1、第二节 加速度与力、质量之间的关系1.如图所示为一气垫导轨，导轨上安装有一个光电门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，力传感器可测出绳子上的拉力大小.力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d2.25 mm.（2）实验时，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t1.0102 s，则滑块经过光电门B时的瞬时速度为m/s.（3）若某同学用该实验装置探究加速度与力的关系.要求出滑块的加速度，还需要测量的物理量是（文字说明并用相应的字母表示）.下列不必要的一项实验要求是（请填写选项前对应的字母）.A.滑块质量远大于
2、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解析：（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，滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度，即v m/s0.225 m/s.（3）根据运动学公式a，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是遮光条到光电门的距离s.拉力是直接通过传感器测量的，故与小车质量和钩码质量的大小关系无关，故A错误；应使A位置与光电门间的距离适当大些，有利于减小误差，故B正确；应将气垫导轨调节水平，使拉力等于合力，故C正确；要保持拉线方向与木板平面平行
3、，拉力才等于合力，故D正确.答案：（2）0.225（3）遮光条到光电门的距离sA2.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图所示的装置：实验中，操作正确的是（）A.平衡摩擦力时，应将重物用细线通过定滑轮系在小车上B.平衡摩擦力时，应将纸带连接在小车上并穿过打点计时器C.每次改变拉力的大小，需要重新平衡摩擦力D.实验时，应先放开小车，后接通电源解析：在本实验中，把沙和沙桶的重量作为小车受的合力，所以挂上沙和沙桶之前小车受的合外力为零，平衡摩擦力时，应让重力的分力平衡斜面和打点计时器产生的摩擦力，选B.答案：B3.“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示.（1）在平衡小车与桌面
4、之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示.计时器打点的时间间隔为0.02 s，从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出并标出相邻计数点之间的距离，该小车的加速度a m/s2.（2）平衡摩擦力后，将5个相同的砝码放在小车上.挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度.小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表所示.砝码盘中砝码总重力F/N0.1960.3920.5880.7840.980加速度a/（ms2）0.691.181.662.182.70请根据实验数据在如图所示坐标系中作出a-F的关系图像.（3）根据提供的实验数据作出的a-F图线不通过原点，
5、请说明主要原因.解析：（1）由题意可知计数间隔T5T00.1 s.由题图乙可知s0.16 cm1.6103 m，由saT2可得a0.16 m/s2.（2）a-F图像如图所示.（3）平衡小车与桌面之间的摩擦力后，a-F图像仍不通过原点，可能是在计算F时忘记加入砝码盘的重力，使作出的图像向左平移造成的.答案：（1）0.16（2）见解析图（3）计算F时忘记加入砝码盘的重力4.用如图所示的实验装置来探究加速度与力、质量的关系.（1）实验前平衡摩擦力的具体操作为：取下，把木板不带滑轮的一端适当垫高，反复调节，直到轻推小车后，纸带上打出的点迹，即完成平衡摩擦力.（2）使沙和沙桶的质量远小于小车的质量，目的
6、是使拉小车的力近似等于.（3）实验测得的数据如表所示，根据这些数据在坐标图中描点并作出a-图线，从a-图线求得合力大小为 N（计算结果保留两位有效数字）./kg1a/（ms2）4.01.23.61.12.00.61.40.41.00.3解析：（3）题图像的斜率kmaF，从给出的数据，可求得图像的斜率k0.30，所以Fk0.30 N.答案：（1）悬挂沙桶的绳子及沙桶均匀分布（2）沙和沙桶的重力（3）见解析图0.305.“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示.小车后面固定一条纸带，穿过电火花打点计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直面内的拉力传感器相连，拉力
7、传感器用于测量小车所受拉力的大小.（1）关于平衡摩擦力，下列说法正确的是.A.平衡摩擦力时，需要在动滑轮上挂上钩码B.改变小车质量时，需要重新平衡摩擦力C.改变小车拉力时，不需要重新平衡摩擦力（2）实验中（选填“需要”或“不需要”）满足所挂钩码质量远小于小车质量.（3）某同学根据实验数据作出了加速度a与力F的关系，图像如图乙所示，图线不过原点的原因是.A.钩码质量没有远小于小车质量 B.平衡摩擦力时木板倾角过大 C.平衡摩擦力时木板倾角过小或未平衡摩擦力 解析：（1）平衡摩擦力时，小车在不受拉力作用下做匀速直线运动，所以不能在动滑轮上挂上钩码，故A错误；平衡摩擦力时有mgsin mgcos ，即有gsin gcos ，所以与质量无关，故B错误，C正确.（2）由于本实验中的拉力传感器可以读取绳的拉力，所以不需要满足所挂钩码质量远小于小车质量.（3）由题图乙可知，当没有挂钩码时小车具有加速度，说明平衡摩擦力时木板倾角过大，故选B.答案：（1）C（2）不需要（3）B