人教版高中物理專項(xiàng)復(fù)習(xí)：實(shí)驗(yàn)之探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

4.2實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

學(xué)習(xí)目標(biāo)

i.能夠設(shè)計(jì)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)方案。

2.能夠完成實(shí)驗(yàn)的操作和測(cè)量過(guò)程，以及通過(guò)控制變量法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理，體驗(yàn)如何平衡摩擦

力，減小系統(tǒng)誤差(鉤碼所受的重力不等于小車所受的拉力等)的操作方法。

知識(shí)梳理

1.實(shí)驗(yàn)原理

圖4.2-1槽碼牽引小車運(yùn)動(dòng)

(1)保持質(zhì)量不變，探究加速度跟合外力的關(guān)系.

(2)保持合外力不變，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系.

1

(3)作出a—F圖象和。一一圖象，確定其關(guān)系.

m

2.實(shí)驗(yàn)器材

小車、祛碼、小盤、細(xì)繩、附有定滑輪的長(zhǎng)木板、墊木、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓交流電源、導(dǎo)線兩

根、紙帶、天平、米尺.

3.實(shí)驗(yàn)步驟

(1)測(cè)量：用天平測(cè)量小盤和祛碼的質(zhì)量和小車的質(zhì)量m.

(2)安裝：按照如實(shí)驗(yàn)原理圖所示裝置把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，只是不把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上

(即不給小車牽引力).

(3)平衡摩擦力：在長(zhǎng)木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊，使小車能勻速下滑.

⑷操作：①小盤通過(guò)細(xì)繩繞過(guò)滑輪系于小車上，先接通電源后放開(kāi)小車，取下紙帶編號(hào)碼.

②保持小車的質(zhì)量m不變，改變祛碼和小盤的質(zhì)量重復(fù)步驟①.

③在每條紙帶上選取一段比較理想的部分，測(cè)加速度a

表1小車質(zhì)量一定

拉力F

加速度a

④描點(diǎn)作圖，作o—F的圖象.

1

⑤保持祛碼和小盤的質(zhì)量“不變，改變小車質(zhì)量m,重復(fù)步驟①和③，作o-----圖象.

m

表2小車所受的拉力一定

質(zhì)量m

加速度a

4.規(guī)律方法總結(jié)

1.注意事項(xiàng)

(1)平衡摩擦力：適當(dāng)墊高木板的右端，使小車的重力沿斜面方向的分力正好平衡小車和紙帶

受到的阻力.在平衡摩擦力時(shí),不要把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上，讓小車?yán)┻^(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的

紙帶勻速運(yùn)動(dòng).

(2)不重復(fù)平衡摩擦力.

⑶實(shí)驗(yàn)條件：m?M.

⑷一先一后一按：改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開(kāi)始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并應(yīng)先接

通電源，后釋放小車，且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車.

2.誤差分析

(1)因?qū)嶒?yàn)原理不完善引起的誤差：本實(shí)驗(yàn)用小盤和祛碼的總重力”g代替小車的拉力，而實(shí)際

上小車所受的拉力要小于小盤和祛碼的總重力.

(2)摩擦力平衡不準(zhǔn)確、質(zhì)量測(cè)量不準(zhǔn)確、計(jì)數(shù)點(diǎn)間距測(cè)量不準(zhǔn)確、紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木板平

行都會(huì)引起誤差.

3.數(shù)據(jù)處理

⑴利用Ax=a尸及逐差法求0.

(2)以。為縱坐標(biāo)，F(xiàn)為橫坐標(biāo)，根據(jù)各組數(shù)據(jù)描點(diǎn)，如果這些點(diǎn)在一條過(guò)原點(diǎn)的直線上，說(shuō)明

a與F成正比.

1

⑶以。為縱坐標(biāo)，一為橫坐標(biāo)，描點(diǎn)、連線，如果該線為過(guò)原點(diǎn)的直線，就能判定a與m成

m

反比.

問(wèn)題探究

[例題1]（2023秋?薩爾圖區(qū)校級(jí)期末）某實(shí)驗(yàn)小組欲以如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置“探究加速度與物體受

力和質(zhì)量的關(guān)系”.圖中A為小車，B為裝有祛碼的小盤，C為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板，小車

通過(guò)紙帶與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（未畫出）相連，小車的質(zhì)量為mi，小盤（及祛碼）的質(zhì)量為m2。

圖2圖3

（1）下列說(shuō)法正確的是.

A.實(shí)驗(yàn)時(shí)先放開(kāi)小車，再啟動(dòng)計(jì)時(shí)器

B.每次改變小車質(zhì)量時(shí)，應(yīng)重新平衡摩擦力

C.本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)滿足m2遠(yuǎn)小于mi的條件

D.在用圖象探究小車加速度與受力的關(guān)系時(shí)，應(yīng)作a-mi圖象

（2）在實(shí)驗(yàn)中挑選一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如下圖，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz,每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)

數(shù)點(diǎn)，用刻度尺測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，紙帶的一段如圖所示，由紙帶求得小車加速度為

m/s2o（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

【解答】解：（1）A.實(shí)驗(yàn)時(shí)先啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，再放開(kāi)小車，故A錯(cuò)誤；

B.設(shè)長(zhǎng)木板與水平方向夾角為。，在摩擦力平衡時(shí)有migsine=|imigcos。，即sine=ucos8,可

知每次改變小車質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力，故B錯(cuò)誤；

C.本實(shí)驗(yàn)中只有滿足m2遠(yuǎn)小于皿的條件，小盤（及祛碼）重力和對(duì)小車的拉力才近似相等，

故C正確；

D.在用圖象探究小車加速度與受力的關(guān)系時(shí)，應(yīng)作a-F圖象，故D錯(cuò)誤。

故選：Co

55

（2）相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為：t=5T=y=—s=O.ls

XBC—XDE

勻變速直線運(yùn)動(dòng)相鄰相等時(shí)間位移差為定值根據(jù)逐差法求小車的加速度：

Ax=at2,a=2t2

1.10-0.70

x10~2m/s2=0.20m/s2

2x0.12

方法點(diǎn)接

（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)分析判斷；

（2）根據(jù)逐差法求小車加速度；

[變式1]（2023秋?雁塔區(qū)期末）采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

的實(shí)驗(yàn)：

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

（單位：cm）

卜1.為戶?09+5.12+7.10小9.13小11.09

???????

0123456

乙

（1）把木板的一側(cè)墊高，調(diào)節(jié)木板的傾斜度，使小車在不受牽引力時(shí)能拖動(dòng)紙帶沿木板勻速運(yùn)

動(dòng)。此處采用的物理研究方法是；

A.理想化模型法B.等效替代法C.阻力補(bǔ)償法

（2）除了圖甲中所給器材以及交流電源和導(dǎo)線外，在下列器材中，還必須使用的器材是

_（選填正確選項(xiàng)的字母）。

A.秒表B.天平（含祛碼）C.刻度尺

（3）關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作，下列說(shuō)法正確的是；

A.實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪高度，使滑輪和小車間的細(xì)線與木板平行

B.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先釋放小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源

C.每次改變小車所受的拉力后需要重新平衡摩擦力

(4)某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶如圖乙所示，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T=O.ls,則小車的加速

2

度a=m/s,打下計(jì)數(shù)點(diǎn)3時(shí)的瞬時(shí)速度v3=。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(5)在本實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)線的拉力F等于祛碼和祛碼盤的總重力mg,已知三位同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

做出的a-F圖像如圖丙中的1、2、3所示。下列分析正確的是(選填選項(xiàng)前的字母)。

A.出現(xiàn)圖線1的原因可能是沒(méi)有平衡摩擦力

B.出現(xiàn)圖線2的原因可能是祛碼和祛碼盤的質(zhì)量不合適

C.出現(xiàn)圖線3的原因可能是在平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板的傾斜度過(guò)大

【解答】解：(1)把木板的一側(cè)墊高，調(diào)節(jié)木板的傾斜度，使小車在不受牽引力時(shí)能拖動(dòng)紙帶沿

木板勻速運(yùn)動(dòng)，通過(guò)重力分力平衡摩擦力，屬于阻力補(bǔ)償法，故AB錯(cuò)誤，C正確。

故選：Co

(2)實(shí)驗(yàn)還需要刻度尺測(cè)量距離，需要天平測(cè)量小車質(zhì)量，無(wú)需秒表，故A錯(cuò)誤，BC正確；

故選：BC-

(3)A.為了使繩子拉力F與木板平行，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪高度，使滑輪和小車間的細(xì)線與木板

平行，故A正確；

B.為了有效利用紙帶，獲取足夠多的點(diǎn)，應(yīng)該先接通電源再釋放小車，故B錯(cuò)誤；

C.平衡摩擦后可知mgsinQ=[imgcosQ

可知(i=tan。

可知平衡摩擦后，斜面夾角是一個(gè)定值，不需要重新平衡摩擦力，故C錯(cuò)誤。

故選：Ao

X36-X037.10+9.13+11.09-1.10-3.09-5.12

(4)根據(jù)逐差法,小車加速度為a=x0.01m/s2

9x0.12

2.0m/s2

%245.12+7.10

根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻速度等于全程平均速度可知V3=方2x0]-X0.01m/s=0.61

m/s

(5)A.圖線1表明在小車?yán)榱銜r(shí)，小車的加速度大于零，說(shuō)明合外力大于零，說(shuō)明平衡摩

擦力過(guò)度，故A錯(cuò)誤；

B.圖線2出現(xiàn)彎曲，說(shuō)明過(guò)程中小車的質(zhì)量不再遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于祛碼盤總質(zhì)量，故B正確；

C.圖線3說(shuō)明在拉力大于零時(shí)，小車的加速度為零，說(shuō)明合外力為零，即沒(méi)有平衡摩擦力或平衡

摩擦力不足，也就是沒(méi)有將長(zhǎng)木板的末端抬高或抬高不夠，故C錯(cuò)誤；

故選：Bo

故答案為：(1)c；(2)BC；(3)A；(4)2.0；0.61；(5)B

[變式2]（2023秋?臺(tái)州期末）利用圖甲所示裝置可以完成力學(xué)中的許多實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

45

1617181920212223242526272829303132333435363738

圖乙

（2）利用此裝置可以做。

A.“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)

B.“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。

①以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中需要平衡阻力的是（填寫"A”、"B”或者“A和B”）；

②下面幾組圖是平衡阻力過(guò)程中的某一瞬間，操作正確的是。

③關(guān)于以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作正確的是o

A.實(shí)驗(yàn)前都需要調(diào)整牽引小車的細(xì)線水平

B.實(shí)驗(yàn)都要求先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，后釋放小車

C.實(shí)驗(yàn)都需要槽碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

D.打出的一條紙帶都能獲得多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

（3）經(jīng)正確操作后打出一條紙帶，截取其中一段如圖乙所示。點(diǎn)0、1、2、3、4、5為計(jì)數(shù)點(diǎn)

（相鄰兩點(diǎn)之間時(shí)間差為0」s）,則計(jì)數(shù)點(diǎn)4的讀數(shù)為cm,小車的加速度為—

m/s2（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

【解答】解：（1）由圖甲所示可知實(shí)驗(yàn)裝置用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，所需電源為220V交流電，故

AB錯(cuò)誤，C正確。

故選：C；

（2）“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)和“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)都需要細(xì)

線、小車、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、刻度尺、槽碼和天平，故AB正確。

故選：ABo

①“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)需要把長(zhǎng)木板不帶定滑輪的一側(cè)墊高，以平衡小車受

到的阻力，故A錯(cuò)誤，B正確。

故選：Bo

②“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)需要調(diào)節(jié)木板的傾斜度，使小車在不受牽引力時(shí)能拖

動(dòng)紙帶沿木板勻速運(yùn)動(dòng)，故ACD錯(cuò)誤，B正確。

故選：B?

③A.A、B實(shí)驗(yàn)都需要紙帶、細(xì)繩要和長(zhǎng)木板平行，故A錯(cuò)誤；

B.A、B實(shí)驗(yàn)都需要實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，后釋放小車；一次實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)先斷開(kāi)電源，后取下紙

帶，故B正確；

C.A實(shí)驗(yàn)不需要槽碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，B實(shí)驗(yàn)需要槽碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，故C

錯(cuò)誤；

D.紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)間距測(cè)量有偶然誤差，故A、B實(shí)驗(yàn)都需要多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，以盡量減小誤差，

故D錯(cuò)誤。

故選：Bo

（3）毫米刻度尺的分度值為1mm,由圖乙可知，則計(jì)數(shù)點(diǎn)4的讀數(shù)為26.70cm

3、4點(diǎn)之間的距離X34=26.70cm-16.50cm=10.20cm

4、5點(diǎn)之間的距離X45=37.00cm-26.70cm=10.30cm

相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T=0.1s

入5一支34(10.30-10.20)xl0-2

根據(jù)逐差法，加速度a=m/s2=0.100m/s2

T20.12o

故答案為：（1）c；（2）AB；①B；②B；③B；（3）26.70；O.lOOo

強(qiáng)化訓(xùn)練

【基礎(chǔ)強(qiáng)化】

1.（2024?廣東模擬）控制變量法是科學(xué)探究的方法之一。在利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器“探究加速度與力、

質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中用到了此方法，該實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，槽碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，下列

實(shí)驗(yàn)操作正確的是（）

小車紙帶打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

A.實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源

B.實(shí)驗(yàn)前無(wú)需平衡小車所受的摩擦力

C.探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，僅改變槽碼的質(zhì)量

D.探究加速度與小車所受拉力關(guān)系時(shí)，僅改變槽碼的質(zhì)量

【解答】解：A、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開(kāi)小車，這樣可以有效的利用紙帶，

故A錯(cuò)誤；

B、本實(shí)驗(yàn)是將槽碼的重力近似為小車所受合力，因此小車所受的摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)是有影響的，故

需要平衡小車所受的摩擦力，故B錯(cuò)誤；

C、探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，根據(jù)控制變量法，應(yīng)保持小車所受合力不變，而改變小車的的

質(zhì)量，故C錯(cuò)誤；

D、探究加速度與小車所受拉力關(guān)系時(shí)，應(yīng)小車的的質(zhì)量不變，改變槽碼的質(zhì)量，故D正確。

故選：D。

2.（2024?西城區(qū)校級(jí)模擬）用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究”質(zhì)量一定時(shí)，物體加速度與所受合外力

的關(guān)系”，小車的質(zhì)量為M,托盤和祛碼的總質(zhì)量為m,平衡摩擦力后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（）

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

力傳感器口

紙

長(zhǎng)木信二II二3a

祛碼血

托盤

LJ

A.要保證m遠(yuǎn)小于M

B.小車所受的合外力等于2mg

C.釋放小車后立即接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

D.在托盤中增加祛碼，重復(fù)實(shí)驗(yàn)

【解答】解：A、探究“質(zhì)量一定時(shí),物體加速度與所受合外力的關(guān)系”時(shí)，由于傳感器測(cè)量小

車的合外力的一半，即可得到小車的合外力，而不是用2mg代替小車的合外力，所以無(wú)需m遠(yuǎn)

小于M,故A錯(cuò)誤;

B、對(duì)托盤和祛碼，根據(jù)牛頓第二定律得：mg-T=ma

所以T<mg

則小車所受的合外力F合=2T<2mg,故B錯(cuò)誤;

C、為提高紙帶利用率，實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通電源，再釋放小車，故C錯(cuò)誤;

D、探究“質(zhì)量一定時(shí)，物體加速度與所受合外力的關(guān)系”時(shí)，保持小車質(zhì)量不變，在托盤中增

加祛碼，改變小車的合外力，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，故D正確。

故選：D。

3.（2023秋?碑林區(qū)校級(jí)期末）在某次探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如

圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車總質(zhì)量用M,重物質(zhì)量用m表示。

圖1圖3

6.027.9810.0111.99

圖2

（1）為便于測(cè)量合力的大小，并得到小車總質(zhì)量一定時(shí)，小車的加速度與所受合力成正比的結(jié)

論，實(shí)驗(yàn)中（填“需要”或“不需要”）墊高長(zhǎng)木板以平衡摩擦力，（填”需

要”或“不需要”）滿足所掛重物質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量M的條件。

（2）按設(shè)計(jì)裝置操作正確地完成實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到一條紙帶如圖2所示。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交

流電頻率為50Hz。圖中O、A、B、C、D為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出,

則小車運(yùn)動(dòng)的加速度a=m/s（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

（3）甲同學(xué)在保持小車質(zhì)量不變的情況下，通過(guò)調(diào)整改變小車所受合力，多次實(shí)驗(yàn)，由實(shí)驗(yàn)數(shù)

據(jù)作出的a-F圖像如圖3所示，則小車質(zhì)量為kgo（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

【解答】解：（1）實(shí)驗(yàn)需要平衡摩擦力，以便小車受繩子拉力等于合力；由于通過(guò)鉤碼的總質(zhì)量

對(duì)應(yīng)的重力即為合外力，因此實(shí)驗(yàn)中需要滿足所掛鉤碼的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量M的條

件，

XBD-XOB11.99+10.01—7.98—6.02日-

（2）根據(jù)逐差法可知加速度為a=-而一=-------7—TT7--------------X0.0lm/s2=2.00m/s2

4/乙4X0.

（3）由小車加速下滑時(shí)受到的合力F=Ma

1

解得：a=-F

_13.00-1.00,,

由圖2所示的a-F圖線可知：圖象斜率：k=-=kg-1=0.5kg-1

Mo.U—z.U

則小車的質(zhì)量：M=2.0kg。

故答案為：⑴需要;需要；（2）2.00；（3）2.0

【素養(yǎng)提升】

4.（2023秋?西寧期末）用圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。

（1）除圖中器材外，還需要兩種測(cè)量工具是（選填選項(xiàng)前的字母）。

A.秒表B.天平（含祛碼）C.彈簧測(cè)力計(jì)D.刻度尺

（2）實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶的一部分如圖2所示。紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C,

相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交流電源上。由圖中數(shù)據(jù)

2

可計(jì)算出小車的加速度a=m/s（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

（3）某同學(xué)猜想加速度與力成正比，與質(zhì)量成反比，因此他認(rèn)為可以不測(cè)量加速度的具體數(shù)值,

僅測(cè)量不同條件下物體加速度的比值即可。他采用圖3所示的實(shí)驗(yàn)裝置，將軌道分為上下雙層排

歹!J,兩小車尾部的剎車線由后面的剎車系統(tǒng)同時(shí)控制，能使兩小車同時(shí)運(yùn)動(dòng)或同時(shí)停下來(lái)。實(shí)驗(yàn)

中通過(guò)比較兩輛小車的位移來(lái)比較它們的加速度。你認(rèn)為這位同學(xué)的方法可行嗎？請(qǐng)說(shuō)明理由。

【解答】解：(1)實(shí)驗(yàn)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出紙帶探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，紙帶記錄運(yùn)動(dòng)時(shí)

間和位移。時(shí)間由打點(diǎn)周期可得，不需要秒表；位移需要刻度尺測(cè)量，小車質(zhì)量需要天平測(cè)量,

故還需要天平和刻度尺。故BD正確，AC錯(cuò)誤。

故選：BDo

55

(2)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為：t=『=而s=0.1s

XAC~XAB-XAB12.90—6.20—6.20_

根據(jù)相鄰相等時(shí)間位移差為定值有：a=-----------=--------------x10-2m/s2=0.50m/s

一(J.lz

2

1、

(3)可行，小車同時(shí)運(yùn)動(dòng)同時(shí)停止，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同，根據(jù)乂=萬(wàn)戊2可知位移和加速度成正比,

可以通過(guò)比較兩輛小車的位移來(lái)比較它們的加速度。

故答案為：(1)BD；(2)0.50；(3)見(jiàn)解析。

(2023秋?下城區(qū)校級(jí)期末)為了探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系，某同學(xué)用如圖甲

所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

.E8

X1

.24

C

II.0

CJ.8

IJI./6

C

2

IJI

C

I3I

甲丙

單位：cm

/~0123456

\卜1.16\3.0^9.13'卜11.09

乙

（1）以下說(shuō)法正確的是（多選）。

A.驗(yàn)證a與F兩者關(guān)系時(shí)，槽碼質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量（含車內(nèi)重物），不需要滿足小車質(zhì)量

遠(yuǎn)大于槽碼質(zhì)量

B.定滑輪和小車間的細(xì)繩要保持水平

C.此實(shí)驗(yàn)用一條紙帶就可以完成

D.測(cè)量相鄰兩點(diǎn)間的距離時(shí)，應(yīng)該用毫米刻度尺靠近計(jì)數(shù)點(diǎn)，一次讀出所有計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的刻度值,

然后逐一相減，得出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離的數(shù)值

（2）圖乙是實(shí)驗(yàn)中的一條紙帶，己知交流電頻率為50Hz,兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間均有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫

出，根據(jù)紙帶可求出小車加速度為m/s2o（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（3）在圖丙中以槽碼重力大小為橫坐標(biāo)F,小車加速度a為縱坐標(biāo)，描點(diǎn)如圖丙所示，請(qǐng)作出a

-F圖線。

（4）根據(jù)a-F圖線，小車的質(zhì)量（含車內(nèi)重物）M=kgo（保留兩位有效數(shù)字）。

【解答】解：（1）A.當(dāng)小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量時(shí)可以近似認(rèn)為小車受到的拉力等于鉤碼的重力,

驗(yàn)證F與a兩者關(guān)系時(shí)，鉤碼質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量（含車內(nèi)祛碼），需要滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)大

于鉤碼質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；

B.定滑輪和小車間的細(xì)繩要與木板平行而不是保持水平，故B錯(cuò)誤；

C.此實(shí)驗(yàn)用一條紙帶就可以完成，故C正確；

D.測(cè)量相鄰兩點(diǎn)間的距離，應(yīng)該用毫米刻度尺零刻度對(duì)準(zhǔn)起始計(jì)數(shù)點(diǎn)0,讀出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)刻度

值，然后逐一相減，得出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離的數(shù)值，故D正確。

故選：CD。

55

（2）相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=『=^s=0.1s

X4+X5+X6—X1—X2—X3

根據(jù)逐差法，加速度a=9T2

代入數(shù)據(jù)解得a=2.0m/s2

（3）根據(jù)描點(diǎn)法作圖，作圖時(shí)使盡量多的點(diǎn)落在直線上，不能落在直線上的要均勻分布在直線

兩側(cè)，舍棄個(gè)別相差較遠(yuǎn)的點(diǎn)，如圖所示:

內(nèi)

【能力培優(yōu)】

6.（2023秋?齊齊哈爾期末）一物理興趣小組用如圖所示的裝置，探究“加速度與質(zhì)量的關(guān)系”,

通過(guò)改變放在小車上的祛碼質(zhì)量，改變小車（含遮光片）與祛碼的總質(zhì)量M。

（1）實(shí)驗(yàn)要平衡摩擦力，具體操作為：不懸掛砂桶，將長(zhǎng)木板沒(méi)有定滑輪的一端適當(dāng)墊高，輕

推小車，如果,則摩擦力得到平衡；

（2）實(shí)驗(yàn)還需要的部分操作有；

A.懸掛砂桶后調(diào)節(jié)細(xì)線與木板平行B.測(cè)量砂和砂桶質(zhì)量m

C.調(diào)節(jié)砂和砂桶質(zhì)量m遠(yuǎn)小于MD.小車每次在同一位置釋放

（3）調(diào)節(jié)好實(shí)驗(yàn)器材后，第一次實(shí)驗(yàn)：由靜止釋放小車，記錄小車經(jīng)過(guò)光電門1、2時(shí)遮光片擋

光時(shí)間h、t2,小車（含遮光片）及祛碼的總質(zhì)量Mi，力傳感器的示數(shù)F；第二次實(shí)驗(yàn)：向小車

中添加祛碼，小車（含遮光片）及祛碼的總質(zhì)量為M2，由靜止釋放小車，此時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)力傳感器

的示數(shù)（選填“大于”或“小于”）F,通過(guò)適當(dāng)（選填“增加”或“減小”）

砂桶中砂的質(zhì)量，使力傳感器的示數(shù)仍為F,重新實(shí)驗(yàn)，記錄小車經(jīng)過(guò)光電門1、2時(shí)遮光片擋光

時(shí)間t'1、t,2,如果表達(dá)式成立，則表明合外力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比。

1111

【解答】MIQ|—甲=時(shí)2（71—/|）。

解：（1）輕推小車，直到小車沿木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡條件可知，摩擦力與小車沿斜面

向下的分力相等，得以平衡摩擦力。

（2）A.需要細(xì)線與木板平行，才能保證細(xì)線的拉力與小車的合外力方向相同，細(xì)線的拉力才等

于小車的合外力，所以需要懸掛砂桶后調(diào)節(jié)細(xì)線與木板平行，故A正確；

BC.由于不需要用沙桶的重力來(lái)表示合外力，合外力可以直接測(cè)量，所以不需要滿足m遠(yuǎn)小于

M,也不需要測(cè)量砂和砂桶質(zhì)量m,故BC錯(cuò)誤；

D.需要控制單一變量，木板每處光滑程度不同，所以需要從同一位置釋放，故D正確。

故選：ADo

7.（2023秋?沙坪壩區(qū)校級(jí)期末）某物理興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)探究“當(dāng)

小車質(zhì)量不變時(shí)，小車加速度和合力之間的關(guān)系”。裝置中質(zhì)量不計(jì)的力傳感器可以測(cè)出與之連

接的輕繩拉力的大小，所有滑輪的質(zhì)量以及與轉(zhuǎn)軸間的摩擦忽略不計(jì)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中木板上方的

輕繩始終保持與木板平行。

.力傳感學(xué)紙飛打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

叼P~~BCDE~\

1|||堂板冶

^31*~6.32-j—

砂和砂桶"-10-87—d

----------16.36---------?!

甲乙

（1）實(shí)驗(yàn)中正確的做法是（填正確答案標(biāo)號(hào)）。

A.用天平測(cè)出砂和砂桶的總質(zhì)量

B.將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高，以平衡阻力

C.小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車

D.為減小誤差，實(shí)驗(yàn)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）某次實(shí)驗(yàn)中，從比較清晰的點(diǎn)跡起，在紙帶上標(biāo)出連續(xù)的5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E,相

鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間都有4個(gè)點(diǎn)跡未標(biāo)出，測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到A點(diǎn)的距離如圖乙所示。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)

器所用電源的頻率為50Hz,則小車的加速度大小a=m/s2（結(jié)果保留2位有效數(shù)

字）。

【解答】解：（1）A.實(shí)驗(yàn)中需要墊高木板的右端平衡摩擦力，故A正確；

BD.因有力傳感器測(cè)量小車受到的拉力，則不需要砂和砂桶的質(zhì)量m需遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M,也

不需要用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量，故BD錯(cuò)誤；

C.開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶，故C正確。

故選：ACo

（2）每?jī)牲c(diǎn)時(shí)間間隔T=0.02X5s=0.1s

、