或“不需要”）滿足“滑塊的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量”這一條件。

(2)如圖乙所示為某次實(shí)驗得到的紙帶，已知實(shí)驗所用電源的頻率為50Hz。根據(jù)紙帶可求出電火花計時器打

B點(diǎn)時的速度大小為m/s，小車的加速度大小為m/s2。（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）

(3)保持小車的質(zhì)量不變，改變槽碼的質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)作出了加速度a隨合力F變化的圖線，如

右圖所示。該圖線不通過原點(diǎn)，其主要原因是。

4．探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗注意事項

（1）打點(diǎn)前小車應(yīng)靠近，且應(yīng)先啟動打點(diǎn)計時器后小車。

（2）在補(bǔ)償阻力時，不要槽碼，但小車應(yīng)連著且啟動打點(diǎn)計時器。用手輕輕地給

小車一個，如果在紙帶上打出的點(diǎn)的間隔，表明小車受到的阻力跟它受到的重力

沿斜面向下的平衡。

（3）改變槽碼的質(zhì)量的過程中，要始終保證槽碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小車的質(zhì)量。

（4）作圖時應(yīng)使所作的直線通過盡可能多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)也要盡可能地均勻分布在直線的兩側(cè)，個

別偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)。

5．實(shí)驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系：注意事項

(1)打點(diǎn)前小車應(yīng)打點(diǎn)計時器且應(yīng)先后。

(2)在補(bǔ)償阻力時，（選填“要”或“不要”）懸掛槽碼，但小車應(yīng)連著紙帶且啟動打點(diǎn)計時器。用手

輕輕地給小車一個初速度，如果在紙帶上打出的點(diǎn)的間隔，表明小車受到的阻力跟它受到的重力

沿斜面向下的分力平衡。

(3)改變槽碼的質(zhì)量的過程中，要始終保證槽碼的質(zhì)量小車的質(zhì)量。

(4)作圖時應(yīng)使所作的通過盡可能多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)也要盡可能地均勻分布在直線的兩側(cè)，

個別偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)舍去。

6．如圖所示為靜寧一中兩位同學(xué)探究“物體的加速度與其質(zhì)量、所受合外力的關(guān)系”的實(shí)驗裝置圖。

14

(1)實(shí)驗中，兩位同學(xué)安裝好實(shí)驗裝置后，首先平衡摩擦力，他們將長木板的一端適當(dāng)墊高些后，在不掛砝

碼盤的情況下，使小車靠近打點(diǎn)計時器后，先接通電源，后用手輕撥小車，小車便拖動紙帶在木板上自由

運(yùn)動。若打點(diǎn)計時器第一次在紙帶上打出的計時點(diǎn)越來越稀疏（從打出的點(diǎn)的先后順序看），則第二次打

點(diǎn)前應(yīng)將長木板底下的小木塊墊的比原先更加（選填“高”或“低”）些，重復(fù)以上操作步驟，直到

打點(diǎn)計時器在紙帶上打出一系列（選填“點(diǎn)間隔均勻”或“點(diǎn)間隔不均勻”）的計時點(diǎn)，便說明平

衡摩擦力合適。

(2)平衡摩擦力后，在（選填“m?M”或“m?M”）的條件下，兩位同學(xué)可以認(rèn)為砝碼盤（連同砝碼）

的總重力近似等于小車的所受的合外力。（已知小車的質(zhì)量為M，砝碼盤（連同砝碼）的總質(zhì)量為m）

7．某興趣小組設(shè)計了探究“加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗方案，如圖甲所示。小車的質(zhì)量為M，沙和沙桶的質(zhì)

量為m，滑輪和細(xì)線質(zhì)量不計。

(1)對本實(shí)驗的操作，下列說法中正確的是__________。

A．實(shí)驗中需要測量沙和沙桶的質(zhì)量m

B．實(shí)驗中需要調(diào)節(jié)滑輪的高度，使細(xì)線與長木板平行

C．實(shí)驗中為減小誤差，一定要保證沙和沙桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M

D．平衡摩擦力時，先懸掛沙桶，再調(diào)整長木板的傾角使小車拖著紙帶沿長木板勻速下滑

(2)實(shí)驗過程中，打出了一條紙帶，如圖乙所示。打點(diǎn)計時器使用50Hz交流電源，紙帶上標(biāo)注的0、1、2、

3、4、5、6為計數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)未畫出。測出x12.10cm，x23.62cm，x58.12cm，

2

x69.60cm。則小車加速度大小am/s。

(3)以彈簧測力計的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)，作出的aF圖像是一條過原點(diǎn)的直線，如圖丙所

示。若直線的斜率為k，則小車的質(zhì)量為（用斜率k表示）。

8．實(shí)驗小組探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的裝置如圖所示。小鋼球置于一小車內(nèi)，車內(nèi)后壁裝有壓力傳

感器，車頂安裝有遮光條。細(xì)繩一端系于小車上，另一端跨過固定在長木板上的定滑輪，掛上鉤碼。

15

(1)若將壓力傳感器的示數(shù)視為小球所受合力的大小，則在實(shí)驗過程中，（選填“需要”或“不需要”）滿

足鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，細(xì)線（選填“需要”或“不需要”）調(diào)節(jié)至與長木板平行，長木板要調(diào)節(jié)至

下列選項中的（填選項字母）狀態(tài)。

A．保持水平B．傾斜一特定角度

C．傾斜任意一小角度D．傾斜任意一大角度

(2)光電門安裝在長木板的位置A，在長木板上標(biāo)記另一位置B。改變鉤碼個數(shù)，讓小車每次都從位置B開

始運(yùn)動，記錄多組壓力傳感器示數(shù)F和光電門測量的遮光時間t。某同學(xué)猜想小球的加速度與F成正比，若

用圖像法驗證他的猜想，則最直觀、合理的關(guān)系圖像是下列選項中的______（填選項符號）。

1

A．tFB．F

t

1

C．t2FD．F

t2

(3)若作出（2）中正確選項的圖像為一條過原點(diǎn)的直線，圖像斜率為k，并測出遮光條的寬度為d，AB間距

為x，則小鋼球的質(zhì)量m=（用字母k、d、x表示）。

9．某同學(xué)采用下圖所示裝置進(jìn)行“探究牛頓第二定律”的實(shí)驗：在軌道上用鉤碼牽引小車，做勻變速運(yùn)動，

并測量小車的加速度。

(1)該實(shí)驗中，測量小車加速度所用的傳感器是DIS傳感器。

(2)實(shí)驗中，需要使軌道的右端抬高一定角度，其目的是。

(3)在實(shí)驗操作中，下列說法正確的是____。

A．實(shí)驗中，若要將砝碼（包括砝碼盤）的重力大小作為小車所受拉力F的大小，應(yīng)讓小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于

砝碼（包括砝碼盤）的質(zhì)量

B．實(shí)驗時，應(yīng)先放開小車，再點(diǎn)擊開始記錄

C．每改變一次小車的質(zhì)量，都需要改變墊入的小木塊的厚度

16

D．先保持小車質(zhì)量不變，研究加速度與力的關(guān)系；再保持小車受力不變，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，

最后歸納出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

10．“天工”實(shí)驗小組利用圖甲所示的裝置來完成“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗。小車后面固定一條紙

帶，紙帶穿過電火花計時器，細(xì)線一端連著小車，另一端跨過光滑定滑輪和動滑輪與掛在豎直面內(nèi)的拉力

傳感器相連，拉力傳感器可測量出小車受到的拉力大小。

(1)實(shí)驗中（填“需要”或“不需要”）平衡小車受到的阻力。

(2)某次實(shí)驗獲得紙帶的一部分，如圖乙所示，部分計時點(diǎn)的間距已標(biāo)出。已知打點(diǎn)計時器打點(diǎn)的時間間隔

為0.02s。紙帶上打出A點(diǎn)時小車的速度大小為m/s，小車的加速度大小為m/s2。（計算

結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

11．“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗裝置如圖甲所示。小車后面固定一條紙帶，穿過電火

花計時器，細(xì)繩一端連著小車，另一端通過光滑的定滑輪和動滑輪與掛在豎直面內(nèi)的拉力傳感器相連，拉

力傳感器用于測小車受到的拉力大小。

(1)在安裝器材時，要調(diào)整定滑輪的高度，使拴小車的細(xì)繩與木板平行。這樣做的目的是______（填字母代號）。

A．防止打點(diǎn)計時器在紙帶上打出的點(diǎn)痕不清晰

B．在平衡摩擦力后使細(xì)繩的拉力等于小車受到的合力

C．防止小車在木板上運(yùn)動過程中發(fā)生抖動

D．為保證小車最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線運(yùn)動

(2)實(shí)驗中（填“需要”或“不需要”）滿足所掛鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量。

(3)在實(shí)驗中得到一條如圖乙所示的紙帶，用毫米刻度尺測量并在紙帶上標(biāo)出了部分段長度。已知相鄰計數(shù)

點(diǎn)間的時間間隔T0.1s，由圖數(shù)據(jù)可求得：打點(diǎn)計時器在打D點(diǎn)時小車的速度大小為m/s；小車的

加速度大小為m/s。（結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位）

17

12．“用DIS研究加速度與力的關(guān)系”實(shí)驗裝置如圖（1）所示，實(shí)驗中應(yīng)保持小車總質(zhì)量不變，用作

為小車所受合外力，用DIS測小車的加速度。某同學(xué)實(shí)驗得到如圖（2）所示的圖像，圖線沒有通過坐標(biāo)原

點(diǎn)，經(jīng)檢查分析，是由于小車與軌道間存在摩擦所致，則該小車與軌道間的摩擦力大小為N。

13．某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置探究加速度、力和質(zhì)量的關(guān)系。

(1)對本實(shí)驗的操作，下列說法中正確的是。（多選）

A．讓小車靠近打點(diǎn)計時器，先釋放小車，后接通打點(diǎn)計時器的電源

B．實(shí)驗中無需測量砂和砂桶的質(zhì)量

C．實(shí)驗操作過程中需要平衡摩擦力

D．如果砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及其上砝碼總質(zhì)量，可認(rèn)為砂和砂桶的總重力等于細(xì)繩對小車的拉

力

(2)圖乙是一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，按照打點(diǎn)先后順序依次選取五個計數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E，相鄰計數(shù)點(diǎn)間還

有四個計時點(diǎn)未畫出，實(shí)驗所用交流電源的頻率f50Hz，則相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為s。從

圖中給定的數(shù)據(jù)，可求出小車的加速度大小為m/s2（結(jié)果保留兩位小數(shù)），打下C點(diǎn)時小車的

速度大小為m/s（結(jié)果保留兩位小數(shù)）。

(3)在驗證加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，在滿足實(shí)驗要求的情況下，改變小車上砝碼質(zhì)量m，測出對應(yīng)的加速度a，

1

以m為橫坐標(biāo)，以為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上作出如圖丙所示的圖像。已知彈簧測力計的讀數(shù)為F，圖中縱

a

軸的截距為b，斜率為k，則小車的質(zhì)量為。

18

21

A．FbB．2FbC．D．

k2k

14．某小組探究“物體加速度與其所受合外力的關(guān)系”。實(shí)驗裝置如圖（a）所示，水平軌道上安裝兩個光電

門，小車上固定一遮光片，細(xì)線一端與力傳感器連接，另一端跨過定滑輪掛上鉤碼。

(1)關(guān)于該實(shí)驗操作，下列說法正確的是______

A．實(shí)驗時使用了力傳感器測合力，所以不需要補(bǔ)償阻力

B．實(shí)驗時需要滿足鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量

C．需要調(diào)節(jié)滑輪高度，使細(xì)線處于水平

D．兩光電門間的距離適當(dāng)大點(diǎn)

(2)用20分度的游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度，示數(shù)如圖（b）所示，讀數(shù)為d=cm。

22

(3)某次實(shí)驗中，小車先后通過光電門所用時間分別為t11.9510s、t21.6910s，測得兩光電門之

間的距離為s=80.00cm，則小車的加速度a=（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

19

(4)改變鉤碼數(shù)，可得到多組數(shù)據(jù)，作出a-F圖像如圖（c）所示，則圖線不過原點(diǎn)的原因是；圖像的

斜率表示。

15．小明利用手機(jī)內(nèi)置加速度傳感器探究加速度與合外力的關(guān)系，實(shí)驗裝置如圖甲，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/p>

為g。

（1）輕彈簧上端固定，下端與手機(jī)相連，手機(jī)下端通過細(xì)繩懸掛小桶，桶內(nèi)裝有砝碼，整個系統(tǒng)靜止；

（2）突然剪斷細(xì)繩，通過手機(jī)軟件記錄豎直方向加速度a隨時間變化的圖像如圖乙，剪斷細(xì)繩瞬間手機(jī)的

加速度對應(yīng)圖中的（選填“P”“Q”或“R”）點(diǎn)；

（3）改變小桶中砝碼質(zhì)量，重復(fù)步驟（2），獲得多組手機(jī)所受合力F與加速度a的數(shù)據(jù)，作出aF圖像

如題圖丙，可得結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)；

（4）如圖丁，某同學(xué)在處理數(shù)據(jù)時，以手機(jī)豎直方向的加速度a為縱坐標(biāo)，砝碼質(zhì)量m為橫坐標(biāo)，繪制am

圖像，獲得一條斜率為k0，截距為a0的直線，則可推算出手機(jī)的質(zhì)量為，小桶的質(zhì)量為。

g

（選用k0、a0、表示）

16．物理實(shí)驗小組采用如圖1所示的實(shí)驗裝置，驗證“當(dāng)質(zhì)量一定時，物體運(yùn)動的加速度與它所受的合力成

正比”這一物理規(guī)律，試回答下列問題：

(1)實(shí)驗時（填“需要”或“不需要”）滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物質(zhì)量。

(2)關(guān)于該實(shí)驗的操作，下列說法中正確的是________。

A．必須用天平測出重物的質(zhì)量

B．每次改變小車的質(zhì)量時，需要重新平衡摩擦力

C．連接小車和重物的細(xì)線要與長木板保持平行

20

D．應(yīng)當(dāng)先釋放小車，再接通電源

(3)某同學(xué)做實(shí)驗時，未把木板的一側(cè)墊高平衡摩擦力，就繼續(xù)進(jìn)行其他實(shí)驗步驟，該同學(xué)作出的小車加速

度a與彈簧測力計示數(shù)F的圖像如圖2所示，圖中a1、F0、F1已知，則實(shí)驗中小車受到的摩擦力大小

為，小車的質(zhì)量為。

(4)某同學(xué)在實(shí)驗中撤去了彈簧測力計，將細(xì)繩一端直接連在墻上，平衡摩擦力后其他操作正確，改變重物

11

的質(zhì)量m，并作的圖像，圖像的斜率為k，縱截距為b，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?，此時使用

am

的小車質(zhì)量為，若動滑輪的質(zhì)量不可以忽略，則重力加速度的測量值（填“偏大”“偏小”或

“不變”）。

17．請使用下列器材測量小車質(zhì)量M：小車、一端帶有定滑輪的平直軌道、墊塊、細(xì)線、打點(diǎn)計時器、紙

帶、頻率為50Hz的交流電源、直尺、質(zhì)量均為m10g的10個槽碼。

(1)完成下列實(shí)驗步驟中的填空：

①按圖甲安裝好實(shí)驗器材，跨過定滑輪的細(xì)線一端連接在小車上，另一端懸掛著10個槽碼。改變軌道的傾

角，用手輕撥小車，直到打點(diǎn)計時器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，表明小車沿傾斜軌道勻速下滑；

②保持軌道傾角不變，取下1個槽碼（即細(xì)線下端懸掛9個槽碼），讓小車拖著紙帶沿軌道下滑，根據(jù)紙

帶上打的點(diǎn)跡測出加速度a；

③依次減少細(xì)線下端懸掛的槽碼數(shù)量，重復(fù)步驟②；

111

④以1為縱坐標(biāo)，以取下槽碼的總個數(shù)n1n10的倒數(shù)為橫坐標(biāo)，作出圖像。

anan

(2)下列說法正確的是______

A．應(yīng)當(dāng)先釋放小車，后接通電源

B．實(shí)驗中須保證細(xì)線下端懸掛槽碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

C．位于定滑輪和小車之間的細(xì)線應(yīng)跟傾斜軌道平行

(3)若細(xì)線下端懸掛著5個槽碼，則小車在下滑過程中受到的合外力大小（填“大于”“等于”或“小于”）

5mg。

111

(4)測得關(guān)系圖線的斜率為3.0m/s2，已知重力加速度大小g10m/s2，則小車質(zhì)量Mkg。

an

21

18．為了探究物體質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系，甲、乙同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實(shí)驗裝置，其中M為小車

的質(zhì)量，m為砂和砂桶的總質(zhì)量，m0為滑輪的質(zhì)量。力傳感器可測出輕繩中的拉力大小。

(1)實(shí)驗時，下列操作描述正確的是___________。

A．將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力

B．因繩的拉力可由力傳感器讀出，所以細(xì)繩不需要保持和木板平行

C．小車靠近打點(diǎn)計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄力傳感器的示數(shù)

D．為減小誤差，實(shí)驗中一定要保證砂和砂桶的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M

(2)甲同學(xué)在實(shí)驗中得到如圖乙所示的一條紙帶（兩計數(shù)點(diǎn)間還有四個點(diǎn)沒有畫出），已知打點(diǎn)計時器采用

的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度m/s2（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

(3)甲同學(xué)以力傳感器的示數(shù)F為橫軸，加速度a為縱軸，畫出的a-F圖線是一條直線，如圖所示，圖線與

橫軸的夾角為θ，求得圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量M＝____。

1

A．tanm0B．m

tan0

2

C．mD．2km0

k0

(4)乙同學(xué)還做了如下實(shí)驗：如圖丙所示，平衡好摩擦力后，不改變小車質(zhì)量和槽碼個數(shù)，撤去打點(diǎn)計時器

及小車后面的紙帶，用具有加速度測量軟件的智能手機(jī)固定在小車上來測量加速度，測量的結(jié)果比在丙圖

中不放手機(jī)，用打點(diǎn)計時器測得的要小。這是因為___________。

22

A．在小車上放置了智能手機(jī)后，沒有重新平衡摩擦力

B．在小車上放置了智能手機(jī)后，細(xì)線的拉力變小了

C．在小車上放置了智能手機(jī)后，整體的質(zhì)量變大了

(5)若乙同學(xué)沒有嚴(yán)格控制好小車質(zhì)量M與沙和沙桶質(zhì)量m的大小關(guān)系，其它操作規(guī)范合理，結(jié)果在某次實(shí)

mg9

驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)小車加速度的實(shí)驗值（利用紙帶求的值）只有理論值（a）的，若不考慮其它因素的影

M10

m

響，可估算。

M

23

（考試時間：60分鐘試卷滿分：100分）

一、單選題（5分/題，共35分）

1．在物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)中科學(xué)家們創(chuàng)造出了許多思想方法，極大地推動了自然科學(xué)的發(fā)展。以下關(guān)于所用

物理學(xué)研究方法的敘述正確的是（）

A．在探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律實(shí)驗中，用到了等效替代法

B．論證vt圖像與橫軸圍成的面積即為物體運(yùn)動的位移采用了等效的思想

C．忽略物體的大小和形狀，用質(zhì)點(diǎn)代替物體，采用了等效替代法

D．在研究加速度與合外力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗中，利用了理想實(shí)驗的方法

2．某同學(xué)在做“探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗時，采用了課本上案例的裝置，由于沒有考慮重物的質(zhì)

1

量，結(jié)果得到的a圖像可能是下圖中的哪一個？（）

m

A．B．

C．D．

3．“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗裝置如圖所示．實(shí)驗中帶有定滑輪的長木板放在水平桌面上，小車

運(yùn)動時所受的合力近似等于盤和重物的總重力．下列操作中說法正確的是（）

A．盤和重物的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車的質(zhì)量

B．先釋放小車，后接通電源

24

C．將圖中長木板遠(yuǎn)離定滑輪的一端適當(dāng)墊高

D．圖中打點(diǎn)計時器應(yīng)使用直流學(xué)生電源

4．如圖甲所示為“用DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機(jī)）探究加速度與物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗裝置．改

變所掛槽碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量，在某次實(shí)驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出aF關(guān)系圖線（如圖乙所示），

此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是（）

A．小車與軌道之間存在摩擦B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)

C．所掛槽碼的總質(zhì)量太大D．所用小車的質(zhì)量太大

5．在物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)中，科學(xué)家們創(chuàng)造出了許多物理學(xué)研究方法和思路，下列體現(xiàn)了“等效替代”思想的

是（）

A．如圖1，在研究雄鷹的運(yùn)動軌跡時，把雄鷹看作一個有質(zhì)量的點(diǎn)

B．如圖2，探究桌面微小形變時，用平面鏡反射到墻面上的光點(diǎn)位置變化反映桌面形變

C．如圖3，把物體各部分受到的重力看作集中作用在重心

D．如圖4，在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時，用兩個做初速度為零的勻變速直線運(yùn)動物體在相同時間

內(nèi)位移之比來表示這兩個物體運(yùn)動的加速度之比

6．某同學(xué)用如圖甲所示裝置探究“加速度與小車受力、小車質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗。小車后面固定一條紙帶，紙

帶穿過打點(diǎn)計時器，細(xì)線一端連著小車，另一端通過光滑定滑輪與砝碼相連。已知打點(diǎn)計時器的頻率為50Hz，

實(shí)驗中打下的一條紙帶如圖乙所示，相鄰計數(shù)點(diǎn)間還有4個計時點(diǎn)沒有畫出。關(guān)于該實(shí)驗，下列說法正確

的是（）

25

A．該實(shí)驗不需要小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼及砝碼盤總質(zhì)量

B．由乙圖可知，小車做勻變速運(yùn)動的加速度大小為0.64m/s2

C．實(shí)驗中采用“控制變量法”且應(yīng)先釋放小車，再接通打點(diǎn)計時器

D．為了補(bǔ)償阻力，每次改變小車或砝碼質(zhì)量時，都需重新調(diào)節(jié)長木板傾角

7．在“探究物體的加速度與物體所受外力、物體質(zhì)量間的關(guān)系”的實(shí)驗中，采用如圖所示的實(shí)驗裝置。小車

及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，下列說法正確的是（）

A．平衡摩擦力時，應(yīng)將盤用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上

B．甲圖上端彎曲的原因是盤及盤中砝碼的質(zhì)量m太大，已