组卷网 > 知识点选题 > 验证加速度与质量成反比的实验步骤、数据处理与误差分析
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解析
| 共计 2080 道试题
1 . 某同学进行“探究加速度与力、质量的关系”的实验,实验装置如图:

(1)实验用到的打点计时器是用来记录____________的仪器;
(2)在进行实验时,该同学将长木板不带滑轮的一端垫高,使得小车在不受牵引时能拖动纸带沿长木板______运动,该操作的目的是补偿阻力;
(3)当槽码的质量m和小车的质量M大小关系满足______时,可以认为小车所受的拉力大小与槽码所受的重力大小相等。
2024-01-23更新 | 612次组卷 | 3卷引用:2024年1月广西普通高等学校招生考试适应性测试物理试题
2 . 某班第1学习小组用下图实验装置“探究加速度与力、质量的关系”。

(1)实验可能用到的两种打点计时器构造如图甲、图乙所示,以下说法正确的是______。(单选题)

A.甲图是电磁打点计时器,乙图是电火花计时器
B.甲图使用的电源是直流左右,乙图使用的电源是交流
C.电磁打点计时器和电火花计时器在本实验中的作用是相同的
D.利用打点计时器可以直接测量计数点的瞬时速度
(2)下图是实验时平衡阻力的情形,其中正确的是______。(单选题)
A.B.C.
(3)如图为实验中打出的一条纸带的一部分,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出了连续的5个计数点ABCDE,相邻两个计数点之间还有4个点未画出,现测出各计数点到A点之间的距离,如图所示。根据纸带可求得,此次实验中小车的加速度测量值__________。(结果保留两位有效数字)
2024-01-23更新 | 42次组卷 | 1卷引用:湖南省郴州市2023-2024学年高一上学期期末教学质量监测物理试题
3 . 用如图所示装置探究加速度、力和质量的关系,带滑轮的长木板水平放置,弹簧测力计固定在墙上。小车上固定一定滑轮,细绳通过滑轮连接弹簧测力计和沙桶。

(1)实验时,一定要满足的条件或必要的操作是________
A.平衡摩擦力
B.小车的质量远大于沙桶和沙的质量
C.实验中沙桶本身的质量需要测出来
(2)在实验中,有同学得到一条打点的纸带,取打点清晰部分做如下标记。如图甲所示,已知相邻计数点间还有4个点未画出,打点计时器的电源频率为50Hz,则沙桶加速度的大小为a=________。(结果保留3位有效数字)

图甲                                                               图乙

(3)在验证加速度与质量的关系时,在满足实验要求的情况下,改变小车上砝码质量m,测出对应的加速度a,以m为横坐标,以为纵坐标,在坐标纸上作出如图乙所示的图像。已知弹簧测力计的读数为F,图中纵轴的截距为b,则小车的质量为________
4 . 高一某同学用如图甲所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验。

(1)在下列测量工具中,本次实验需要用的测量仪器有_________。(选填测量仪器前的字母)
A.天平       B.刻度尺       C.秒表
(2)为了使细绳的拉力等于小车所受的合外力,以下操作必要的是___________
A.在未挂砂和砂桶时,将木板的右端垫高以平衡摩擦力
B.在悬挂砂和砂桶后,将木板的右端垫高以平衡摩擦力
C.砂和砂桶的质量要远小于小车和砝码的质量
D.调节木板左端定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行
(3)某小组同学保持砂和砂桶总质量m一定,探究加速度a与小车以及车中的砝码质量M的关系时,其具体操作步骤如下,以下做法正确的是_____________
A.平衡摩擦力时,应将砂和砂桶用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车的质量时,重新平衡摩擦力
C.实验时,先接通打点计时器的电源,再放开小车
D.用天平测出m以及M,小车运动的加速度可直接用公式求出
E.根据实验数据描绘出aM图象是一条曲线,由此确定aM成反比
(4)该同学用打点计时器打出的纸带的一段如图乙所示,该纸带上相邻两个计数点间还有4个点未标出,打点计时器使用交流电的频率是50Hz,则小车的加速度大小是__________m/s²。(结果保留2位小数)

(5)某小组同学保持小车以及车中的砝码质量M一定,探究加速度a与所受外力F的关系时,由于他们操作不当,这组同学得到的aF关系图象如图所示,①图线不过原点的原因是________________;②图线上端弯曲的原因是__________________
2024-01-22更新 | 111次组卷 | 1卷引用:天津市耀华中学2023-2024学年高一上学期1月期末学情调研物理试题
5 . 做“探究加速度与力、质量的关系”的实验。
(1)若使用图甲所示装置进行实验,下列说法中正确的是________(选填选项前的字母)

A.拉小车的细线应与带滑轮的长木板平行
B.实验开始时,让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
C.把木板右端垫高,小车在拉力作用下拖动纸带匀速运动,以平衡小车受到的阻力
D.为减小误差,实验中要保证槽码的质量m远小于小车的质量M
(2)在图甲所示装置中,打点计时器的打点频率为50Hz,实验中得到一条纸带,在纸带上从A点开始,每隔4个点取一个计数点,分别为BCDEF,如图乙所示,相邻两计数点间的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm,则小车的加速度为________

(3)当保持槽码的重力不变,研究加速度随质量变化的关系时,得到的数据如下表所示。下方有两张坐标纸分别选取了不同的坐标系,请选择可以更好地处理数据的那组坐标系,在相应的图中标出实验序号为6的那组数据点,并画出图线________

实验序号

加速度

小车与车上钩码总质量M/kg

小车与车上钩码总质量的倒数

1

0.31

0.20

5.0

2

0.26

0.25

4.0

3

0.21

0.30

3.3

4

0.18

0.35

2.9

5

0.16

0.40

2.5

6

0.14

0.45

2.2


(4)若采用传感器测量数据进行实验,装置如图丁所示,在小车前固定一无线式力传感器(通过无线传输方式在电脑上显示拉力的大小),细绳系在力传感器上,槽码的总质量用m表示,小车(含车内钩码)和力传感器的总质量用M表示。

①实验中,在保持M一定的前提下,________(选填“需要”或“不需要”)满足m远小于M________(选填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力。
②若一位同学在上面①的两个选择中都选择了“不需要”,之后多次改变槽码的质量,重复实验,测得多组力F及对应的加速度a,作出图像,最有可能的图像是________
2024-01-21更新 | 232次组卷 | 1卷引用:北京市东城区2023-2024学年高三上学期1月期末考试物理试题
6 . 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)实验猜想:为猜想加速度与质量的关系,可利用图 1 所示装置进行对比实验。两小车放在水平板上,前端通过槽码牵引,后端各系一条细线,用板擦把两条细线按在桌上,使两小车静止。抬起板擦,两小车同时运动,一段时间后按下板擦,两小车同时停下。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,槽码质量不同             
B.小车质量不同,槽码质量相同
C.小车质量不同,槽码质量不同
(2)数据分析:打点计时器在随物体做匀变速直线运动的纸带上打点,其中一部分如图2所示,BCD为纸带上标出的连续3 个计数点,相邻两个计数点之间还有4个计时点没有标出。打点计时器接在频率为 50 Hz的交流电源上。 则打C 点时,纸带运动的速度vc= _______ m/s(结果保留小数点后两位)。
   
(3)实验原理:图 3 为“探究加速度与力的关系”的实验装置示意图。认为槽码所受的重力等于使小车做匀加速直线运动的合力。实验中平衡了摩擦力后,要求槽码的总质量 m 比小车质量 M 小得多。请分析说明这个要求的理由。( )
       
2024-01-20更新 | 161次组卷 | 2卷引用:北京市东城区2023-2024学年高一上学期期末考试物理试卷
7 . 某实验小组探究加速度与物体质量的关系。实验步骤如下:
(1)用天平测量小车质量为及单个钩码的质量m;不挂钩码,把小车放在木板上,垫起木板一端以调节木板倾斜角度,直至轻推小车,小车能够沿斜面________,此时小车重力沿斜面分力与摩擦力平衡。

(2)取1个钩码,挂在轻绳一端,轻绳跨过定滑轮,另一端连接小车。调节滑轮的高度,使连接小车的绳子与木板保持________
(3)纸带穿过打点计时器限位孔并固定在小车上。先打开打点计时器,再释放纸带,打点计时器打出点迹清晰的纸带。每隔4个点取一个计数点,记录连续5个计数点为OABCD,如图所示。测得。小车运动的加速度为a________(结果保留2位有效数字)

(4)保持拉动小车的钩码不变,在小车上添加钩码,增大小车的质量,重复步骤(3)并以加速度a为纵坐标,以小车和车上钩码总质量M的倒数为横坐标,绘制图像。发现在M较大时实验值与理论值拟合得很好,但当M较小时,实验值与理论值存在明显差异,其原因是________。如果M=0,则加速度a应该近似等于________
2024-01-20更新 | 163次组卷 | 1卷引用:广东省深圳市宝安区2023-2024学年高一上学期调研测试(期末)物理试卷
8 . 如图甲所示,用一定质量的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究加速度与力、质量的关系”的实验。

(1)下面列出了一些实验器材:打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫木、小车和砝码、配重片、刻度尺。
除以上器材外,还需要的实验器材有:______
A.秒表       B.天平(附砝码)       C.交流电源       D.直流电源
(2)实验需要平衡摩擦力,正确操作方法是把长木板右端垫高在不挂重物且计时器
________(填“不打点”或“打点”)的情况下,轻推一下小车。若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其它阻力的影响。
(3)在实验中得到如图乙所示的一条纸带(相邻两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,根据纸带可求得小车的加速度a___________m/s2(结果保留3位有效数字)。
   
(4)另一乙同学采用图丙的实验装置进行实验(图丁为俯视图)。将两个相同的小车放在水平木板上,前端各系一条绳子,绳子的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘中放上不同的重物。两个小车后各系一条细线,用夹子把两条细线同时夹住,使小车静止。打开夹子,两个小车同时开始运动,合上夹子,两个小车同时停下来。只需要测量两小车的位移x及两小盘和盘中重物的总质量m,即可探究加速度与合外力的关系。

a.乙同学的实验方案中,是否需要平衡摩擦力?____(填“需要”或“不需要”)
b.一次实验中,用刻度尺测量两个小车的位移x1x2,已知小盘和盘中重物的总质量分别对应为m1m2,为了验证加速度与合外力成正比,只需验证表达式______(用x1 x2 m1 m2表示)成立即可。
2024-01-19更新 | 129次组卷 | 1卷引用:北京市延庆区2023-2024学年高一上学期期末考试物理试题
9 . 利用甲图所示的装置进行“探究物体运动的加速度与力的关系”的实验,其中与纸带相连的小车通过细绳与托盘相连,托盘内装有砝码,小车质量约为350g,托盘自身的质量为5g。

(1)实验中,需要保持小车_________(选填“质量”或“所受作用力”)不变。平衡摩擦力的目的是________(选填“让小车所受合力等于绳子的拉力”或“让绳子的拉力大小等于托盘和砝码的重力大小”)。
(2)下列实验操作正确且必要的有_________
A.平衡摩擦力时移去纸带
B.调整定滑轮使细线与长木板平行
C.先接通打点计时器电源,再释放小车
D.每次小车从同一位置释放
(3)在一次实验中,得到如图所示的纸带。纸带上标出了连续的3个计数点ABC,相邻计数点之间还有4个点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。由图中数据可计算出小车的加速度a=________m/s2(结果保留两位有效数字)。

(4)若利用力传感器将小车与细绳相连,如图乙,就可以用力传感器直接测量绳子对小车的拉力。则关于托盘中砝码的选取,正确的说法是_______(选填“A”或“B”)
A.必须选取单个质量尽量小的砝码,如5g/个
B.可以选取单个质量较大的砝码,如50g/个
2024-01-18更新 | 183次组卷 | 1卷引用:北京市西城区2023-2024学年高一上学期期末考试物理试题
10 . 如图甲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。在小车的质量未知的情况下,某同学设计了一种新方法用来探究“外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”。实验基本步骤如下:
   
①调整木板右端的高度来平衡小车所受的摩擦阻力;
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(砝码质量计为m);
③接通打点计时器的电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,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。测出每个计数点到第一个计数点的间距x1x2,…….,求出不同m相对应的加速度a1a2,……;
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。
(1)关于该实验,下列说法正确的是________(填字母代号)
A.实验前,应调节滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板保持平行
B.实验时,可将打点计时器接在5V的蓄电池上使用
C.平衡摩擦力时,需要将纸带穿过打点计时器的限位孔并接在小车上
D.每次增减小车上的砝码改变小车总质量后,需要重新平衡摩擦力
(2)本实验中,在改变小车中砝码的数量时,为了保证小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和____________小车总质量。(选填“远大于”、“远小于”、“等于”)
(3)图乙是某同学在此实验中获得的一条纸带,其中两相邻计数点间有四个点未画出,则小车运动的加速度a=___________m/s2
   
(4)图丙为所得实验图线的示意图。图中bcd为已知数据。若牛顿第二定律成立,则小车受到的拉力为__________,小车的质量为__________。(用bcd表示答案)
2024-01-18更新 | 94次组卷 | 1卷引用:云南省红河哈尼族彝族自治州2023-2024学年高一上学期1月期末物理试题
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