《高考物理一轮复习讲练测》专题13 探究加速度与力、质量的关系（测）（解析版）

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第 13 讲探究加速度与力、质量的关系——测

【满分：110 分时间：90 分钟】

实验题

1．（9分）为了探究加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置，带滑轮的长木板水平放置，

板上有两个光电门相距为 d，滑块通过细线与重物相连，细线的拉力 F大小等于力传感器的示数．让滑块

从光电门 1由静止释放，记下滑到光电门 2的时间 t.改变重物质量来改变细绳拉力大小，重复以上操作 5次，

计算后得到下表中的 5组数据．

(1)请根据表中数据在坐标纸上画出 aF 图象；

(2)分析 aF 图象，可求出滑块质量 m＝________kg，滑块和轨道间的动摩擦因数 μ＝________(重力加速度 g

＝10 m/s2)

【答案】 0.25 0.20

【点睛】解决该题关键要掌握牛顿第二定律和运动学公式的应用，运用数学知识和物理量之间关系式结合起

来求解。

2．（9分）某实验小组的同学利用如图甲所示的装置“探究加速度与力、质量的关系”，其中小车和砂桶的

质量分别为 M、m，打点计时器所用的交流电源的频率为 f。接通电源待打点计时器稳定时，由静止释放小车，

通过打点计时器打下一条纸带，该小组的同学多次完成上述操作，并从其中选择了一条点迹清晰的纸带，

如图乙所示。选出的计数点如图所示，其中相邻两计数点间还有 4个点未标出，经测量计数点

1、2、3、4、5、6距离 O点的间距分别为 d1、d2、d3、d4、d5、d6。由以上的测量回答下列问题：

(1)根据纸带可求得小车的加速度大小为___________（用题中已给的字母表示）。学/科.网

(2)由本实验得到的数据作出小车的加速度 a与拉力传感器的示数 F的关系图象，与本实验相符合的是____

____。

【答案】 A

【解析】（1）相邻两计数点之间的时间间隔，根据逐差法

可得小车的加速度大小，解得；

（2）由于本实验利用拉力传感器可以直接读出细绳的拉力，所以不需要满足砂和砂桶的总质量远小于小

车的质量，所以图像为过原点的倾斜的直线，故选项 A正确，BCD 错误。

点睛：本题知道实验原理、实验注意事项、掌握逐差法求解加速度，注意求出计数点间的时间间隔。

3．（9分）为了“探究质量一定时加速度与力的关系”，某同学设计了如图所示的实验装置。其中 M表示

小车的质量，m表示砂和砂桶的质量。滑轮质量不计。

(1)实验时，一定要进行的操作或保证的条件是：_________、________、________和_________。(填选项字

母序号)

A．用天平测出质量 M 和 m

B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力

C．平衡摩擦力后，让小车靠近打点计时器，先接通电源再释放小车，打出纸带，同时记录弹簧测力计的

示数 F

D．保证 M 不变，改变 m，重复“步骤 C”

E为减小实验误差，一定要保证 m＜＜M

F.选出其中点迹清晰的几条纸带，利用逐差法分别计算出每条纸带的加速度大小 a，并记下对应的 F

(2)该同学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 图像是一条过原点的直线，这

表明：质量一定时，加速度 a与力 F的关系是__________，若利用图线求得图线的斜率为 k，则小车的质

量 M=__________。

【答案】（1）B； C； D； F；（2）a与F成正比；；

(2) 由牛顿第二定律得：，所以质量一定时，加速度 a与力 F的关系是 a与F成正比；

a−F图象的斜率：，则小车的质量。

4．（9分）如图是某同学验证牛顿第二定律的装置，他将质量分别为 M1、M2(M2=M1)的两个重物(每个重物

均有相同质量的 n个钩码组成)用轻绳连接，放在光滑的轻质滑轮上这时系统处于静止状态。然后在轻绳上

固定一个宽度为 d的挡光片，在竖直立柱上相距为 L的地方固定两个光电门，最后调整 M1和M2的钩码个

数，使M2向下加速运动，挡光片依次通过 D1、D2光电门。

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