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专题2 验证牛顿第二定律-2024年高考物理冲刺力学实验专题
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这是一份专题2 验证牛顿第二定律-2024年高考物理冲刺力学实验专题，文件包含专题2验证牛顿第二定律原卷版-2024年高考物理冲刺力学实验专题docx、专题2验证牛顿第二定律解析版-2024年高考物理冲刺力学实验专题docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共134页， 欢迎下载使用。
1.实验目的：
①会用控制变量法研究物理规律
②探究加速度与力、质量的关系
③掌握利用图像处理数据的方法
2.实验器材：
打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端有定滑轮的长木板、小盘、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平、刻度尺、砝码、薄木板
3.实验原理
先控制小车的质量M不变，探究加速度a与力F的关系；再控制小盘和砝码的质量不变，即力不变，探究加速度a与小车质量M的关系
4.实验步骤
（1）称量：用天平测量小盘的质量m和小车的质量M
（2）安装：按照上图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上（即不给小车牵引力）
（3）平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木板，使小车匀速下滑
（4）操作：
①小盘通过细绳绕过滑轮系于小车上，先接通电源后放开小车，取下纸带编号码
②保持小车的质量M不变，改变砝码和小车的质量m，重复步骤①
③保持砝码和小盘的质量m不变，改变小车的质量M，重复步骤①
知识点二、数据处理
1.探究加速度与力的关系
以加速度a为纵轴、F为横轴，先根据测量的数据描点，然后作出图像，看图像是否是通过原点的直线，就能判断a与F是否成正比。
2.探究加速度与质量的关系
以a为纵轴，m为横轴，根据各组数据在坐标系中描点，将会得到如图甲所示的一条曲线，由图线只能看出m增大时a减小，但不易得出a与m的具体关系。若以a为纵轴，为横轴，将会得到如图乙所示的一条过原点的切斜直线，据此可判断a与m成反比
知识点三、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
知识点四、注意事项
1.平衡摩擦力
一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是调整出一个合适的斜面，使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车所售的摩擦阻力.在平衡摩擦力时，不要悬挂小盘的细绳系在小车上，几不要给小车加任何牵引力，并要让小车拖着打点的纸带运动.
2.不需要重复平衡摩擦力
整个实验中平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车的质量，都不需要重新平衡摩擦力
3.实验条件
每条纸带必须在满足小车的质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下打出，只有如此，小车和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力
4.一先一后
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，再释放小车.
题型一：对实验原理和注意事项的考查
2013年天津卷
某实验小组利用图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．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴木块上
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（填“远大于”、“远小于”或“近似等于”）
③甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，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。（填“大于”、“小于”或“等于”）
题型二：对数据处理和误差的考查
2016年新课标Ⅲ卷
某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮：轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=5个，每个质量均为0.010kg。实验步骤如下：
（1）将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物快，使小车（和钩码）可以在木板上匀速下滑。
（2）将n（依次取n=1,2,3,4,5）个钩码挂在轻绳右端，其余N-n各钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制s-t图像，经数据处理后可得到相应的加速度a。
（3）对应于不同的n的a值见下表。n=2时的s-t图像如图（b）所示：由图（b）求出此时小车的加速度（保留2位有效数字），将结果填入下表。
（4）利用表中的数据在图（c）中补齐数据点，并作出a-n图像。从图像可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比。
（5）利用a–n图像求得小车（空载）的质量为_______kg（保留2位有效数字，重力加速度取g=9.8 m·s–2）。
（6）若以“保持木板水平”来代替步骤（1），下列说法正确的是_______（填入正确选项钱的标号）
A．a–n图线不再是直线
B．a–n图线仍是直线，但该直线不过原点
C．a–n图线仍是直线，但该直线的斜率变大
题型三：实验创新与改进
2020年北京卷
在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，做如下探究：
（1）为猜想加速度与质量关系，可利用图1所示装置进行对比实验。两小车放在水平板上，前端通过钩码牵引，后端各系一条细线，用板擦把两条细线按在桌上，使小车静止。抬起板擦，小车同时运动，一段时间后按下板擦，小车同时停下。对比两小车的位移，可知加速度与质量大致成反比。关于实验条件，下列正确的是：________(选填选项前的字母)。
A. 小车质量相同，钩码质量不同
B. 小车质量不同，钩码质量相同
C. 小车质量不同，钩码质量不同
（2）某同学为了定量验证(1)中得到的初步关系，设计实验并得到小车加速度与质量的7组实验数据，如下表所示。在图2所示的坐标纸上已经描好了6组数据点，请将余下的一组数据描在坐标纸上，并作出图像______。
（3）在探究加速度与力的关系实验之前，需要思考如何测“力”。请在图3中画出小车受力的示意图。为了简化“力”的测量，下列说法正确的是：__________（选填选项前的字母）。
A．使小车沿倾角合适的斜面运动，小车受力可等效为只受绳的拉力
B．若斜面倾角过大，小车所受合力将小于绳的拉力
C．无论小车运动的加速度多大，砂和桶的重力都等于绳的拉力
D．让小车的运动趋近于匀速运动，砂和桶的重力才近似等于绳的拉力
2014年理综新课标卷Ⅰ
某同学利用图(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图(b)所示。实验中小车（含发射器）的质量为200 g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到，回答下列问题：
(1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成________(选填“线性”或“非线性”)关系．
(2)由图(b)可知，am图线不经过原点，可能的原因是________．
(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是________，钩码的质量应满足的条件是________．
课后练习
1.2013年四川卷
如图1所示，某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验：
①为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做__________运动。
②连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图2所示的纸带。纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0. 1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G。实验时小车所受拉力为0. 2N，小车的质量为0.2kg。
请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化ΔEk，补填表中空格（结果保留至小数点后第四位）。
分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内W=ΔEk，与理论推导结果一致。
③实验前已测得托盘质量为7.7×10 -3kg，实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为__________kg（g取9.8m/s2，结果保留至小数点后第三位）。
2. 2012年理综全国卷
图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”
（1）完成下列实验步骤中的填空：
①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列________的点。
②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。
③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m。
④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③。
⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1，s2，…。求出与不同m相对应的加速度a。
⑥以砝码的质量m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m应成_________关系（填“线性”或“非线性”）。
（2）完成下列填空：
（ⅰ）本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_______________________。
（ⅱ）设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3。a可用s1、s3和Δt表示为a=__________。图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可读出s1=__________mm，s3=__________。由此求得加速度的大小a=__________m/s2。
（ⅲ）图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为___________，小车的质量为___________。
3.2012年理综安徽卷
图1为“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，小车和砝码的总质量为。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)实验中要进行质量和的选取，以下最合理的一组是
A. =20, =10、15、20、25、30、40
B. =200, =20、40、60、80、100、120
C. =400, =10、15、20、25、30、40
D. =400, =20 40、60、80、100、120
（3）图2 是实验中得到的一条纸带，、、、、、、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=4.22 cm、=4.65 cm、=5.08 cm、=5.49 cm、=5.91 cm、=6.34cm 。已知打点计时器的工作频率为50 Hz，则小车的加速度= m/s2 （结果保留2位有效数字）。
4.2020年浙江卷
做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，图甲是教材中的实验方案；图乙是拓展方案，其实验操作步骤如下：
（ⅰ）挂上托盘和砝码，改变木板倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；
（ⅱ）取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑，测出加速度a；
（ⅲ）改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到的关系。
①实验获得如图所示的纸带，计数点a、b、c、d、e、f间均有四个点未画出，则在打d点时小车的速度大小_____（保留两位有效数字）；
②需要满足条件的方案是_____（选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）；在作图象时，把作为F值的是_____（选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）。
5.（2021届广东省江门市台师高级中学高三（上）期末模拟考试物理试题）11. 某同学为探究“合力做功与物体速度变化的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：
①按图摆好实验装置，其中小车质量M=0.20kg，钩码总质量m=0.05kg；
②释放小车，然后接通打点计时器的电源（电源频率为f=50Hz），打出一条纸带。
(1)他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，如下图所示。把打下的第一点记作0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有4个点未画出，用厘米刻度尺测得各计数点到0点距离分别为d1=0.0041m，d2=0.055m，d3=0.167m，d4=0.256m，d5=0.360m，d6=0.480m……，他把钩码重力（当地重力加速度g=9.8m/s2）作为小车所受合力算出打下0点到打下第5点合力做功W=______J(结果保留三位有效数字)，打下第5点时小车的速度v5=______m/s结果保留三位有效数字）；
(2)此次实验探究的结果，他没能得到合力对物体做的功“Wv2”的结论，且误差很大。通过反思，他认为产生误差的原因如下，其中正确的是______；
A.钩码质量太大，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多
B.没有平衡摩擦力，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多
C.释放小车和接通电源的次序有误，使得动能增量的测量值比真实值偏小
D.没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离也是产生此误差的重要原因
6.（2021届湖南省株洲市高三（上）教学质量统一检测物理试题（一））11. 某同学利用如图甲所示的实验装置探究小车的加速度a与质量m的关系。所用交变电流的频率为50Hz。乙图是他某次得到的纸带，两个计数点间有四个点未画出，部分实验数据如图所示。
(1)打点计时器在打A点时小车的速度大小为_______m/s，小车的加速度大小为_______m/s2。（结果均要求保留三位有效数字）
(2)保持小车所受的拉力不变，改变小车质量m，分别测得不同质量时小车加速度a的数据如下表所示，并在图丙所示的坐标纸中准备作出图像，该同学已描出了其中6个点的位置，请把未描完的两个点描出来，并作出图像_______。
7.（2021届山东省烟台市高三（上）期末物理试题）13. 在“用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系”实验中，某组同学用如图甲所示的装置，将木板一端垫高，以补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力。调节木板的倾斜度，使小车能在不受牵引时能拖动纸带沿木板匀速运动。
(1)他们采用控制变量的方法，首先研究小车所受的拉力不变的情况下，小车的加速度与小车质量的关系。下列措施中不需要或不正确的是____________（选填字母代号）
A.每次改变小车的质量后，都需要重新调节木板的倾斜度
B.实验中通过增减小车中的重物来改变小车的质量
C.每次小车都必须从同一位置开始运动
D.实验中应先接通打点计时器电源，然后再释放小车
(2)他们然后保证小车的总质量M不变，改变托盘及砝码的总质量m，通过每次打出的纸带求出相对应的小车加速度a。以托盘及砝码的总质量m为横坐标，以小车的加速度a为纵坐标，根据实验测得的数据，利用描点法画出如图乙所示的a-m图像。
利用该图像可求出小车的总质量M为_______________kg（重力加速度g=10m/s2），该图线不通过坐标原点的原因是___________________。
8.（2021届天津市河西区高三（上）期末质量调查物理试题）15. 如图甲所示为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置，数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量及小车和砝码质量的对应关系图。钩码的质量为m1，小车和砝码的质量为m2，重力加速度为g。
（1）下列说法正确的是（ ）
A. 每次在小车上加减砝码时，应重新平衡摩擦力
B. 实验时若用打点计时器应先释放小车后接通电源
C. 本实验m2应远小于m1
D. 在用图象探究加速度与质量关系时，应作图象
（2）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，测得，作出a—F图象，他可能作出图乙中__________（选填“甲”、“乙”、“丙”）图线。此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是__________；
A. 小车与轨道之间存在摩擦 B. 导轨保持了水平状态
C. 钩码的总质量太大 D. 所用小车的质量太大
（3）实验中打出的纸带如图丙所示。相邻计数点间的时间是0. 1s，由此可计算出小车运动的加速度是__________m/s2。（结果保留2位有效数字）
9.（2020届湖南省长沙市高三年级期末统考物理试题）13. 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连接滑块的细绳中的拉力，传感器下方悬挂钩码，每次都将滑块从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）实验时，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。然后他将滑块从A位置由静止释放，并测量释放时遮光条到光电门的距离L，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间，则滑块的加速度大小表达式为______（用题中所给的符号表示）
（2）实验时，一定要保证的条件或进行的操作是______（多选）
A.使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量
B.测出钩码的重力
C.将气垫导轨调节水平
D.使细线与气垫导轨平行
10.（2021届吉林省辽源市友好学校第七十届高三（上）期末联考物理试题）13. 为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。（滑轮质量不计）
(1)下列实验步骤正确的是______；
A.用天平测出砂和砂桶的质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数
D.改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带
E.实验中不需要砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（每两点间还有2个点没有画出来），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为______；（结果保留两位有效数字）
(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为，求得图线的斜率为，则小车的质量为______。
A. B. C. D.
11.（2021届黑龙江省肇东市第四中学高三（上）期中物理试题）16. 小华所在实验小组利用如图（甲）所示的实验装置探究牛顿第二定律，打点计时器使用的交流电频率f =50Hz，当地的重力加速度为g。
(1)在实验前必须进行平衡摩擦力，其步骤如下：取下细线和砂桶，把木板不带滑轮的一端适当垫高并反复调节，直到______；
(2)图（乙）是小华同学在正确操作下获得的一条纸带，其中A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出。写出用s1、s2、s3、s4以及f来表示小车加速度的计算式：a=______；若s1=2.02cm，s2=4.00cm，s3=6.01cm，则B点的速度为：vB=______m/s（保留三位有效数字）。
12.（2021届山东省临沂市高三（上）期中物理试题）14. 在“探究加速度与力和质量的关系”的实验中：
(1)备有器材：A．带有定滑轮的长木板；B．电磁打点计时器、低压交流电源、纸带；细绳、小车砝码；D．装有细砂的砂桶；E．垫片；F．毫米刻度尺，还缺少的一件器材是_______；
(2)实验得到如图所示的一条纸带，相邻两计数点的时间间隔为T；B、C间距x2和D、E间距x4已测出，利用这两段间距计算小车加速度a的表达式为a=_______；
(3)同学甲根据实验数据画出如图1所示图线，从图线可得砂和砂桶的总质量为_______kg；（g取10m/s2）
(4)同学乙根据实验数据画出了如图2所示图线，从图线可知同学乙操作过程中可能___________。
13.（2021届天津市河东区第八中学高三（上）期中物理试题）10. 如图甲所示为探究加速度与力、质量的关系的实验装置，图乙为某次实验得到的一条纸带。
(1)已知计数点A、B、C、D、E间的时间间隔为0.1s，则图乙中小车的加速度大小为__________m/s2（结果保留两位有效数字）；
(2)保持小车质量不变，改变沙桶中沙的质量进行多次测量。根据实验数据作出了加速度a随拉力F的变化图线，如图丙所示。图中直线没有通过原点，其主要原因是_______；
(3)对(2)改进后，保持沙和沙桶质量不变，改变小车中砝码质量，进行多次测量，得到小车加速度a、质量m及其对应的的数据如下表所示：
请在丁图中画出a-图线________。
14.（2021届山东省潍坊市高三（上）期中模拟检测（一）物理试题）11. 某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像，图中力传感器可直接显示绳中拉力大小，他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图（b）所示．
(1)图线________是在轨道左侧抬高，成为斜面情况下得到的（选填“1”或“2”）；要想使得该图线过原点应______轨道的倾角（填“增大”或“减小”）
(2)滑块和位移传感器发射部分总质m =_______kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ=_______．（g=10m/s2）
(3)实验中是否要满足，滑块和位移传感器发射部分的总质量远远大于重物质量的条件?____．
15.（2019年山东省泰安市高三上学期期中考试物理试题）14.为了“验证牛顿第二定律”，某实验小组设计了如图1所示的实验装置．
（1）实验过程有以下操作：
a．安装好实验器材，将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次．
b．选出一条点迹清晰的纸带，选取部分计数点如图2所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）．
c．测得OA=3.59cm；AB=4.41cm；BC=5.19cm；CD=5.97cm；DE=6.78cm；EF=7.64cm．
d．计算出小车的加速度a= _________m/s2；打下B点时，小车的速度vB=_________m/s．（结果均保留2位小数）
（2）若保持小车及车中的砝码质量一定，研究加速度a与所受外力F的关系，在木板水平和倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图3所示．图线_____（选填“甲”或“乙”）是在木板倾斜情况下得到的；小车及车中的砝码总质量m=_____kg．
16.（2019年山东省烟台市高三上学期期中考试物理试题）17.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，实验装置示意图如图甲所示，则
（1）下列说法中正确的是____________
A．实验中所用打点计时器应该接直流电源
B．实验过程中，细线应该与长木板上表面平行
C．实验过程中，小车的总质量应该远小于悬挂托盘及砝码的总质量
D．本实验采用控制变量法分别探究小车的加速度与小车所受合外力及小车的质量之间的关系
（2）保证小车的总质量M不变，改变托盘及砝码的总质量m，通过每次打出的纸带求出相对应的小车加速度a。若某实验小组得到5组数据如图乙所示。以托盘及砝码的总质量m为横坐标，以小车的加速度为纵坐标，请在图丙中利用描点法画出相应图线_______。利用该图线可以求出小车的总质量M为_____kg(重力加速度g=10m／s2)，该图线不通过坐标原点的原因是_______。
17.（2019年山东省邹城市高三上学期期中教学质量检测物理试题）11.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，则小车运动的加速度＝_____.（结果保留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，则小车的质量_____.（g=10m/s2）
18.（山东省济南外国语学校三箭分校2019-2020学年高三上学期期中检测物理试题）15.如图所示，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轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力．不计空气阻力及一切摩擦．
（1）在探究“合外力一定时，加速度与质量的关系”时，要使测力计的示数等于小车所受合外力，操作中必须满足________________；要使小车所受合外力一定，操作中必须满足________________________．
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，建立坐标系描点作出图线．下列能直观得出“合外力一定时，加速度与质量成反比”的图线是________．
（2）如图抬高长木板的左端，使小车从靠近光电门乙处由静止开始运动，读出测力计的示数F和小车在两光电门之间的运动时间t0，改变木板倾角，测得多组数据，得到的F－的图线如图所示．
实验中测得两光电门的距离L＝0.80 m，砂和砂桶的总质量m1＝0.34 kg，重力加速度g取9.8 m/s2，则图线的斜率为________(结果保留两位有效数字)；若小车与长木板间的摩擦不能忽略，测得的图线斜率将________(填“变大”、“变小”或“不变”)．
19.（山东省济宁市鱼台县一中2019-2020学年高三上学期期中考试物理试题）14. 学校物理兴趣小组利用如图甲所示的实验装置完成“探究加速度与力的关系”的实验．他们所用的器材有小车、一端带有滑轮的导轨、打点计时器和几个已知质量的钩码，另有学生电源和力传感器(图中未画出)．
(1)图乙是实验中得到的一条纸带，图中打相邻两计数点的时间间隔为0.1s，由图中数据可得小车的加速度大小a=____m／s2(结果保留三位有效数字)．
(2)实验小组A、B分别以各自测得的加速度a为纵轴，小车所受的合力F为横轴，作出图象如图丙中图线1、2所示，则图线1、2中对应小车(含车内的钩码)的质量较大的是图线________(选填“1”或“2”)．
20.（山东省莱州市第一中学2019-2020学年高三上学期期中模拟测试（二）物理试题）15.为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙同学设计了如图所示的实验装置．其中M为小车的质量，m为砂和砂桶的质量,m0为滑轮的质量，滑轮大小不计且光滑．力传感器可测出轻绳中的拉力大小．
（1）实验时，一定要进行的操作是________
A.用天平测出砂和砂桶的质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数
D.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M．
（2）甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为________m/s2（结果保留三位有效数字）．
（3）甲同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a－F图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为________
A． B． C． D．
21.（山东省莱州市第一中学2019-2020学年高三上学期期中模拟测试（一）物理试题）16.小明和小华在实验室探究加速度与力质量的关系，他俩各自独立设计了如图甲、乙所示的实验装置，小车总质量用M表示，（甲图中传感器的质量可以忽略）钩码总质量用m表示。
（1）为便于测量合外力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与所受合外力成正比的结论，下列说法正确的是________。
A．两组实验中只有甲需要平衡摩擦力。
B．两组实验都需要平衡摩擦力。
C．两组实验中只有甲需要满足所挂钩码的总质量m远小于总质量M的条件
D．两组实验都需要满足所挂钩码的总质量m远小于总质量M的条件
（2）若发现某次实验中甲图中的力传感器和乙图中的测力计读数相同，通过计算得到小车加速度均为，g为当地重力加速度，则甲、乙两实验装置中所用小车总质量之比为________所用用的钩码总质量之比为_______。
22.（山东省莱州市第一中学2019-2020学年高三上学期期中模拟测试（一）物理试题）18.为了测量两个质量不等的沙袋的质量，由于没有直接测量工具，某实验小组应用下列器材测量：轻质定滑轮(质量和摩擦可以忽略)、砝码一套(总质量m=0．5kg)、细线、米尺、秒表，根据已学过的物理知识，改变实验条件进行多次测量，选择合适的变量得到线性关系，作出图象并根据图象的斜率和截距求出沙袋的质量．操作如下：
(1)实验装置如图，设左右两边沙袋的质量分别为m1、m2；
(2)从m中取出质量为的砝码放在左边的沙袋中，剩余砝码都放在右边沙袋中，发现m1下降、m2上升；
(3)用米尺测出沙袋m1从静止下降的距离h，用秒表测出沙袋m1下降h1的时间t，则可知沙袋的加速度大小为a=______________；
(4)改变，测量相应的加速度a，得到多组及a的数据，作出______(填“”或“”)图线；
(5)若求得图线的斜率k=4m／kg·s2，截距b=2m／s2，(g=10m／s2)则沙袋的质量m1=______Kg，m2=_________kg．
23.（2021届青海省西宁市大通回族土族自治县高三（上）第一轮复习期末联考物理试题）13. 某同学用如图所示装置探究加速度与合外力关系实验。在气垫导轨的右端固定一个光电门，将带有挡光片的滑块放在气垫导轨上，滑块用固定在气垫导轨左端的力传感器连接。滑块和挡光片的质量为。
(1)实验前，用游标卡尺测量挡光片的宽度，示数如图乙所示，则挡光片的宽度_____；
(2)将气垫导轨的左端适当垫高，开动气源，待滑块稳定时，记录力传感器的示数；撤去力传感器，让滑块在点由静止释放，记录滑块通过光电门时挡光片挡光时间，滑块通过光电门的速度大小为_____（用物理量字母表示）；
(3)改变气垫导轨左端的高度，重复步骤(2)多次，测得多组、，要探究加速度与合外力的关系，还需要测量的物理量为_____（写出物理量的名称和符号）；
(4)将测得的、在图像中描点作图，如果作出的图像为过原点的一条直线，且直线的斜率为_____（用题中测量物理量字母表示），表明物块的质量一定时，加速度与合外力成正比。
24.（2021届辽宁省营口市高三（上）期末物理试题）11. 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙两同学设计了如图所示的实验装置，其中M为带小滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量，m0为小滑轮的质量。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
（1）实验时，不需要进行的操作是______。
A．用天平测出砂和砂桶的质量
B．将带滑轮长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车
D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
（2）甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为_____m/s2（结果保留三位有效数字）。
（3）甲同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的图象是一条直线，求得图线的斜率为k，同时用量角器测得图线与横坐标的夹角为，则小车的质量为_____。
A．B．C．D．
25.（2021届辽宁省沈阳市皇姑区实验中学高三（上）期末物理试题）13. (1)甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图（甲）、（乙）、（丙）所示的实验装置，验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律。已知他们使用的小车完全相同，小车的质量为M，重物的质量为m，试回答下列问题：
①甲、乙、丙实验中，必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是____。
A．甲、乙、丙
B．甲、乙
C．甲、丙
②实验时，必须满足“M远大于m”的实验小组是____。
③实验时，甲、乙、丙三组同学的操作均完全正确，他们作出的a-F图线如图（丁）中A、B、C所示，则甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是____________。
(2)小明同学采用（乙）图实验装置探究质量一定时加速度与力的关系的实验时，以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a-F图像是图线如图（丁）中A为一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为______。
A． B． C． D．k
26.（2021届鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟高三（上）期中联考物理试题）9. 某同学利用如图甲所示的实验装置探究“物体的加速度与合外力的关系”，具体实验步骤如下：
A.按照图示安装好实验装置，挂上砝码盘，并测出两光电门间距离s；
B.调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车沿长木板向下运动，且通过两个光电门的时间相等；
C.取下砝码盘，测量并记录砝码盘和砝码的总质量m；
D.保持长木板的倾角不变，不挂砝码盘，将小车置于靠近滑轮的位置，由静止释放小车，记录小车先后通过光电门A和光电门B的时间、；
E．重新挂上砝码盘，改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤。
(1)如图乙所示，用游标卡尺测量遮光片宽度_______mm。
(2)步骤D中小车加速下滑时所受合力大小为_______。
(3)小车的加速度的表达式为________(用字母d、、、s表示)
(4)本实验中砝码盘和砝码的总质量_______(填“必须”或“不需要”)远小于小车的质量；利用本实验装置_______(填“能”或“不能”)完成“验证机械能守恒定律”的实验。
27.（2021届福建省莆田第七中学高三（上）期中物理试题）14. 某同学设计了用光电门传感器探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m的关系。
(1)如图1所示，在小车上固定宽度为L的挡光片，将两个光电门传感器固定在相距为d的轨道上，释放小车，传感器记录下小车经过光电门1和光电门2的时间分别为、，可以测得小车的加速度a=______（用题中的符号L、d、、表示）。
(2)该同学多次重复测量，作出a—F图，如图2所示，发现该图线不通过坐标原点，其原因可能是__________；此图线的BC段明显偏离直线，其原因可能是______。
A．平衡摩擦力时，轨道右端垫的过高
B．轨道保持了水平状态
C．所用小车的质量太大
D．所挂钩码的总质量太大
28.（2021届黑龙江省哈尔滨市第六中学高三（上）期中物理试题）15. 关于图示力学实验装置，下列说法中正确的是______。
A.用此装置“研究匀变速直线运动”时需要平衡摩擦力
B.用此装置“探究小车的加速度与外力的关系”时，若用钩码的重力代替细线对小车的拉力，应保证钩码质量远小于小车质量
C.用此装置“探究功与速度变化的关系”时，将长木板远离滑轮一端适当垫高，且小车未拴细线，轻推小车后，通过纸带分析若小车做匀速运动，即实现平衡摩擦力
29.（2021届黑龙江省绥化市海伦市一中高三（上）期中物理试题）12. 图1为“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，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=200g, m=10 g 、15 g 、20 g 、25 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=10 g 、15 g 、20 g 、25 g 、30 g 、40 g
D．M=400 g , m=20 g 、40 g 、60 g 、80 g 、100 g 、120 g
（3）图2是试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=6.34cm．已知打点计时器的工作频率为50Hz,则小车的加速度a=___________m/s2 （结果保留2位有效数字）．
30.（2021届江西省上饶市广信二中高三（上）期中物理试题）13. 某同学设计了如下实验方案用来“验证牛顿运动定律”：
(1)如图甲所示，将木板有定滑轮的一端垫起，把滑块通过细绳与带夹的重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤下夹一纸带，穿过打点计时器。调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板匀速运动。
(2)如图乙所示，保持长木板的倾角不变，将打点计时器安装在长木板上靠近滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，使其穿过打点计时器，然后接通电源释放滑块，使之由静止开始加速运动。打点计时器使用的交流电的频率为50Hz，打出的纸带如图丙所示，A，B，C，D，E是纸带上五个计数点。
①图乙中滑块下滑的加速度为_____。（结果保留两位有效数字）
②若重锤质量为m，滑块质量为M，重力加速度为g，则滑块加速下滑受到的合力为_____。
③某同学在保持滑块质量不变的情况下，通过多次改变滑块所受合力，由实验数据作出的a﹣F，图象如图丁所示，则滑块的质量为_____kg。（结果保留两位有效数字）
31.（2021届辽宁省辽西联合校高三（上）期中物理试题）14. 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，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放．
(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，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是______________________．
(3)下列不必要的一项实验要求是________．(填选项前的字母)
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和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图象，研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出________填“t2-F”“ -F”或“-F”图象．
32.（2021届山东省菏泽市高三（上）期中考试物理试题）14. 某同学受到阿特伍德机工作原理的启发，设计了一个验证牛顿第二定律的实验。如图所示，托盘（包含内部砝码）的总质量分别为，用轻质不可伸长的细绳连接后跨在定滑轮（轮轴无摩擦）两端，两托盘离地足够高。实验中，始终保证，先固定托盘，在底部用夹子夹住纸带，并在其下方安装好打点计时器，并打开电源，松开固定装置，可得出清晰地纸带。实验中得到某条纸带如图乙所示，打点计时器打点周期为，在某段中取连续五个点，相邻两个点之间的距离依次为，重力加速度为。
(1)组成的系统加速度_______。（用表示）
(2)验证牛顿第二定律实验时需要验证的等式为_______；
(3)在两盘中增减砝码进行多次试验，探究质量、合外力、加速度关系，当保持______不变时，可探究系统的加速度与合外力的关系；当保持_______不变时，可探究系统的加速度与总质量的关系。（用表示）；
(4)这位同学突然想到一问题，若不考虑其他因素，只是不断增大左边托盘的质量，那么系统的加速度将不断增大，则最终系统的加速度的值会趋于_______。（用物理量符号表示）
33.（2021届山东省聊城市高三（上）期中物理试题）14. 用如图所示的实验装置可以进行很多实验探究。该装置已经调整至小车在不挂钩码时能拖动纸带沿长铝板匀速运动。
(1)用该装置探究加速度与力、质量的关系保持小车质量不变，改变钩码数量，得到下表所示的实验数据。根据表格中数据，可得小车质量为___________kg（g取10m/s2，结果保留两位有效数字）。
(2)用该装置探究小车动能的变化与拉力功的关系。某次实验时，所用小车的质量为200g，钩码的质量为50g，得到的纸带如图所示。纸带上O、A、B、C、D为计数点，O点为小车开始运动时打下的点，相邻两计数点间的时间间隔为0.1s，则打C点时小车动能为___________J；将钩码的重力作为小车所受的拉力，不计阻力影响，则在纸带由O运动到C的过程中，拉力对小车做的功为___________J。（取g=10m/s2，均保留两位有效数字）
此次实验没能得到“力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化”的结论，原因是：___________。
34.（2021届山东省青岛市即墨区高三（上）11月期中物理试题）14. 某同学为了探究加速度与力的关系，设计了如图（a）所示的装置。在铁架台的竖直杆上固定两个光电门1和2，在铁架台横梁上固定定滑轮，细绳跨过定滑轮，两端分别拴接两小盒甲、乙，其中小盒甲上固定有挡光片。已知小盒甲和挡光片的总质量为M，小盒乙的质量也为M。现取10个完全相同的砝码均分后放在甲、乙中，系统处于静止状态。每个砝码的质量m=10g，两光电门间距离为h，两光电门与计算机相连，可记录挡光片的挡光时间，重力加速度为g=9.8m/s2。请回答下列问题：
(1)用螺旋测微器测量出挡光片的宽度，如图（b）所示，挡光片的宽度为d=______mm；
(2)将小盒乙中的5个砝码依次取出并放在小盒甲中，然后每次都将装置由静止释放，记录小盒甲经过两个光电门1、2时挡光片的挡光时间t1、t2，则小盒甲的加速度为______ （用h、d，t1、t2如表示）；
(3)在第(2)问的操作中，将五次操作得到的实验数据记录在下表中，为加速度，为从小盒乙中取走的砝码个数，将这五组数据在答题卡上图（c）所示的坐标系中描点并连线______，由图像可知保持物体的质量不变时，物体的加速度与物体的合外力成______（填“正比”或“反比”）；
(4)由第(3)问得到的图像可得，小盒甲（含挡光片）的质量M=_______g（结果保留整数）。
35.（2021届山东省日照市高三（上）第二次校级联合考试物理试题）14. 某学习小组利用甲图中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系，图中长木板水平放置，其左端固定一轻滑轮，轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小车相连，另一端可悬挂钩码，本实验中可用的钩码共有N个，已知打点计时器所用电源的频率为，每个钩码的质量为m，小车的质量为M，重力加速度取g，实验要点如下：
(1)实验开始时平衡摩擦力：在长木板不带滑轮的一端下方某位置垫上一个小物块后，发现小车拉着通过打点计时器的纸带在木板上做加速运动，则应将小物块向__________（填：左、右）移动，才会使小车拉着纸带在板上做匀速运动；
(2)平衡摩擦力后，将n（依次取，2，3，4…）个钩码挂在左端，其余个钩码放在小车内，用手按住小车并使轻绳与木板平行，打开电源，释放小车，获得一条清晰的纸带，经数据处理后可得到相应的加速度；
(3)图乙为某次实验得到的纸带，且相邻计数点间的时间间隔均为，再利用图中测得的数据可计算出小车的加速度a=__________（保留3位有效数字）；
(4)本次实验中_________（填“需要”或“不需要”）满足“小车及车上钩码的总质量远大于所挂钩码质量”的条件；
(5)丙图是利用不同n对应不同a作出的图像，如果丙图中图线斜率为k，通过理论分析可知本实验中可用的钩码共有个数N=__________。（用题中字母表示）
36.（2021届山东省邹城市第一中学高三（上）期中教学质量检测物理试题）14. 在“探究加速度与力、质量的关系的实验”时，采用了如图甲所示的实验方案，操作如下：
(1)平衡摩擦力时，若所有的操作均正确，打出的纸带如图乙所示，应______（填“减小”或“增大”）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹______为止。
(2)已知小车质量为M，盘和砝码的总质量为m，要使细线的拉力近似等于盘和砝码和总重力，应该满足的条件是m______M（填“远小于”、“远大于”或“等于”）。
(3)图丙为小车质量定时，根据实验数据描绘的小车加速度a与盘和砝码的总质量m之间的实验关系图象。若牛顿第二定律成立，则小车的质量M=______kg。（g取10m/s2）
37.（2021届上海市长宁区延安中学高三（上）期中物理试题）18. 在用研究小车加速度与外力的关系时，某实验小组先用如图（a）所示的实验装置，重物通过滑轮用细线拉小车，在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器，位移传感器②部分随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器①部分固定在轨道一端，实验中力传感器的拉力为F，保持小车（包括位移传感器发射器）的质量不变，改变重物重力重复实验若干次，得到加速度与外力的关系如图（b）所示。
(1)位移传感器②部分是_____（填“发射器”或“接收器”），该实验中______（选填“需要”或“不需要”）使得重物的质量远小于小车（包括位移传感器②部分）的质量；
(2)小车与轨道的滑动摩擦______N；
(3)从图像中分析，小车（包括位移传感器发射器）的质量为______ ；
(4)该实验小组为得到a与F成正比的关系，应将斜面的倾角调整到______。（保留两位有效数字）。
38.（2021届辽宁省辽西联合校高三（上）期中物理试题）11. 某同学用图示的实验装置探究加速度与力的关系．他在气垫导轨旁安装了一个光电门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大小，传感器下方悬挂钩码．改变钩码数量，每次都从A处由静止释放滑块．已知滑块（含遮光条）总质量为M，导轨上遮光条位置到光电门位置的距离为L．请回答下面相关问题．
(1)如图，实验时用游标卡尺测得遮光条的宽度为___ ．某次实验中，由数字毫秒计记录遮光条通过光电门的时间为t，由力传感器记录对应的细线拉力大小为F，则滑块运动的加速度大小应表示为____（用题干已知物理量和测得物理量字母表示）．
(2)下列实验要求中不必要的是（ ）
A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器总质量
B．应使遮光条位置与光电门间的距离适当大些
C．应将气垫导轨调节至水平
D．应使细线与气垫导轨平行
39.（2021届江苏省常州市前黄高级中学高三（上）期中物理试题）13. 用图甲所示装置探究物体的加速度与力的关系。实验时保持小车（含车中重物）的质量M不变，细线下端悬挂钩码的总重力作为小车受到的合力F，用打点计时器测出小车运动的加速度a。
(1)关于实验操作，下列说法正确的是________。
A．实验前应调节滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行
B.平衡摩擦力时，在细线下端悬挂钩码，使小车在线的拉力作用下能匀速下滑
C.每次改变小车所受的拉力后都要重新平衡摩擦力
D.实验时应先接通打点计时器电源，后释放小车
(2)图乙为实验中打出纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出，测出各计数点到A点间的距离。已知所用电源的频率为50Hz，打B点时小车的速度vB＝________m/s，小车的加速度a＝________m/s2
40.（2021届江西省南昌新建一中高三（上）期中物理试题）13. 某同学利用如图1所示的实验装置探究加速度与物体受力、质量的关系，图中A为小车，B为装有砝码的托盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车后面所拖的纸带穿过电火花计时器，电火花计时器接50 Hz交流电。实验时，将托盘及砝码的重力视为小车所受拉力。
（1）实验时，由于该同学的疏忽，在实验前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”或“丙”）。
（2）图3为某次实验得到的纸带，纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离，相邻计数点间还有四个计时点没有画出．由此可求得小车的加速度的大小是_____m/s2（结果保留两位有效数字）。
41.（2021届上海市青浦区青浦中学高三（上）期中模拟物理试题）18. 某小组用如图所示的装置验证牛顿第二定律．一端带有滑轮的光滑长木板固定放置，1、2是两个固定的光电门传感器，两光电门中心间的距离为L．小车甲上固定一宽度为d的挡光片，在重物乙的牵引下，小车从木板的左端开始向右加速运动．
（1）实验中，光电门1、2记录的挡光时间分别为Δt1和Δt2，则小车经过光电门1时的速度为_________，小车加速度的大小为___________．
（2）为了研究在外力一定时加速度与质量关系，可以改变________（选填“小车甲”或“重物乙”）的质量，多次重复操作，获得多组加速度a与质量m的数据，用这些数据绘出的图像可能是下图中
的____
（3）在上述实验中，计算加速度时以挡光片经过光电门时的平均速度替代了瞬时速度，采用这种方法，加速度的测量值比真实值_______（填“大”或“小”）．
42（2021届浙江省“七彩阳光”新高考研究联盟高三（上）期中联考物理试题）17. (1)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中需要进行平衡摩擦的操作，某次平衡摩擦力的操作中，在其他操作均正确的情况下，得到如图甲所示纸带（纸带左端接小车），根据纸带所打点迹特征，可知___________。
A．木板倾角过大 B.木板倾角太小 C.木板倾角合适
(2)小叶与小陈同学在研究加速度a与拉力F的关系时，都忘记了平衡摩擦力的步骤，两人分别得到图中甲、乙两条直线。设甲、乙两个图像所对应的木块质量分别为、，木块与木板间的动摩擦因数分别为、，由图可知，_____，____。（选填“大于”、“小于”或“等于”）
(3)小华在平衡好摩擦力后，研究加速度与质量的关系时，打出了一条纸带。从比较清晰的点起，每隔4个点取一个计数点，计数点间的距离测量如图丙所示。已知打点计时器所用交流电源的频率为，可求得该小车的加速度____。根据实验数据可判断，该次实验中______（填“满足”或“不满足”）钩码的质量远小于小车质量的实验条件。
43.（2021届浙江省稽阳联谊学校高三（上）期中联考物理试题）18. 某同学用如图所示的装置“探究加速度与力、质量的关系”，打点计时器使用的交流电频率为50Hz，纸带每5个打点选一个记数点，重物质量为m，小车质量为M。
(1)依据纸带，计算重物m的加速度________（结果保留2位有效数字）
(2)关于以上实验，下列说法正确的是________
A．该实验应满足条件
B．动滑轮不是轻滑轮，对实验结果无影响
C．若m不断增大，绳子拉力会无限增大
D．木板左端略微垫高，平衡好小车与斜面间摩擦力，不计其他阻力，则该实验装置可以用于验证机械能守恒
(3)实际上滑轮与绳子之间有摩擦，则弹簧秤读数________（填>、<或=）绳对小车的拉力。
n
1
2
3
4
5
a/m∙s-2
0.20
0.58
0.78
1.00
次数
1
2
3
4
5
6
7
0.62
0.56
0.48
0.40
0.32
0.24
0.15
0.25
0.29
0.33
0.40
0.50
0.71
1.00
O-B
O-C
O-D
O-E
O-F
W/J
0.0432
0. 0572
0. 0734
0. 0915
ΔEk/J
0.0430
0. 0570
0. 0734
0. 0907
次数
1
2
3
4
5
6
7
8
m/kg
0.25
0.29
0.33
0.40
0.50
0.71
1.00
1.67
a/（m·s-2）
0.618
0.557
0.482
0.403
0.317
0.235
0.152
0.086
4.00
3.45
3.03
2.50
2.00
1.41
1.00
0.60
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
小车加速度a/（m·s-2）
1.90
1.72
1.49
1.25
1.00
0.75
0.50
0.30
小车和砝码质量m/kg
0.25
0.29
0.33
0.40
0.50
0.71
1.00
1.67
/kg-1
4.00
3.45
3.03
2.50
2.00
1.41
1.00
0.60
次数
钩码的质量m/g
小车的加速度a/(m·s-2)
1
5
0.25
2
10
0.51
3
15
0.74
n
1
2
3
4
5
a(m/s2)
0.20
0.41
0.59
0.80
1.0
1.实验目的：
①会用控制变量法研究物理规律
②探究加速度与力、质量的关系
③掌握利用图像处理数据的方法
2.实验器材：
打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端有定滑轮的长木板、小盘、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平、刻度尺、砝码、薄木板
3.实验原理
先控制小车的质量M不变，探究加速度a与力F的关系；再控制小盘和砝码的质量不变，即力不变，探究加速度a与小车质量M的关系
4.实验步骤
（1）称量：用天平测量小盘的质量m和小车的质量M
（2）安装：按照上图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上（即不给小车牵引力）
（3）平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木板，使小车匀速下滑
（4）操作：
①小盘通过细绳绕过滑轮系于小车上，先接通电源后放开小车，取下纸带编号码
②保持小车的质量M不变，改变砝码和小车的质量m，重复步骤①
③保持砝码和小盘的质量m不变，改变小车的质量M，重复步骤①
知识点二、数据处理
1.探究加速度与力的关系
以加速度a为纵轴、F为横轴，先根据测量的数据描点，然后作出图像，看图像是否是通过原点的直线，就能判断a与F是否成正比。
2.探究加速度与质量的关系
以a为纵轴，m为横轴，根据各组数据在坐标系中描点，将会得到如图甲所示的一条曲线，由图线只能看出m增大时a减小，但不易得出a与m的具体关系。若以a为纵轴，为横轴，将会得到如图乙所示的一条过原点的切斜直线，据此可判断a与m成反比
知识点三、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
知识点四、注意事项
1.平衡摩擦力
一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是调整出一个合适的斜面，使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车所售的摩擦阻力.在平衡摩擦力时，不要悬挂小盘的细绳系在小车上，几不要给小车加任何牵引力，并要让小车拖着打点的纸带运动.
2.不需要重复平衡摩擦力
整个实验中平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车的质量，都不需要重新平衡摩擦力
3.实验条件
每条纸带必须在满足小车的质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下打出，只有如此，小车和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力
4.一先一后
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，再释放小车.
题型一：对实验原理和注意事项的考查
2013年天津卷
某实验小组利用图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．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴木块上
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（填“远大于”、“远小于”或“近似等于”）
③甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，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。（填“大于”、“小于”或“等于”）
题型二：对数据处理和误差的考查
2016年新课标Ⅲ卷
某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮：轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=5个，每个质量均为0.010kg。实验步骤如下：
（1）将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物快，使小车（和钩码）可以在木板上匀速下滑。
（2）将n（依次取n=1,2,3,4,5）个钩码挂在轻绳右端，其余N-n各钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制s-t图像，经数据处理后可得到相应的加速度a。
（3）对应于不同的n的a值见下表。n=2时的s-t图像如图（b）所示：由图（b）求出此时小车的加速度（保留2位有效数字），将结果填入下表。
（4）利用表中的数据在图（c）中补齐数据点，并作出a-n图像。从图像可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比。
（5）利用a–n图像求得小车（空载）的质量为_______kg（保留2位有效数字，重力加速度取g=9.8 m·s–2）。
（6）若以“保持木板水平”来代替步骤（1），下列说法正确的是_______（填入正确选项钱的标号）
A．a–n图线不再是直线
B．a–n图线仍是直线，但该直线不过原点
C．a–n图线仍是直线，但该直线的斜率变大
题型三：实验创新与改进
2020年北京卷
在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，做如下探究：
（1）为猜想加速度与质量关系，可利用图1所示装置进行对比实验。两小车放在水平板上，前端通过钩码牵引，后端各系一条细线，用板擦把两条细线按在桌上，使小车静止。抬起板擦，小车同时运动，一段时间后按下板擦，小车同时停下。对比两小车的位移，可知加速度与质量大致成反比。关于实验条件，下列正确的是：________(选填选项前的字母)。
A. 小车质量相同，钩码质量不同
B. 小车质量不同，钩码质量相同
C. 小车质量不同，钩码质量不同
（2）某同学为了定量验证(1)中得到的初步关系，设计实验并得到小车加速度与质量的7组实验数据，如下表所示。在图2所示的坐标纸上已经描好了6组数据点，请将余下的一组数据描在坐标纸上，并作出图像______。
（3）在探究加速度与力的关系实验之前，需要思考如何测“力”。请在图3中画出小车受力的示意图。为了简化“力”的测量，下列说法正确的是：__________（选填选项前的字母）。
A．使小车沿倾角合适的斜面运动，小车受力可等效为只受绳的拉力
B．若斜面倾角过大，小车所受合力将小于绳的拉力
C．无论小车运动的加速度多大，砂和桶的重力都等于绳的拉力
D．让小车的运动趋近于匀速运动，砂和桶的重力才近似等于绳的拉力
2014年理综新课标卷Ⅰ
某同学利用图(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图(b)所示。实验中小车（含发射器）的质量为200 g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到，回答下列问题：
(1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成________(选填“线性”或“非线性”)关系．
(2)由图(b)可知，am图线不经过原点，可能的原因是________．
(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是________，钩码的质量应满足的条件是________．
课后练习
1.2013年四川卷
如图1所示，某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验：
①为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做__________运动。
②连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图2所示的纸带。纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0. 1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G。实验时小车所受拉力为0. 2N，小车的质量为0.2kg。
请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化ΔEk，补填表中空格（结果保留至小数点后第四位）。
分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内W=ΔEk，与理论推导结果一致。
③实验前已测得托盘质量为7.7×10 -3kg，实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为__________kg（g取9.8m/s2，结果保留至小数点后第三位）。
2. 2012年理综全国卷
图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”
（1）完成下列实验步骤中的填空：
①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列________的点。
②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。
③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m。
④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③。
⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1，s2，…。求出与不同m相对应的加速度a。
⑥以砝码的质量m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m应成_________关系（填“线性”或“非线性”）。
（2）完成下列填空：
（ⅰ）本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_______________________。
（ⅱ）设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3。a可用s1、s3和Δt表示为a=__________。图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可读出s1=__________mm，s3=__________。由此求得加速度的大小a=__________m/s2。
（ⅲ）图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为___________，小车的质量为___________。
3.2012年理综安徽卷
图1为“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，小车和砝码的总质量为。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)实验中要进行质量和的选取，以下最合理的一组是
A. =20, =10、15、20、25、30、40
B. =200, =20、40、60、80、100、120
C. =400, =10、15、20、25、30、40
D. =400, =20 40、60、80、100、120
（3）图2 是实验中得到的一条纸带，、、、、、、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=4.22 cm、=4.65 cm、=5.08 cm、=5.49 cm、=5.91 cm、=6.34cm 。已知打点计时器的工作频率为50 Hz，则小车的加速度= m/s2 （结果保留2位有效数字）。
4.2020年浙江卷
做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，图甲是教材中的实验方案；图乙是拓展方案，其实验操作步骤如下：
（ⅰ）挂上托盘和砝码，改变木板倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；
（ⅱ）取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑，测出加速度a；
（ⅲ）改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到的关系。
①实验获得如图所示的纸带，计数点a、b、c、d、e、f间均有四个点未画出，则在打d点时小车的速度大小_____（保留两位有效数字）；
②需要满足条件的方案是_____（选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）；在作图象时，把作为F值的是_____（选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）。
5.（2021届广东省江门市台师高级中学高三（上）期末模拟考试物理试题）11. 某同学为探究“合力做功与物体速度变化的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：
①按图摆好实验装置，其中小车质量M=0.20kg，钩码总质量m=0.05kg；
②释放小车，然后接通打点计时器的电源（电源频率为f=50Hz），打出一条纸带。
(1)他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，如下图所示。把打下的第一点记作0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有4个点未画出，用厘米刻度尺测得各计数点到0点距离分别为d1=0.0041m，d2=0.055m，d3=0.167m，d4=0.256m，d5=0.360m，d6=0.480m……，他把钩码重力（当地重力加速度g=9.8m/s2）作为小车所受合力算出打下0点到打下第5点合力做功W=______J(结果保留三位有效数字)，打下第5点时小车的速度v5=______m/s结果保留三位有效数字）；
(2)此次实验探究的结果，他没能得到合力对物体做的功“Wv2”的结论，且误差很大。通过反思，他认为产生误差的原因如下，其中正确的是______；
A.钩码质量太大，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多
B.没有平衡摩擦力，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多
C.释放小车和接通电源的次序有误，使得动能增量的测量值比真实值偏小
D.没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离也是产生此误差的重要原因
6.（2021届湖南省株洲市高三（上）教学质量统一检测物理试题（一））11. 某同学利用如图甲所示的实验装置探究小车的加速度a与质量m的关系。所用交变电流的频率为50Hz。乙图是他某次得到的纸带，两个计数点间有四个点未画出，部分实验数据如图所示。
(1)打点计时器在打A点时小车的速度大小为_______m/s，小车的加速度大小为_______m/s2。（结果均要求保留三位有效数字）
(2)保持小车所受的拉力不变，改变小车质量m，分别测得不同质量时小车加速度a的数据如下表所示，并在图丙所示的坐标纸中准备作出图像，该同学已描出了其中6个点的位置，请把未描完的两个点描出来，并作出图像_______。
7.（2021届山东省烟台市高三（上）期末物理试题）13. 在“用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系”实验中，某组同学用如图甲所示的装置，将木板一端垫高，以补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力。调节木板的倾斜度，使小车能在不受牵引时能拖动纸带沿木板匀速运动。
(1)他们采用控制变量的方法，首先研究小车所受的拉力不变的情况下，小车的加速度与小车质量的关系。下列措施中不需要或不正确的是____________（选填字母代号）
A.每次改变小车的质量后，都需要重新调节木板的倾斜度
B.实验中通过增减小车中的重物来改变小车的质量
C.每次小车都必须从同一位置开始运动
D.实验中应先接通打点计时器电源，然后再释放小车
(2)他们然后保证小车的总质量M不变，改变托盘及砝码的总质量m，通过每次打出的纸带求出相对应的小车加速度a。以托盘及砝码的总质量m为横坐标，以小车的加速度a为纵坐标，根据实验测得的数据，利用描点法画出如图乙所示的a-m图像。
利用该图像可求出小车的总质量M为_______________kg（重力加速度g=10m/s2），该图线不通过坐标原点的原因是___________________。
8.（2021届天津市河西区高三（上）期末质量调查物理试题）15. 如图甲所示为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置，数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量及小车和砝码质量的对应关系图。钩码的质量为m1，小车和砝码的质量为m2，重力加速度为g。
（1）下列说法正确的是（ ）
A. 每次在小车上加减砝码时，应重新平衡摩擦力
B. 实验时若用打点计时器应先释放小车后接通电源
C. 本实验m2应远小于m1
D. 在用图象探究加速度与质量关系时，应作图象
（2）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，测得，作出a—F图象，他可能作出图乙中__________（选填“甲”、“乙”、“丙”）图线。此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是__________；
A. 小车与轨道之间存在摩擦 B. 导轨保持了水平状态
C. 钩码的总质量太大 D. 所用小车的质量太大
（3）实验中打出的纸带如图丙所示。相邻计数点间的时间是0. 1s，由此可计算出小车运动的加速度是__________m/s2。（结果保留2位有效数字）
9.（2020届湖南省长沙市高三年级期末统考物理试题）13. 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连接滑块的细绳中的拉力，传感器下方悬挂钩码，每次都将滑块从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）实验时，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。然后他将滑块从A位置由静止释放，并测量释放时遮光条到光电门的距离L，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间，则滑块的加速度大小表达式为______（用题中所给的符号表示）
（2）实验时，一定要保证的条件或进行的操作是______（多选）
A.使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量
B.测出钩码的重力
C.将气垫导轨调节水平
D.使细线与气垫导轨平行
10.（2021届吉林省辽源市友好学校第七十届高三（上）期末联考物理试题）13. 为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。（滑轮质量不计）
(1)下列实验步骤正确的是______；
A.用天平测出砂和砂桶的质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数
D.改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带
E.实验中不需要砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（每两点间还有2个点没有画出来），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为______；（结果保留两位有效数字）
(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为，求得图线的斜率为，则小车的质量为______。
A. B. C. D.
11.（2021届黑龙江省肇东市第四中学高三（上）期中物理试题）16. 小华所在实验小组利用如图（甲）所示的实验装置探究牛顿第二定律，打点计时器使用的交流电频率f =50Hz，当地的重力加速度为g。
(1)在实验前必须进行平衡摩擦力，其步骤如下：取下细线和砂桶，把木板不带滑轮的一端适当垫高并反复调节，直到______；
(2)图（乙）是小华同学在正确操作下获得的一条纸带，其中A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出。写出用s1、s2、s3、s4以及f来表示小车加速度的计算式：a=______；若s1=2.02cm，s2=4.00cm，s3=6.01cm，则B点的速度为：vB=______m/s（保留三位有效数字）。
12.（2021届山东省临沂市高三（上）期中物理试题）14. 在“探究加速度与力和质量的关系”的实验中：
(1)备有器材：A．带有定滑轮的长木板；B．电磁打点计时器、低压交流电源、纸带；细绳、小车砝码；D．装有细砂的砂桶；E．垫片；F．毫米刻度尺，还缺少的一件器材是_______；
(2)实验得到如图所示的一条纸带，相邻两计数点的时间间隔为T；B、C间距x2和D、E间距x4已测出，利用这两段间距计算小车加速度a的表达式为a=_______；
(3)同学甲根据实验数据画出如图1所示图线，从图线可得砂和砂桶的总质量为_______kg；（g取10m/s2）
(4)同学乙根据实验数据画出了如图2所示图线，从图线可知同学乙操作过程中可能___________。
13.（2021届天津市河东区第八中学高三（上）期中物理试题）10. 如图甲所示为探究加速度与力、质量的关系的实验装置，图乙为某次实验得到的一条纸带。
(1)已知计数点A、B、C、D、E间的时间间隔为0.1s，则图乙中小车的加速度大小为__________m/s2（结果保留两位有效数字）；
(2)保持小车质量不变，改变沙桶中沙的质量进行多次测量。根据实验数据作出了加速度a随拉力F的变化图线，如图丙所示。图中直线没有通过原点，其主要原因是_______；
(3)对(2)改进后，保持沙和沙桶质量不变，改变小车中砝码质量，进行多次测量，得到小车加速度a、质量m及其对应的的数据如下表所示：
请在丁图中画出a-图线________。
14.（2021届山东省潍坊市高三（上）期中模拟检测（一）物理试题）11. 某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像，图中力传感器可直接显示绳中拉力大小，他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图（b）所示．
(1)图线________是在轨道左侧抬高，成为斜面情况下得到的（选填“1”或“2”）；要想使得该图线过原点应______轨道的倾角（填“增大”或“减小”）
(2)滑块和位移传感器发射部分总质m =_______kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ=_______．（g=10m/s2）
(3)实验中是否要满足，滑块和位移传感器发射部分的总质量远远大于重物质量的条件?____．
15.（2019年山东省泰安市高三上学期期中考试物理试题）14.为了“验证牛顿第二定律”，某实验小组设计了如图1所示的实验装置．
（1）实验过程有以下操作：
a．安装好实验器材，将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次．
b．选出一条点迹清晰的纸带，选取部分计数点如图2所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）．
c．测得OA=3.59cm；AB=4.41cm；BC=5.19cm；CD=5.97cm；DE=6.78cm；EF=7.64cm．
d．计算出小车的加速度a= _________m/s2；打下B点时，小车的速度vB=_________m/s．（结果均保留2位小数）
（2）若保持小车及车中的砝码质量一定，研究加速度a与所受外力F的关系，在木板水平和倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图3所示．图线_____（选填“甲”或“乙”）是在木板倾斜情况下得到的；小车及车中的砝码总质量m=_____kg．
16.（2019年山东省烟台市高三上学期期中考试物理试题）17.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，实验装置示意图如图甲所示，则
（1）下列说法中正确的是____________
A．实验中所用打点计时器应该接直流电源
B．实验过程中，细线应该与长木板上表面平行
C．实验过程中，小车的总质量应该远小于悬挂托盘及砝码的总质量
D．本实验采用控制变量法分别探究小车的加速度与小车所受合外力及小车的质量之间的关系
（2）保证小车的总质量M不变，改变托盘及砝码的总质量m，通过每次打出的纸带求出相对应的小车加速度a。若某实验小组得到5组数据如图乙所示。以托盘及砝码的总质量m为横坐标，以小车的加速度为纵坐标，请在图丙中利用描点法画出相应图线_______。利用该图线可以求出小车的总质量M为_____kg(重力加速度g=10m／s2)，该图线不通过坐标原点的原因是_______。
17.（2019年山东省邹城市高三上学期期中教学质量检测物理试题）11.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，则小车运动的加速度＝_____.（结果保留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，则小车的质量_____.（g=10m/s2）
18.（山东省济南外国语学校三箭分校2019-2020学年高三上学期期中检测物理试题）15.如图所示，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轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力．不计空气阻力及一切摩擦．
（1）在探究“合外力一定时，加速度与质量的关系”时，要使测力计的示数等于小车所受合外力，操作中必须满足________________；要使小车所受合外力一定，操作中必须满足________________________．
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，建立坐标系描点作出图线．下列能直观得出“合外力一定时，加速度与质量成反比”的图线是________．
（2）如图抬高长木板的左端，使小车从靠近光电门乙处由静止开始运动，读出测力计的示数F和小车在两光电门之间的运动时间t0，改变木板倾角，测得多组数据，得到的F－的图线如图所示．
实验中测得两光电门的距离L＝0.80 m，砂和砂桶的总质量m1＝0.34 kg，重力加速度g取9.8 m/s2，则图线的斜率为________(结果保留两位有效数字)；若小车与长木板间的摩擦不能忽略，测得的图线斜率将________(填“变大”、“变小”或“不变”)．
19.（山东省济宁市鱼台县一中2019-2020学年高三上学期期中考试物理试题）14. 学校物理兴趣小组利用如图甲所示的实验装置完成“探究加速度与力的关系”的实验．他们所用的器材有小车、一端带有滑轮的导轨、打点计时器和几个已知质量的钩码，另有学生电源和力传感器(图中未画出)．
(1)图乙是实验中得到的一条纸带，图中打相邻两计数点的时间间隔为0.1s，由图中数据可得小车的加速度大小a=____m／s2(结果保留三位有效数字)．
(2)实验小组A、B分别以各自测得的加速度a为纵轴，小车所受的合力F为横轴，作出图象如图丙中图线1、2所示，则图线1、2中对应小车(含车内的钩码)的质量较大的是图线________(选填“1”或“2”)．
20.（山东省莱州市第一中学2019-2020学年高三上学期期中模拟测试（二）物理试题）15.为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙同学设计了如图所示的实验装置．其中M为小车的质量，m为砂和砂桶的质量,m0为滑轮的质量，滑轮大小不计且光滑．力传感器可测出轻绳中的拉力大小．
（1）实验时，一定要进行的操作是________
A.用天平测出砂和砂桶的质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数
D.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M．
（2）甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为________m/s2（结果保留三位有效数字）．
（3）甲同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a－F图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为________
A． B． C． D．
21.（山东省莱州市第一中学2019-2020学年高三上学期期中模拟测试（一）物理试题）16.小明和小华在实验室探究加速度与力质量的关系，他俩各自独立设计了如图甲、乙所示的实验装置，小车总质量用M表示，（甲图中传感器的质量可以忽略）钩码总质量用m表示。
（1）为便于测量合外力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与所受合外力成正比的结论，下列说法正确的是________。
A．两组实验中只有甲需要平衡摩擦力。
B．两组实验都需要平衡摩擦力。
C．两组实验中只有甲需要满足所挂钩码的总质量m远小于总质量M的条件
D．两组实验都需要满足所挂钩码的总质量m远小于总质量M的条件
（2）若发现某次实验中甲图中的力传感器和乙图中的测力计读数相同，通过计算得到小车加速度均为，g为当地重力加速度，则甲、乙两实验装置中所用小车总质量之比为________所用用的钩码总质量之比为_______。
22.（山东省莱州市第一中学2019-2020学年高三上学期期中模拟测试（一）物理试题）18.为了测量两个质量不等的沙袋的质量，由于没有直接测量工具，某实验小组应用下列器材测量：轻质定滑轮(质量和摩擦可以忽略)、砝码一套(总质量m=0．5kg)、细线、米尺、秒表，根据已学过的物理知识，改变实验条件进行多次测量，选择合适的变量得到线性关系，作出图象并根据图象的斜率和截距求出沙袋的质量．操作如下：
(1)实验装置如图，设左右两边沙袋的质量分别为m1、m2；
(2)从m中取出质量为的砝码放在左边的沙袋中，剩余砝码都放在右边沙袋中，发现m1下降、m2上升；
(3)用米尺测出沙袋m1从静止下降的距离h，用秒表测出沙袋m1下降h1的时间t，则可知沙袋的加速度大小为a=______________；
(4)改变，测量相应的加速度a，得到多组及a的数据，作出______(填“”或“”)图线；
(5)若求得图线的斜率k=4m／kg·s2，截距b=2m／s2，(g=10m／s2)则沙袋的质量m1=______Kg，m2=_________kg．
23.（2021届青海省西宁市大通回族土族自治县高三（上）第一轮复习期末联考物理试题）13. 某同学用如图所示装置探究加速度与合外力关系实验。在气垫导轨的右端固定一个光电门，将带有挡光片的滑块放在气垫导轨上，滑块用固定在气垫导轨左端的力传感器连接。滑块和挡光片的质量为。
(1)实验前，用游标卡尺测量挡光片的宽度，示数如图乙所示，则挡光片的宽度_____；
(2)将气垫导轨的左端适当垫高，开动气源，待滑块稳定时，记录力传感器的示数；撤去力传感器，让滑块在点由静止释放，记录滑块通过光电门时挡光片挡光时间，滑块通过光电门的速度大小为_____（用物理量字母表示）；
(3)改变气垫导轨左端的高度，重复步骤(2)多次，测得多组、，要探究加速度与合外力的关系，还需要测量的物理量为_____（写出物理量的名称和符号）；
(4)将测得的、在图像中描点作图，如果作出的图像为过原点的一条直线，且直线的斜率为_____（用题中测量物理量字母表示），表明物块的质量一定时，加速度与合外力成正比。
24.（2021届辽宁省营口市高三（上）期末物理试题）11. 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙两同学设计了如图所示的实验装置，其中M为带小滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量，m0为小滑轮的质量。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
（1）实验时，不需要进行的操作是______。
A．用天平测出砂和砂桶的质量
B．将带滑轮长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车
D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
（2）甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为_____m/s2（结果保留三位有效数字）。
（3）甲同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的图象是一条直线，求得图线的斜率为k，同时用量角器测得图线与横坐标的夹角为，则小车的质量为_____。
A．B．C．D．
25.（2021届辽宁省沈阳市皇姑区实验中学高三（上）期末物理试题）13. (1)甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图（甲）、（乙）、（丙）所示的实验装置，验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律。已知他们使用的小车完全相同，小车的质量为M，重物的质量为m，试回答下列问题：
①甲、乙、丙实验中，必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是____。
A．甲、乙、丙
B．甲、乙
C．甲、丙
②实验时，必须满足“M远大于m”的实验小组是____。
③实验时，甲、乙、丙三组同学的操作均完全正确，他们作出的a-F图线如图（丁）中A、B、C所示，则甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是____________。
(2)小明同学采用（乙）图实验装置探究质量一定时加速度与力的关系的实验时，以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a-F图像是图线如图（丁）中A为一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为______。
A． B． C． D．k
26.（2021届鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟高三（上）期中联考物理试题）9. 某同学利用如图甲所示的实验装置探究“物体的加速度与合外力的关系”，具体实验步骤如下：
A.按照图示安装好实验装置，挂上砝码盘，并测出两光电门间距离s；
B.调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车沿长木板向下运动，且通过两个光电门的时间相等；
C.取下砝码盘，测量并记录砝码盘和砝码的总质量m；
D.保持长木板的倾角不变，不挂砝码盘，将小车置于靠近滑轮的位置，由静止释放小车，记录小车先后通过光电门A和光电门B的时间、；
E．重新挂上砝码盘，改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤。
(1)如图乙所示，用游标卡尺测量遮光片宽度_______mm。
(2)步骤D中小车加速下滑时所受合力大小为_______。
(3)小车的加速度的表达式为________(用字母d、、、s表示)
(4)本实验中砝码盘和砝码的总质量_______(填“必须”或“不需要”)远小于小车的质量；利用本实验装置_______(填“能”或“不能”)完成“验证机械能守恒定律”的实验。
27.（2021届福建省莆田第七中学高三（上）期中物理试题）14. 某同学设计了用光电门传感器探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m的关系。
(1)如图1所示，在小车上固定宽度为L的挡光片，将两个光电门传感器固定在相距为d的轨道上，释放小车，传感器记录下小车经过光电门1和光电门2的时间分别为、，可以测得小车的加速度a=______（用题中的符号L、d、、表示）。
(2)该同学多次重复测量，作出a—F图，如图2所示，发现该图线不通过坐标原点，其原因可能是__________；此图线的BC段明显偏离直线，其原因可能是______。
A．平衡摩擦力时，轨道右端垫的过高
B．轨道保持了水平状态
C．所用小车的质量太大
D．所挂钩码的总质量太大
28.（2021届黑龙江省哈尔滨市第六中学高三（上）期中物理试题）15. 关于图示力学实验装置，下列说法中正确的是______。
A.用此装置“研究匀变速直线运动”时需要平衡摩擦力
B.用此装置“探究小车的加速度与外力的关系”时，若用钩码的重力代替细线对小车的拉力，应保证钩码质量远小于小车质量
C.用此装置“探究功与速度变化的关系”时，将长木板远离滑轮一端适当垫高，且小车未拴细线，轻推小车后，通过纸带分析若小车做匀速运动，即实现平衡摩擦力
29.（2021届黑龙江省绥化市海伦市一中高三（上）期中物理试题）12. 图1为“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，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=200g, m=10 g 、15 g 、20 g 、25 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=10 g 、15 g 、20 g 、25 g 、30 g 、40 g
D．M=400 g , m=20 g 、40 g 、60 g 、80 g 、100 g 、120 g
（3）图2是试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=6.34cm．已知打点计时器的工作频率为50Hz,则小车的加速度a=___________m/s2 （结果保留2位有效数字）．
30.（2021届江西省上饶市广信二中高三（上）期中物理试题）13. 某同学设计了如下实验方案用来“验证牛顿运动定律”：
(1)如图甲所示，将木板有定滑轮的一端垫起，把滑块通过细绳与带夹的重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤下夹一纸带，穿过打点计时器。调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板匀速运动。
(2)如图乙所示，保持长木板的倾角不变，将打点计时器安装在长木板上靠近滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，使其穿过打点计时器，然后接通电源释放滑块，使之由静止开始加速运动。打点计时器使用的交流电的频率为50Hz，打出的纸带如图丙所示，A，B，C，D，E是纸带上五个计数点。
①图乙中滑块下滑的加速度为_____。（结果保留两位有效数字）
②若重锤质量为m，滑块质量为M，重力加速度为g，则滑块加速下滑受到的合力为_____。
③某同学在保持滑块质量不变的情况下，通过多次改变滑块所受合力，由实验数据作出的a﹣F，图象如图丁所示，则滑块的质量为_____kg。（结果保留两位有效数字）
31.（2021届辽宁省辽西联合校高三（上）期中物理试题）14. 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，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放．
(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，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是______________________．
(3)下列不必要的一项实验要求是________．(填选项前的字母)
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和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图象，研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出________填“t2-F”“ -F”或“-F”图象．
32.（2021届山东省菏泽市高三（上）期中考试物理试题）14. 某同学受到阿特伍德机工作原理的启发，设计了一个验证牛顿第二定律的实验。如图所示，托盘（包含内部砝码）的总质量分别为，用轻质不可伸长的细绳连接后跨在定滑轮（轮轴无摩擦）两端，两托盘离地足够高。实验中，始终保证，先固定托盘，在底部用夹子夹住纸带，并在其下方安装好打点计时器，并打开电源，松开固定装置，可得出清晰地纸带。实验中得到某条纸带如图乙所示，打点计时器打点周期为，在某段中取连续五个点，相邻两个点之间的距离依次为，重力加速度为。
(1)组成的系统加速度_______。（用表示）
(2)验证牛顿第二定律实验时需要验证的等式为_______；
(3)在两盘中增减砝码进行多次试验，探究质量、合外力、加速度关系，当保持______不变时，可探究系统的加速度与合外力的关系；当保持_______不变时，可探究系统的加速度与总质量的关系。（用表示）；
(4)这位同学突然想到一问题，若不考虑其他因素，只是不断增大左边托盘的质量，那么系统的加速度将不断增大，则最终系统的加速度的值会趋于_______。（用物理量符号表示）
33.（2021届山东省聊城市高三（上）期中物理试题）14. 用如图所示的实验装置可以进行很多实验探究。该装置已经调整至小车在不挂钩码时能拖动纸带沿长铝板匀速运动。
(1)用该装置探究加速度与力、质量的关系保持小车质量不变，改变钩码数量，得到下表所示的实验数据。根据表格中数据，可得小车质量为___________kg（g取10m/s2，结果保留两位有效数字）。
(2)用该装置探究小车动能的变化与拉力功的关系。某次实验时，所用小车的质量为200g，钩码的质量为50g，得到的纸带如图所示。纸带上O、A、B、C、D为计数点，O点为小车开始运动时打下的点，相邻两计数点间的时间间隔为0.1s，则打C点时小车动能为___________J；将钩码的重力作为小车所受的拉力，不计阻力影响，则在纸带由O运动到C的过程中，拉力对小车做的功为___________J。（取g=10m/s2，均保留两位有效数字）
此次实验没能得到“力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化”的结论，原因是：___________。
34.（2021届山东省青岛市即墨区高三（上）11月期中物理试题）14. 某同学为了探究加速度与力的关系，设计了如图（a）所示的装置。在铁架台的竖直杆上固定两个光电门1和2，在铁架台横梁上固定定滑轮，细绳跨过定滑轮，两端分别拴接两小盒甲、乙，其中小盒甲上固定有挡光片。已知小盒甲和挡光片的总质量为M，小盒乙的质量也为M。现取10个完全相同的砝码均分后放在甲、乙中，系统处于静止状态。每个砝码的质量m=10g，两光电门间距离为h，两光电门与计算机相连，可记录挡光片的挡光时间，重力加速度为g=9.8m/s2。请回答下列问题：
(1)用螺旋测微器测量出挡光片的宽度，如图（b）所示，挡光片的宽度为d=______mm；
(2)将小盒乙中的5个砝码依次取出并放在小盒甲中，然后每次都将装置由静止释放，记录小盒甲经过两个光电门1、2时挡光片的挡光时间t1、t2，则小盒甲的加速度为______ （用h、d，t1、t2如表示）；
(3)在第(2)问的操作中，将五次操作得到的实验数据记录在下表中，为加速度，为从小盒乙中取走的砝码个数，将这五组数据在答题卡上图（c）所示的坐标系中描点并连线______，由图像可知保持物体的质量不变时，物体的加速度与物体的合外力成______（填“正比”或“反比”）；
(4)由第(3)问得到的图像可得，小盒甲（含挡光片）的质量M=_______g（结果保留整数）。
35.（2021届山东省日照市高三（上）第二次校级联合考试物理试题）14. 某学习小组利用甲图中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系，图中长木板水平放置，其左端固定一轻滑轮，轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小车相连，另一端可悬挂钩码，本实验中可用的钩码共有N个，已知打点计时器所用电源的频率为，每个钩码的质量为m，小车的质量为M，重力加速度取g，实验要点如下：
(1)实验开始时平衡摩擦力：在长木板不带滑轮的一端下方某位置垫上一个小物块后，发现小车拉着通过打点计时器的纸带在木板上做加速运动，则应将小物块向__________（填：左、右）移动，才会使小车拉着纸带在板上做匀速运动；
(2)平衡摩擦力后，将n（依次取，2，3，4…）个钩码挂在左端，其余个钩码放在小车内，用手按住小车并使轻绳与木板平行，打开电源，释放小车，获得一条清晰的纸带，经数据处理后可得到相应的加速度；
(3)图乙为某次实验得到的纸带，且相邻计数点间的时间间隔均为，再利用图中测得的数据可计算出小车的加速度a=__________（保留3位有效数字）；
(4)本次实验中_________（填“需要”或“不需要”）满足“小车及车上钩码的总质量远大于所挂钩码质量”的条件；
(5)丙图是利用不同n对应不同a作出的图像，如果丙图中图线斜率为k，通过理论分析可知本实验中可用的钩码共有个数N=__________。（用题中字母表示）
36.（2021届山东省邹城市第一中学高三（上）期中教学质量检测物理试题）14. 在“探究加速度与力、质量的关系的实验”时，采用了如图甲所示的实验方案，操作如下：
(1)平衡摩擦力时，若所有的操作均正确，打出的纸带如图乙所示，应______（填“减小”或“增大”）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹______为止。
(2)已知小车质量为M，盘和砝码的总质量为m，要使细线的拉力近似等于盘和砝码和总重力，应该满足的条件是m______M（填“远小于”、“远大于”或“等于”）。
(3)图丙为小车质量定时，根据实验数据描绘的小车加速度a与盘和砝码的总质量m之间的实验关系图象。若牛顿第二定律成立，则小车的质量M=______kg。（g取10m/s2）
37.（2021届上海市长宁区延安中学高三（上）期中物理试题）18. 在用研究小车加速度与外力的关系时，某实验小组先用如图（a）所示的实验装置，重物通过滑轮用细线拉小车，在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器，位移传感器②部分随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器①部分固定在轨道一端，实验中力传感器的拉力为F，保持小车（包括位移传感器发射器）的质量不变，改变重物重力重复实验若干次，得到加速度与外力的关系如图（b）所示。
(1)位移传感器②部分是_____（填“发射器”或“接收器”），该实验中______（选填“需要”或“不需要”）使得重物的质量远小于小车（包括位移传感器②部分）的质量；
(2)小车与轨道的滑动摩擦______N；
(3)从图像中分析，小车（包括位移传感器发射器）的质量为______ ；
(4)该实验小组为得到a与F成正比的关系，应将斜面的倾角调整到______。（保留两位有效数字）。
38.（2021届辽宁省辽西联合校高三（上）期中物理试题）11. 某同学用图示的实验装置探究加速度与力的关系．他在气垫导轨旁安装了一个光电门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大小，传感器下方悬挂钩码．改变钩码数量，每次都从A处由静止释放滑块．已知滑块（含遮光条）总质量为M，导轨上遮光条位置到光电门位置的距离为L．请回答下面相关问题．
(1)如图，实验时用游标卡尺测得遮光条的宽度为___ ．某次实验中，由数字毫秒计记录遮光条通过光电门的时间为t，由力传感器记录对应的细线拉力大小为F，则滑块运动的加速度大小应表示为____（用题干已知物理量和测得物理量字母表示）．
(2)下列实验要求中不必要的是（ ）
A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器总质量
B．应使遮光条位置与光电门间的距离适当大些
C．应将气垫导轨调节至水平
D．应使细线与气垫导轨平行
39.（2021届江苏省常州市前黄高级中学高三（上）期中物理试题）13. 用图甲所示装置探究物体的加速度与力的关系。实验时保持小车（含车中重物）的质量M不变，细线下端悬挂钩码的总重力作为小车受到的合力F，用打点计时器测出小车运动的加速度a。
(1)关于实验操作，下列说法正确的是________。
A．实验前应调节滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行
B.平衡摩擦力时，在细线下端悬挂钩码，使小车在线的拉力作用下能匀速下滑
C.每次改变小车所受的拉力后都要重新平衡摩擦力
D.实验时应先接通打点计时器电源，后释放小车
(2)图乙为实验中打出纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出，测出各计数点到A点间的距离。已知所用电源的频率为50Hz，打B点时小车的速度vB＝________m/s，小车的加速度a＝________m/s2
40.（2021届江西省南昌新建一中高三（上）期中物理试题）13. 某同学利用如图1所示的实验装置探究加速度与物体受力、质量的关系，图中A为小车，B为装有砝码的托盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车后面所拖的纸带穿过电火花计时器，电火花计时器接50 Hz交流电。实验时，将托盘及砝码的重力视为小车所受拉力。
（1）实验时，由于该同学的疏忽，在实验前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”或“丙”）。
（2）图3为某次实验得到的纸带，纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离，相邻计数点间还有四个计时点没有画出．由此可求得小车的加速度的大小是_____m/s2（结果保留两位有效数字）。
41.（2021届上海市青浦区青浦中学高三（上）期中模拟物理试题）18. 某小组用如图所示的装置验证牛顿第二定律．一端带有滑轮的光滑长木板固定放置，1、2是两个固定的光电门传感器，两光电门中心间的距离为L．小车甲上固定一宽度为d的挡光片，在重物乙的牵引下，小车从木板的左端开始向右加速运动．
（1）实验中，光电门1、2记录的挡光时间分别为Δt1和Δt2，则小车经过光电门1时的速度为_________，小车加速度的大小为___________．
（2）为了研究在外力一定时加速度与质量关系，可以改变________（选填“小车甲”或“重物乙”）的质量，多次重复操作，获得多组加速度a与质量m的数据，用这些数据绘出的图像可能是下图中
的____
（3）在上述实验中，计算加速度时以挡光片经过光电门时的平均速度替代了瞬时速度，采用这种方法，加速度的测量值比真实值_______（填“大”或“小”）．
42（2021届浙江省“七彩阳光”新高考研究联盟高三（上）期中联考物理试题）17. (1)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中需要进行平衡摩擦的操作，某次平衡摩擦力的操作中，在其他操作均正确的情况下，得到如图甲所示纸带（纸带左端接小车），根据纸带所打点迹特征，可知___________。
A．木板倾角过大 B.木板倾角太小 C.木板倾角合适
(2)小叶与小陈同学在研究加速度a与拉力F的关系时，都忘记了平衡摩擦力的步骤，两人分别得到图中甲、乙两条直线。设甲、乙两个图像所对应的木块质量分别为、，木块与木板间的动摩擦因数分别为、，由图可知，_____，____。（选填“大于”、“小于”或“等于”）
(3)小华在平衡好摩擦力后，研究加速度与质量的关系时，打出了一条纸带。从比较清晰的点起，每隔4个点取一个计数点，计数点间的距离测量如图丙所示。已知打点计时器所用交流电源的频率为，可求得该小车的加速度____。根据实验数据可判断，该次实验中______（填“满足”或“不满足”）钩码的质量远小于小车质量的实验条件。
43.（2021届浙江省稽阳联谊学校高三（上）期中联考物理试题）18. 某同学用如图所示的装置“探究加速度与力、质量的关系”，打点计时器使用的交流电频率为50Hz，纸带每5个打点选一个记数点，重物质量为m，小车质量为M。
(1)依据纸带，计算重物m的加速度________（结果保留2位有效数字）
(2)关于以上实验，下列说法正确的是________
A．该实验应满足条件
B．动滑轮不是轻滑轮，对实验结果无影响
C．若m不断增大，绳子拉力会无限增大
D．木板左端略微垫高，平衡好小车与斜面间摩擦力，不计其他阻力，则该实验装置可以用于验证机械能守恒
(3)实际上滑轮与绳子之间有摩擦，则弹簧秤读数________（填>、<或=）绳对小车的拉力。
n
1
2
3
4
5
a/m∙s-2
0.20
0.58
0.78
1.00
次数
1
2
3
4
5
6
7
0.62
0.56
0.48
0.40
0.32
0.24
0.15
0.25
0.29
0.33
0.40
0.50
0.71
1.00
O-B
O-C
O-D
O-E
O-F
W/J
0.0432
0. 0572
0. 0734
0. 0915
ΔEk/J
0.0430
0. 0570
0. 0734
0. 0907
次数
1
2
3
4
5
6
7
8
m/kg
0.25
0.29
0.33
0.40
0.50
0.71
1.00
1.67
a/（m·s-2）
0.618
0.557
0.482
0.403
0.317
0.235
0.152
0.086
4.00
3.45
3.03
2.50
2.00
1.41
1.00
0.60
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
小车加速度a/（m·s-2）
1.90
1.72
1.49
1.25
1.00
0.75
0.50
0.30
小车和砝码质量m/kg
0.25
0.29
0.33
0.40
0.50
0.71
1.00
1.67
/kg-1
4.00
3.45
3.03
2.50
2.00
1.41
1.00
0.60
次数
钩码的质量m/g
小车的加速度a/(m·s-2)
1
5
0.25
2
10
0.51
3
15
0.74
n
1
2
3
4
5
a(m/s2)
0.20
0.41
0.59
0.80
1.0
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