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考点17 实验四 探究加速度与力、质量的关系
强基固本对点练
1．[2024·天津市红桥区期中考试]如图甲为一实验小组“探究牛顿第二定律”的实验装
置示意图．砂和砂桶的质量为m，小车和砝码的总质量为M.实验中用砂和砂桶总重力的大
小作为细线对小车拉力的大小．
(1)实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮
的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是( )
A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，
调节m 的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去
砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断
小车是否做匀速运动
(2)实验中要进行质量m 和M 的选取，以下最合理的一组是( )
A．M＝200 g, m＝10 g、 15 g、 20 g、 15 g、 30 g、 40 g
B．M＝200 g, m＝20 g、 40 g、 60 g、 80 g、 100 g、 120 g
C．M＝400 g, m＝20 g、 40 g、 60 g、 80 g、 100 g、 120 g
D．M＝400 g, m＝10 g、 15 g、 20 g、25 g、 30 g、 40 g
(3)如图乙是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G 为7 个相邻的计数点，
相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．量出相邻的计数点之间的距离分别为：sAB＝
4.22 cm、sBC＝4.65 cm、sCD＝5.08 cm、sDE＝5.49 cm、sEF＝5.91 cm、sFG＝6.34 cm.已知打点
计时器的工作频率为50 Hz，则打B 点时车速vB＝__________ m/s，小车的加速度a＝
__________ m/s2(结果保留2 位有效数字).
2．[2024·陕西省渭南市第三次检测]小莹同学用如图1 所示的实验装置探究小车的加速
度a 与质量m 的关系，打点计时器所用交变电流的频率为50 Hz.
(1)长木板右侧垫高是为了平衡小车受到的摩擦力，应调节木板的倾斜度，使小车
________，即可认为完成平衡．
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(2)如图2 是小莹某次实验得到的纸带，她在纸带上选取了A、B、C、D、E、F、G、H
八个计数点，相邻两计数点间有四个点未画出，打计数点A 的时刻定为计时起点(tA＝0)，
部分实验数据如图2 所示，由以上数据可知，t＝0.25 s 时的瞬时速度为________ m/s，这次
实验小车的加速度a＝________m/s2.(小数点后保留2 位数字)
(3)小莹同学保持小车所受的拉力不变，改变小车的质量m，分别测得不同质量时小车
加速度a，然后小莹画了如图3 甲、乙两个图像，关于这两个图像，下列说法正确的有
________．(填正确选项前的字母)
A．由图像甲可知：合外力一定时，小车的加速度与质量成正比
B．由图像乙可知：合外力一定时，小车的加速度与质量成反比
C.由图像乙的斜率可以知道小车受到的拉力大小
D．图像甲中曲线与坐标轴所围的面积表示小车所受拉力大小的倒数
3．如图所示，是某小组同学“用DIS 研究加速度与力的关系”的实验装置，实验过程
中可近似认为钩码受到的总重力等于小车所受的拉力．先测出钩码所受的重力为G，之后
改变绳端的钩码个数，小车每次从同一位置释放，测出挡光片通过光电门的时间Δt.
(1)实验中______________测出小车质量m 车．
A．必须 B．不必
(2)为完成实验还需要测量①______________；②______________．
(3)实际小车受到的拉力小于钩码的总重力，原因是______________．
(4)若导轨保持水平，滑轮偏低导致细线与轨道不平行，则细线平行时加速度a1，与不
平行时加速度a2相比，a1________a2.(选填“大于”“小于”或“等于”)
培优提能模拟练
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4．[2024·陕西省汉中市第四次联考]用如图所示的实验装置测量当地的重力加速度大小
g.气垫导轨放在桌面上，导轨上放有带遮光片的滑块，图中A、B 两个光电门与计算机相连
实验步骤如下：
(1)测得滑块及遮光片的总质量为M，砝码及砝码盘的总质量为m，将遮光片的宽度及
两光电门间的距离输入计算机．
(2)把气垫导轨调整到水平，打开气泵电源，气泵正常工作．放上滑块，调整气垫，轻
推一下滑块，使计算机显示滑块的加速度大小为0，则遮光片经过光电门A 的时间
________(填“大于”“等于”或“小于”)经过光电门B 的时间．
(3)跨过滑轮的细线一端连接滑块，另一端连接砝码盘．由静止释放滑块，滑块在细线
拉力作用下加速通过两光电门，计算机显示滑块的加速度大小为a，则当地的重力加速度g
＝________(用M、m、a 表示).
5．[2024·安徽省皖东名校联盟联考]用如图所示的装置探究牛顿第二定律．将长木板一
端固定在水平桌面的左端、在长木板另一端用垫块将木板垫起．在木板上相距为L(未知)的
位置固定两个光电门1 和2，在木板上放置一个带有宽度为d(未知)的遮光条的小车，小车
通过轻质细线绕过固定在木板右端的光滑定滑轮与小物块相连，木板上方的细线与木板平
行，重力加速度为g.实验步骤如下：
①调整垫块的位置，给小车一个沿木板向下的初速度，使得两个光电门记录的时间相
等，测量小物块的质量m、小车的质量M1，然后把小车放在木板上，使遮光条对齐光电门
1，去掉小物块，小车开始沿木板向下滑动，记录遮光条经过光电门2 的时间t1；
②挂上小物块，在小车上加放钩码．调整垫块的位置，给小车一个沿木板向下的初速
度，使得两个光电门记录的时间仍相等，测量小车和所放钩码的总质量M2；然后把小车放
在木板上，使遮光条对齐光电门1，去掉小物块，小车开始沿木板向下滑动，记录遮光条
经过光电门2 的时间t2；
③挂上小物块，再在小车上放钩码，多次重复上述操作，记录小车和所放钩码的总质
量M3、M4……录遮光条经过光电门2 的时间l3、l4；
④最后整理好实验器材．
请回答下列问题：
(1)实验需要的实验器材有________．
A．天平 B．刻度尺 C．秒表 D．打点计时器 E．游标卡尺
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(2)此实验是保持________不变的条件下，探究牛顿第二定律的．
(3)在坐标纸上，以小车和钩码的总质量M 为横坐标，以________ (选填“t”“t2”或“”)
为纵坐标，得到一条直线，当直线的斜率为________时(用物理量的字母表示)，就可以验
证牛顿第二定律了．
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