2025版人教版高中物理精講精練必修1第15講：實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 原卷版

第15講：實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

【考點歸納】

考點一：實驗圖像問題

考點二、加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系探究實驗

考點三：實驗的創(chuàng)新改進

【知識歸納】

知識點一、實驗思路—控制變量法

1．探究加速度與力的關(guān)系

保持小車質(zhì)量不變，通過改變槽碼的個數(shù)改變小車所受的拉力，測得不同拉力下小車運動的加速度，分析加速度與

拉力的定量關(guān)系．

2．探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系

保持小車所受的拉力不變，通過在小車上增加重物改變小車的質(zhì)量，測得不同質(zhì)量的小車對應(yīng)的加速度，分析加速

度與質(zhì)量的定量關(guān)系．

知識點二、物理量的測量

1．質(zhì)量的測量：用天平測量．在小車中增減砝碼的數(shù)量可改變小車的質(zhì)量．

2．加速度的測量

(1)方法1：讓小車做初速度為0的勻加速直線運動，用刻度尺測量小車移動的位移x，用秒表測量發(fā)生這段位移所

2x

用的時間t，然后由a＝計算出加速度a.

t2

(2)方法2：由紙帶根據(jù)公式Δx＝aT2，結(jié)合逐差法計算出小車的加速度．

(3)方法3：不直接測量加速度，求加速度之比，例如：讓兩個做初速度為0的勻加速直線運動的物體的運動時間t

a1x1

相等，測出各自的位移x1、x2，則＝，把加速度的測量轉(zhuǎn)換成位移的測量．

a2x2

知識點三．力的測量

在阻力得到補償?shù)那闆r下，小車受到的拉力等于小車所受的合力．

(1)在槽碼的質(zhì)量比小車的質(zhì)量小得多時，可認(rèn)為小車所受的拉力近似等于槽碼所受的重力．

(2)使用力傳感器可以直接測量拉力的大小，不需要使槽碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量．

三、實驗器材

小車、砝碼、槽碼、細線、一端附有定滑輪的長木板、墊木、打點計時器、交流電源、紙帶、刻度尺、天平．

知識點四、進行實驗

1．用天平測出小車的質(zhì)量m，并把數(shù)值記錄下來．

2．按如圖所示的裝置把實驗器材安裝好(小車上先不系細線)．

3．補償阻力：在長木板不帶定滑輪的一端下面墊上墊木，反復(fù)移動墊木位置，啟動打點計時器，直到輕推小車使

小車在斜面上運動時可保持勻速直線運動為止(紙帶上相鄰點間距相等)，此時小車重力沿斜面方向的分力等于打點

計時器對小車的阻力和長木板的摩擦阻力及其他阻力之和．

4．把細線繞過定滑輪系在小車上，另一端掛上槽碼．保持小車質(zhì)量不變，改變槽碼的個數(shù)，以改變小車所受的拉

力．處理紙帶，測出加速度，將結(jié)果填入表1中．

表1小車質(zhì)量一定

拉力F/N

加速度a/(m·s－2)

5.保持槽碼個數(shù)不變，即保持小車所受的拉力不變，在小車上加放砝碼，重復(fù)上面的實驗，求出相應(yīng)的加速度，把

數(shù)據(jù)記錄在表2中．

表2小車所受的拉力一定

質(zhì)量m/kg

加速度a/(m·s－2)

考點五、數(shù)據(jù)分析

1．分析加速度a與力F的定量關(guān)系

由表1中記錄的數(shù)據(jù)，以加速度a為縱坐標(biāo)，力F為橫坐標(biāo)，根據(jù)測量數(shù)據(jù)描點，然后作出a－F圖像，如圖所示，

若圖像是一條過原點的直線，就能說明a與F成正比．

2．分析加速度a與質(zhì)量m的定量關(guān)系

11

由表2中記錄的數(shù)據(jù)，以a為縱坐標(biāo)，以為橫坐標(biāo)，根據(jù)測量數(shù)據(jù)描點，然后作出a－圖像，如圖所示．若a

mm

11

－圖像是一條過原點的直線，說明a與成正比，即a與m成反比．

mm

3．實驗結(jié)論

(1)保持物體質(zhì)量不變時，物體的加速度a與所受拉力F成正比．

(2)保持拉力F不變時，物體的加速度a與質(zhì)量m成反比．

六、注意事項

1．打點前小車應(yīng)靠近打點計時器且應(yīng)先啟動打點計時器后放開小車．

2．在補償阻力時，不要(選填“要”或“不要”)懸掛槽碼，但小車應(yīng)連著紙帶且啟動打點計時器．用手輕輕地給小車一

個初速度，如果在紙帶上打出的點的間隔均勻，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)量遠小于小車的質(zhì)量．

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

遠的點應(yīng)舍去．

【題型歸納】

題型一：實驗圖像問題

1．（22-23高一上·天津河西·期末）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”的實驗中，采用如圖

所示的實驗裝置。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（）

A．補償阻力時，應(yīng)將盤用細繩通過定滑輪系在小車上，且每次改變小車的質(zhì)量時，都要重新平衡摩擦力

B．甲圖上端彎曲的原因是盤及盤中砝碼的質(zhì)量m太大，已經(jīng)不滿足mM

C．乙圖不過原點的原因是補償阻力過度

D．實驗時，若拉力可以用力學(xué)傳感器直接測量，則也需滿足條件mM

2．（2023高二上·江蘇徐州）在“探究加速度a與力F、質(zhì)量m關(guān)系”的實驗中，某實驗小組得到了四條a－F圖線，

其中可能沒有平衡摩擦力的是（）

A．B．

C．D．

3．（22-23高一上·湖南益陽·期末）在驗證牛頓第二定律的實驗中，用改變砂的質(zhì)量的辦法來改變對小車的作用力F，

用打點計時器測出小車的加速度a，得出若干組F和a的數(shù)據(jù)。然后根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出如圖所示的aF圖線，發(fā)

現(xiàn)圖線既不過原點，又不是直線，原因是（）

A．平衡摩擦力時，所墊木板太低，且小車質(zhì)量較大

B．平衡摩擦力時，所墊木板太低，且砂和小桶的質(zhì)量較大

C．平衡摩擦力時，所墊木板太高，且小車質(zhì)量較大

D．平衡摩擦力時，所墊木板太高，且砂和小桶的質(zhì)量較大

題型二、加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系探究實驗

4．（24-25高一上·浙江·期中）物理興趣小組的同學(xué)設(shè)計如圖甲所示的實驗裝置來探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”。

(1)實驗選擇使用電火花打點計時器，還需要使用下列哪些器材________。

A．秒表B．刻度尺C．低壓直流電源D．低壓交流電源

(2)下列實驗操作中，正確的做法是________。

A．平衡摩擦力時，小車不需要連接紙帶

B．實驗時槽碼的質(zhì)量m需遠小于小車的質(zhì)量M

C．開始實驗時，應(yīng)先接通電源，打點穩(wěn)定后再釋放紙帶

D．調(diào)節(jié)木塊高度使細線與桌面保持水平

(3)經(jīng)正確操作后，獲得一條如圖乙所示的紙帶，從比較清晰的點跡起，在紙帶上標(biāo)出連續(xù)的7個計數(shù)點A、B、C、

D、E、F、G，相鄰兩個計數(shù)點之間均有4個點跡未標(biāo)出，分別測得各計數(shù)點到A點的距離。已知打點計時器所用

電源的頻率為50Hz，則小車在F點瞬時速度大小為m/s，小車的加速度大小a=m/s2（結(jié)果保留2

位有效數(shù)字）。

5．（24-25高三上·廣東東莞）圖甲是“探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系”實驗裝置示意圖。

(1)有關(guān)本實驗方案的操作和判斷，下列說法正確的是

A．本實驗方案中需要用到刻度尺、天平及秒表

B．長木板右側(cè)適當(dāng)墊高是為了補償小車受到的阻力

C．在探究小車加速度與小車的總質(zhì)量M關(guān)系時，可以改變小車內(nèi)鉤碼數(shù)量，重復(fù)實驗，測定多組相關(guān)數(shù)據(jù)，

再通過作出a-M的圖像，得到a與M的反比關(guān)系

D．平衡阻力時，需要在砝碼盤內(nèi)放上適量的砝碼，先打開電源，后釋放小車，觀察紙帶上打出的點跡是否均

勻

(2)圖乙是實驗得到紙帶的一部分，每相鄰兩計數(shù)點間有四個點未畫出。相鄰計數(shù)點的間距已在圖中給出。打點計時

器電源頻率為50Hz，則小車的加速度大小為m/s2（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

(3)實驗得到的理想a-F圖像應(yīng)是一條過原點的直線，但由于實驗誤差影響，常出現(xiàn)如圖丙所示的①、②、③三種情

況。其中圖線①的產(chǎn)生原因是不滿足“鉤碼的總質(zhì)量（填“遠小于”或“遠大于”）小車質(zhì)量”的條件；圖線③

的產(chǎn)生原因是平衡摩擦力時長木板的傾角過（填“小”或“大”）

6．（24-25高二上·安徽·開學(xué)考試）為探究“加速度與物體質(zhì)量以及物體受力的關(guān)系”，某同學(xué)設(shè)計了如圖1所示裝置。

(1)實驗過程中，以下操作正確的是_________；（填選項前字母）

A．為減小系統(tǒng)誤差，實驗中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量

B．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

C．每次改變小車質(zhì)量，不需要重新平衡摩擦力

(2)實驗過程中，打出了一條紙帶，如圖2所示。打點計時器使用50Hz交流電源，紙帶上標(biāo)注的A、B、C、D、

E、F為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有4個點未畫出。其中AB2.76cm，DF9.72cm。請根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)計

算出小車的加速度大小am/s2（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）；

(3)若小車前端固定的光滑滑輪質(zhì)量為m0，砂和砂桶的總質(zhì)量為m，以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度a為縱

坐標(biāo)，作出的aF圖像是一條過原點的直線，如圖3所示。若直線的斜率為k，則小車的質(zhì)量為（用題

中所給字母表示）。

題型三：實驗的創(chuàng)新改進

7．（23-24高二下·江蘇南通·期末）某實驗小組利用圖甲所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律。

(1)下列實驗操作步驟。正確的順序是。

①將掛有槽碼的細線繞過定滑輪系在滑塊上，滑塊移到光電門1右側(cè)某位置A處

②改變槽碼和滑塊質(zhì)量，重復(fù)實驗

③把氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上，將裝有遮光條的滑塊放在導(dǎo)軌上，打開氣源開關(guān)，調(diào)節(jié)導(dǎo)軌至水平

④多次改變光電門2的位置，滑塊每次都由A處靜止釋放，記錄t1和t2

⑤從A處由靜止釋放滑塊，記錄滑塊從光電門1運動到光電門2的時間t1和遮光條通過光電門2的遮光時間t2

(2)實驗記錄和處理的某組數(shù)據(jù)如下表：

t1/s0.810.911.091.241.461.67

3

t2/10s7.146.255.264.543.853.33

11

/s140160190220260300

t2

1

請根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖乙中作出t1圖像。

t2

(3)根據(jù)圖像求得圖線的斜率ks2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

(4)實驗中，測得遮光條的寬度為d，滑塊和遮光條的總質(zhì)量為M，槽碼的質(zhì)量為m，用槽碼的重力代替細線的拉力。

已知重力加速度為g。在誤差允許范圍內(nèi)，如果（3）中所求k滿足k（用符號d、m、M、g表示）。則驗證

了牛頓第二定律。

(5)實驗小組發(fā)現(xiàn)圖線斜率的測量值總小于理論值，產(chǎn)生該系統(tǒng)誤差的原因是（寫出一個即可）。

8．（23-24高一上·安徽合肥·期末）圖甲是“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗時的一個拓展方案，實驗方案操作步

驟如下：

①掛上托盤和砝碼，改變木板的傾角，使質(zhì)量為M的小車拖著紙帶沿木板勻速下滑；

②取下托盤和磚碼，測出其總質(zhì)量為m。使小車沿木板加速下滑，測出加速度a；

③改變砝碼質(zhì)量和木板傾角，多次測量，作a-mg的圖像。

(1)本實驗方案滿足條件Mm（選填“需要”“不需要”）

(2)實驗方案中得到一條如乙圖所示的紙帶，選取時間間隔為0.1s的相鄰計數(shù)點記為A、B、C、D、E、F、G,相

應(yīng)數(shù)據(jù)已標(biāo)在紙帶上，則打下D點時的速度m/s，小車的加速度大小為m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

(3)該同學(xué)以mg為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)，畫出的a-mg圖像如圖丙所示的一條直線，圖線與橫坐標(biāo)軸的夾角

為，求得圖線的斜率為k，由圖像可知（）

1

A．小車的質(zhì)量為B．小車的質(zhì)量為k

tan

1

C．小車的質(zhì)量為tanD．小車的質(zhì)量為

k

9．（23-24高一上·江蘇無錫·期末）某班第1學(xué)習(xí)小組用下圖實驗裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”。

(1)下圖是實驗時平衡阻力的情形，其中正確的是___________（選填字母）。

A．B．C．

(2)如圖為實驗中打出的一條紙帶的一部分，從比較清晰的點跡起，在紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的5個計數(shù)點A、B、C、D、

E，相鄰兩個計數(shù)點之間的時間間隔為0.1s，現(xiàn)測出各計數(shù)點到A點之間的距離，如圖所示。根據(jù)紙帶可求得，此

次實驗中小車的加速度測量值am/s2。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

(3)利用測量數(shù)據(jù)可得到小車質(zhì)量M一定時，小車運動的加速度a和所受拉力F（Fmg，m為砂和小桶的總質(zhì)量，

g為當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋┑年P(guān)系圖像（如圖所示）。拉力F較大時，aF圖線明顯彎曲，若不斷增加小桶中砂的質(zhì)量，

aF圖像中各點連成的曲線將不斷延伸，那么加速度a的趨向值為（用題中出現(xiàn)的物理量表示），為避．免．a(chǎn)F

圖線出現(xiàn)彎曲，可采取的措施是。

A．測小車的加速度時，利用速度傳感器代替紙帶和打點計時器

B．在增加桶內(nèi)砂子質(zhì)量的同時，在小車上增加砝碼，確保砂和小桶的總質(zhì)量始終遠小于小車和砝碼的總質(zhì)量

C．將無線力傳感器捆綁在小車上，再將細線連在力傳感器上，用力傳感器讀數(shù)代替砂和小桶的重力

D．實驗次數(shù)不變，每次增加桶內(nèi)砂子的質(zhì)量時，增幅小一點

(4)該班第2學(xué)習(xí)小組用下圖實驗裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”。圖中帶滑輪的長木板放置于水平桌面上，拉

力傳感器與滑輪之間的輕繩始終與長木板板面平行，傳感器可直接顯示繩上拉力的大小。

實驗中將長木板水平放置，操作得到如圖小車加速度a與拉力傳感器示數(shù)F的圖像，橫軸、縱軸截距分別為F0與a0，

依據(jù)aF圖像可求得小車質(zhì)量M。

【高分達標(biāo)】

10．（23-24高一上·天津·期末）用如圖所示裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗。

(1)關(guān)于實驗中的注意事項，以下說法正確的是______。

A．連接沙桶和小車的細繩應(yīng)與長木板保持平行

B．實驗時，先放開小車，再接通打點計時器的電源

C．每次改變小車的質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力

D．平衡摩擦力時，需要把紙帶拴在小車上

(2)本實驗中把沙和沙桶的總重力當(dāng)作小車受到的拉力，當(dāng)測得某一次小車連同車上的重物的總質(zhì)量M=250g時，以

下物體中用來取代沙和沙桶的最佳選擇是______。

A．用于完成自由落體實驗的重錘B．用于改變小車質(zhì)量的鉤碼

C．托盤天平配套的最重砝碼D．可懸掛的槽碼盤和槽碼

(3)利用測得的數(shù)據(jù)，可得到小車質(zhì)量M一定時，小車運動的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖像如圖所示（F＝mg，

m為沙和小桶的總質(zhì)量，g為重力加速度）。其中圖線不過原點的原因可能是。

11．（23-24高一上·江蘇鹽城·期末）甲、乙、丙三個實驗小組分別采用如圖（甲）、（乙）、（丙）所示的實驗裝置，

驗證“當(dāng)質(zhì)量一定時，物體運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)小劉同學(xué)在實驗中采用圖（甲）所示實驗裝置，得到如下圖a所示的一條紙帶（兩計數(shù)點間還有四個點沒有畫出），

2

已知打點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為ms（結(jié)果保留3．

位．有．效．?dāng)?shù)．字．）；

(2)小張同學(xué)在實驗中采用圖（乙）所示實驗裝置，以彈簧測力計的示數(shù)F為橫軸，加速度a為縱軸，畫出的aF圖

線是一條直線，如上圖b所示，已知圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量M。

(3)小倉同學(xué)在實驗中采用圖（丙）所示實驗裝置，步驟如下：

①掛上托盤和砝碼，調(diào)整木板的傾角，使質(zhì)量為M的小車沿木板勻速下滑；

②取下托盤和砝碼，測出其總質(zhì)量為m，讓小車沿木板下滑。設(shè)小車受到的合外力為F，通過計算機可得到小車與

位移傳感器的距離隨時間變化的xt圖像，并求出小車的加速度a；

③改變砝碼質(zhì)量和木板的傾角，重復(fù)步驟①②，可得到多組a、F的數(shù)據(jù)，并繪制aF圖像。

若測量質(zhì)量時未考慮托盤的質(zhì)量，僅將砝碼質(zhì)量記為m，則繪制出的aF圖像應(yīng)該是圖c中的（填“Ⅰ”、

“Ⅱ”或“Ⅲ”）；

(4)甲、乙、丙實驗中，必須平衡小車和長木板之間的摩擦力的實驗小組是___________；

A．甲、乙、丙B．甲、乙C．甲、丙

(5)實驗時，必須滿足“M遠大于m”的實驗小組是（填“甲”、“乙”或“丙”）。

12．（23-24高一上·安徽安慶·期末）在某次探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實驗中，甲、乙、丙、丁四位同學(xué)分別

設(shè)計了實驗方案，實驗裝置如圖所示，小車總質(zhì)量用M、重物質(zhì)量用m表示。

（1）為便于測量合力的大小，下列說法中正確的是()（填選項前面的字母）。

A．四組實驗都需要平衡摩擦力

B．四組實驗中只有甲需要平衡摩擦力

C．四組實驗都需要滿足所掛重物質(zhì)量m遠小于小車的總質(zhì)量M的條件

（2）本實驗應(yīng)用的實驗方法是()

A．等效替代法B．理想實驗法C．控制變量法

（3）某小組按甲同學(xué)的設(shè)計裝置完成實驗，在實驗中打出一條紙帶，從比較清晰的點開始，每五個點取一個計數(shù)

點，已知打點計時器打點的時間間隔為0.02s，由此可求得小車的加速度為am/s2，打下計數(shù)點B時小車

運動的速度為vBm/s（計算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）。

13．（23-24高一上·山西長治·期末）在“探究加速度與合力的關(guān)系”實驗中，某物理小組對傳統(tǒng)實驗進行了改進，實

驗操作步驟如下：（重力加速度為g）

①如圖甲所示，先將沙和沙桶通過光滑滑輪懸掛于小車一端，連接紙帶通過打點計時器，調(diào)節(jié)平板的傾角，使小

車沿斜面向下做勻速直線運動，并測出沙和沙桶的總質(zhì)量m；

②保持平板傾角不變，去掉沙和沙桶，小車即在平板上沿斜面向下做勻加速直線運動，通過紙帶測量其加速度a，

此過程小車所受的合力大小為__________；

③保持小車質(zhì)量不變，多次改變沙和沙桶的總質(zhì)量m，每次重復(fù)①②兩步操作，得到多組小車加速度a與沙和沙桶

的總質(zhì)量m的數(shù)據(jù)，并以a為縱軸，m為橫軸，建立的am圖像為一條過原點傾斜的直線，并測得斜率大小為k。

回答下列問題：

（1）步驟②中橫線部分為（用題中所給物理量的字母符號表示）；

（2）在本實驗中（填“需要”或“不需要”）滿足沙和沙桶的質(zhì)量遠小于小車的總質(zhì)量；

（3）在實驗中得到如圖乙所示的一條紙帶（兩相鄰計數(shù)點間還有4個計時點沒有畫出），已知打點計時器采用頻率

為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；

（4）由am圖像，可求得小車的質(zhì)量為（用題中所給物理量的符號表示）。

14．（23-24高一上·廣東茂名·期末）某實驗小組利用如圖所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。

（1）下列做法正確的是。

A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳緣K的細繩與長木板保持平行

B．在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴在木塊上

C．實驗時，先放開木塊再接通打點計時器的電源

D．通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度

（2）若取木塊質(zhì)量M=0.4kg，改變砝碼桶質(zhì)量m的值，進行多次實驗，以下m的取值不．合．適．的一個是。

A．m1=5gB．m2=15gC．m3=40gD．m4=400g

（3）一組同學(xué)在保持木板水平時，研究木塊質(zhì)量一定的情況下加速度a與合外力F的關(guān)系，得到如圖中①所示的

a-F圖線。則木塊運動時受到的摩擦力f=N；木塊質(zhì)量M=kg。若該小組正確完成了實驗步驟，得

到的a-F圖線應(yīng)該是圖中的（填“②”、“③”或“④”）。

15．（23-24高一上·福建莆田·期末）某同學(xué)用圖（a）所示的實驗裝置圖做“驗證牛頓第二定律”的實驗。

（1）下列屬于本實驗必要的操作有。

A．調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細線與長木板平行

B．取下懸掛的鉤碼，將長木板沒有定滑輪的一端適當(dāng)墊高，平衡摩擦力

C．每次改變懸掛鉤碼質(zhì)量后，需要重新平衡摩擦力

D．改變小車中砝碼的質(zhì)量，進行多次實驗

（2）某次實驗，打點計時器打出的一條記錄小車運動的紙帶如圖（b）所示，從清晰的O點開始，每隔4個點取一

計數(shù)點（中間4個點沒畫出），分別記為A、B、C、D、E、F，各計數(shù)點到O點的距離為OA1.61cm，OB4.02cm，

OC7.26cm，OD11.30cm，OE16.14cm，OF21.80cm，打點計時器打點頻率為50Hz，則由此紙帶可得到

2

打E點時小車的速度vEm/s，此次實驗小車的加速度am/s。（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）

（3）該同學(xué)保持小車質(zhì)量不變，不斷改變懸掛砝碼的質(zhì)量m，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，作出小車加速度a與砝碼質(zhì)量m的

圖像如圖（c）所示，圖線不過坐標(biāo)原點的原因是。

16．（23-24高一上·江西上饒·期末）某實驗小組利用小車、一端帶有滑輪的長木板、打點計時器和幾個已知質(zhì)量的

小鉤碼探究加速度與力的關(guān)系，實驗裝置如圖甲所示。

（1）實驗中，以下做法正確的是（選填“A”或“B”）。

A．實驗時，應(yīng)先接通電源，后釋放小車

B．平衡摩擦力時，應(yīng)將鉤碼用細繩通過定滑輪系在小車上

（2）實驗小組得出加速度和力的關(guān)系如圖乙所示，直線沒有經(jīng)過坐標(biāo)原點的原因可能是（選填“A”或“B”）。

A．沒有平衡摩擦力B．平衡摩擦力時木板的右端墊得過高

（3）下圖為小車做勻變速直線運動時打點計時器打出的紙帶，選出的部分計數(shù)點分別記為O、A、B、C、D、E、F，

每相鄰兩計數(shù)點的時間間隔為0.1s，請根據(jù)紙帶計算：

①小車運動的加速度大小為m/s2（選填：“1.60”或“0.80”）。

②打計數(shù)點“A”時小車的速度大小為m/s（選填：“0.72”或“0.36”）。

17．（23-24高一上·吉林長春·階段練習(xí)）為探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，現(xiàn)提供如圖所示實驗裝置。請思考探

究思路并回答下列問題：

(1)為了消除小車與木板之間摩擦力的影響應(yīng)采取的做法是______。

A．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動

B．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動

C．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻加速運動

D．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰做勻加速運動

(2)某學(xué)生在平衡摩擦力時，不慎使長木板傾角偏小，則他所得到的aF關(guān)系圖像應(yīng)是如圖中的______圖（圖中縱

坐標(biāo)表示小車的加速度a，橫坐標(biāo)表示細線作用于小車的拉力F）。

A．B．C．D．

(3)某同學(xué)在實驗中得到的紙帶如圖所示，從比較清晰的點起，每五個打印點取一個計數(shù)點（每兩個計數(shù)點間有四個

實驗點未畫出），分別標(biāo)明0、1、2、3、4、5、6，用刻度尺量得各計數(shù)點到0計數(shù)點之間的距離如下圖所示，已知

電源的頻率為50Hz，計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字，則：小車的加速度大小am/s2。

18．（23-24高一上·陜西渭南·期末）“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置如圖1所示。

（1）下列說法正確的是。

A．實驗中應(yīng)先釋放小車后接通電源

B．每次改變小車質(zhì)量時，都應(yīng)重新平衡摩擦力

C．本實驗托盤和砝碼的總質(zhì)量應(yīng)遠大于小車的質(zhì)量

1

D．為驗證加速度與質(zhì)量成反比，應(yīng)作a圖像

m

（2）圖2是某同學(xué)在實驗中打出的一條紙帶，他選擇了幾個計時點作為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有4個計時點

沒有標(biāo)出。已知打點計時器每隔0.02s打一次點，則紙帶運動的加速度大小為m/s2。（保留兩位有效數(shù)字）

（3）某同學(xué)做實驗時將長木板右端適當(dāng)墊高，其目的是。但他把長木板的右端墊得過高，使

得傾角過大。若小車質(zhì)量不變，用a表示小車的加速度，F(xiàn)表示細線作用于小車的拉力。他繪出的aF關(guān)系圖像

可能是下圖中的。

19．（23-24高一上·山東聊城·期末）在“探究質(zhì)量一定時，加速度和力的關(guān)系”實驗中，某同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的

實驗裝置。其中小車和動滑輪的總質(zhì)量為M，沙和沙桶的總質(zhì)量為m。一根輕繩跨過光滑定滑輪和動滑輪，輕繩

的一端連接沙桶，另一端連接力傳感器，力傳感器可直接測出輕繩的拉力大小。

（1）（多選）在實驗過程中，下列操作正確的是。

A．調(diào)整長木板左端的定滑輪，使得輕繩與長木板平行

B．在不掛沙桶和紙帶的前提下，將帶有滑輪的長木板右端墊高，以平衡阻力

C．小車應(yīng)靠近打點計時器，先釋放小車，再接通電源

D．實驗中不需要保證M遠大于m

（2）該同學(xué)在實驗中得到一條如圖乙所示的紙帶，已知所用交流電的頻率是50Hz，相鄰兩個計數(shù)點之間還有4個

計時點未畫出。根據(jù)紙帶中的數(shù)據(jù)可求出小車的加速度為m/s2。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（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圖像是一條過原點的傾斜直線，已知

圖線的斜率為k，則小車和動滑輪的總質(zhì)量M。

（4）該同學(xué)某次實驗畫出的aF圖像如圖丙所示，請分析圖像不過原點的原因：。

20．（23-24高一上·四川內(nèi)江·期末）如圖，為驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖，連接在小車后面的紙帶穿過電

火花打點計時器，小車和掛在豎直面內(nèi)的拉力傳感器，用一條柔軟的輕繩通過光滑的定滑輪和動滑輪連接起來，拉

力傳感器是一種將物理信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y量的電信號裝置，用于測小車受到拉力的大小。則：

（1）在安裝實驗器材時，要調(diào)整定滑輪的高度，使拴小車的輕繩與木板平行。這樣做的目的是（選填字母

代號）。

A．防止打點計時器在紙帶上打出的點痕不清晰

B．保證小車最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線運動

C．在平衡摩擦力后使輕繩拉力等于小車受到的合力

D．防止小車在木板上的運動過程中發(fā)生抖動

（2）實驗中（選填“需要”或“不需要”）滿足所掛鉤碼質(zhì)量m遠小于小車質(zhì)量M。

（3）第一實驗小組在實驗中得到了一條紙帶，用毫米刻度尺測量并在紙帶上標(biāo)出了這部分的長度，相鄰兩計數(shù)點

間的距離如圖所示，相鄰兩計數(shù)點間還有4個計時點未標(biāo)出，已知打點計時器使用的低壓交流電源的頻率為50Hz，

根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計算出在紙帶上打下B點時的速度為m/s，紙帶的加速度大小為m/s2（計算結(jié)果均保留

兩位有效數(shù)字）。

（4）第二實驗小組根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的aF圖像，如圖所示，該組同學(xué)做實驗時存在的問題是。

21．（23-24高一上·河南濮陽·期末）某物理興趣小組的同學(xué)用如圖1所示的裝置完成“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”

的實驗。實驗中，細繩通過力傳感器與小車相連，可以從傳感器的電子顯示屏上讀出拉力的大小。

（1）實驗室提供了電磁打點計時器和電火花打點計時器，從減小紙帶所受阻力的角度思考，應(yīng)選擇

（填“電磁”或“電火花”）打點計時器。

（2）下列實驗要求正確的是()（填選項序號）。

A．定滑輪與小車之間的細線必須與木板平行

B．實驗中需要測出砂桶（連同砂粒）的質(zhì)量

C．木板的一側(cè)墊高，是為了補償摩擦力以及其他阻力

D．實驗中應(yīng)該先釋放小車，然后再接通打點計時器的電源

（3）實驗中（填“需要”或“不需要”）滿足砂桶連同砂粒的總質(zhì)量遠小于小車連同車內(nèi)砝碼的總質(zhì)量。

（4）實驗中使用頻率為50Hz的交流電源，通過打點計時器打出的紙帶測量小車的加速度大小，其中一條清晰的紙

帶如圖2所示，在紙帶上確定了五個計數(shù)點A、B、C、D、E，相鄰計數(shù)點間的距離已標(biāo)在圖上，每兩個相鄰的計

數(shù)點之間還有兩個計時點未畫出，則小車的加速度為m/s2（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

（5）實驗中先保持小車的總質(zhì)量不變，改變砂桶的質(zhì)量，通過拉力傳感器測出繩的拉力F的大小與對應(yīng)加速度a的

大小，作出aF圖像，發(fā)現(xiàn)a與F成正比。再保持繩的拉力大小不變，改變小車內(nèi)砝碼的數(shù)量，從而改變小車的

質(zhì)量，測出小車的質(zhì)量m與對應(yīng)加速度a的大小，作出am圖像如圖3所示，通過圖線（填“能”或“不

能”）直接判斷出a與m的關(guān)系，原因是。

22．（23-24高一上·北京通州·期末）某同學(xué)進行“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗，將實驗器材按如圖所示安裝。

打點計時器的工作頻率為50Hz：

（1）下面列出了一些實驗器材：打點計時器（含紙帶）、帶滑輪的長木板、墊木、小車和砝碼、槽碼、細繩。除以

上器材外，還需要的實驗器材有：．

A．天平（附砝碼）B．秒表C．刻度尺D．交流電源

（2）該同學(xué)將木板墊高平衡摩擦力時，在不掛槽碼的情況下輕推小車，讓小車拖著紙帶運動，得到如圖所示的紙

帶（圖中箭頭指向為小車運動的方向），則該同學(xué)平衡摩擦力時木板的傾角（選填“過大”“過小”或“適中”）。

（3）該同學(xué)平衡摩擦力后按正確步驟操作，首先保持小車質(zhì)量不變，通過改變槽碼的質(zhì)量來改變小車受到的拉力，

某次實驗的紙帶如圖8所示，O、A、B、C、D、E、F是7個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點之間還有四個點未畫出，測得

x11.81cm,x22.62cm,x33.42cm,x44.24cm,x55.03cm,x65.85cm，根據(jù)以上數(shù)據(jù)求出小車的加速度大小a

m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

（4）接下來該同學(xué)又測了多組槽碼質(zhì)量保持不變的情況下小車和砝碼的總質(zhì)量m與小車加速度a的數(shù)據(jù)，通過描

11

點作圖法畫出a的圖像，發(fā)現(xiàn)當(dāng)較大時圖線發(fā)生彎曲，如圖所示，試分析原因：。

mm

23．（23-24高一上·湖南長沙·期末）學(xué)?？萍蓟顒有〗M在實驗室用力傳感器和光電門來驗證加速度與力、質(zhì)量的關(guān)

系，實驗裝置如圖甲，將光電門固定在長木板上的某點B處，滑塊從固定的A位置由靜止釋放，在懸掛重物槽碼的

拉動下向左做勻加速直線運動；記錄力傳感器的示數(shù)F、滑塊的質(zhì)量m、AB間的距離x和遮光條通過光電門的時間

t，回答下列問題：

（1）用運動物體拖著紙帶通過正在工作的電磁打點計時器測定速度也是實驗室里常用的方法。頻率為50Hz的電磁

打點計時器的打點間隔是s。

（2）本次實驗中，下列操作正確的是。

A．平衡摩擦?xí)r，應(yīng)將槽碼跨過定滑輪拴在小車上；

B．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募毨K與長木板保持平行；

C．保證槽碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量；

D．每次改變小車質(zhì)量后，都需要重新調(diào)節(jié)長木板傾斜度。

（3）已知遮光片的寬度d，則滑塊通過光電門速度大小為（用題干中的字母表示）。

（4）改變槽碼的質(zhì)量，把滑塊由固定的A點靜止釋放，記錄相應(yīng)的F和t，重復(fù)實驗。以F為橫坐標(biāo)，以

11

（填“t”、“t2”、“”或“”）為縱坐標(biāo)，若描點可得到一條過原點的傾斜直線如圖乙，說明加速度a與力F成正比；

tt2

如果已知傾斜直線的斜率為k，則此次實驗滑塊的質(zhì)量m（用題中除“m”以外的規(guī)定字母表示）。

24．（23-24高一上·內(nèi)蒙古巴彥淖爾·期末）某實驗小組要做“探究小車的加速度與合外力的關(guān)系”的實驗，采用的實

驗裝置如圖甲所示。打點計時器所接的交流電源的頻率為50Hz。

（1）關(guān)于實驗的要求及相關(guān)操作，下列說法正確的是。

A．鉤碼的質(zhì)量一定要遠小于小車的質(zhì)量

B．不需要調(diào)節(jié)連接小車的輕繩至平行于長木板

C．平衡摩擦力時，將沒有滑輪的長木板一端適當(dāng)墊高，小車需要連接輕繩并在動滑輪下懸掛鉤碼

D．小車釋放的位置要靠近打點計時器，實驗時先接通電源，再釋放小車

（2）實驗中打出的一條紙帶如圖乙所示，圖中相鄰兩計數(shù)點間還有四個點未畫出，由該紙帶可求得小車的加速度

大小a=m/s2（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。若交流電的實際頻率低于50Hz，則上述計算結(jié)果與實際值相

比較（填“偏大”“偏小”或“相同”）。

（3）由本實驗得到的數(shù)據(jù)作出小車的加速度α與彈簧測力計的示數(shù)F的關(guān)系圖像，與本實驗相符合的是

圖，若某同學(xué)遺漏了平衡摩擦力這一步驟，則