2021届高考物理考前特训：探究加速度与合外力、质量的关系

探究加速度与合外力、质量的关系【原卷】 1．（2021·山东省烟台市高三上学期1月期末）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的电源，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___________________。 2．（2021·湖北荆州市·高三月考）要探究加速度与合外力关系，某同学设计了如图甲所示实验装置，其中长木板放在水平桌面上，小车的质量为M，当地重力加速度为g。（不计纸带运动中受到的阻力） (1)调节砂桶中砂的质量，调节定滑轮的高度，使连接小车的细线与长木板平行，小车靠近打点计时器，接通电源，轻推小车，结果打点计时器打出的点间隔均匀，弹簧测力计的示数为F0，则小车受到的摩擦力大小等于______； (2)不悬挂砂桶，将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，当木板与水平面的夹角为，且______时，接通电源，轻推小车，则打点计时器在纸带上打出的点间隔均匀； (3)平衡摩擦力后进行实验，某次实验打出的纸带如图乙所示，O、A、B、C、D为计数点，打相邻计数点间的时间间隔为0.1s，根据纸带求得小车运动的加速度a=______m/s2（结果保留两位有效数字）； (4)平衡摩擦力后，保持小车的质量M不变，多次改变砂桶中砂的质量进行实验，得到多组小车的加速度a和弹簧测力计的示数F，作出a-F图象，则可能的是______。 3. （2021·山西省临汾市高三高考考前适应考试）某实验小组用图示装置研究两物块的加速度大小，打点计时器固定在铁架台上，一轻质细绳通过光滑的轻质定滑轮连接物块A、B，物块B的质量大于物块A的质量，纸带穿过打点计时器与A下端相连。开始用手托住B使细绳伸直，接通打点计时器，由静止释放重物B，打点计时器在纸带上打下一系列的点。 (1)用m和M分别表示物块A、B的质量，用g表示重力加速度，根据牛顿第二定律，物块A、B的加速度大小可表示为a1=______（用已给物理量表示）； (2)图乙是某次实验得到的一条纸带的一部分，该小组同学选取7个连续的点A、B、C、D、E、F、G进行数据分析。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，由图可算出物块的加速度a2=______m/s2（保留3位有效数字）； (3)该实验中存在着系统误差，根据误差分析可知a1______a2（填“大于”“小于”或“等于”）。 4．（2021·山西省阳泉市高三上学期1月期末）为了探究物体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为传感器和小车的质量，m为砝码和砝码盘的质量，力传感器可测出轻绳中的拉力大小，打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。 (1)下列实验中相关操作不正确的是（ ）。 A．平衡摩擦力时，一定应先将砝码盘用细线绕过定滑轮系在小车上 B．平衡摩擦力时，小车后面应固定一条纸带，纸带穿过打点计时器 C．为减小误差，实验中一定要保证砝码和砝码盘的质量m远小于小车的质量M D．平衡摩擦力后，进行实验时，滑轮与小车之间的细绳应与木板保持平行 E．小车释放前应靠近打点计时器，且先释放小车再接通打点计时器的电源 (2)该同学从所打的几条纸带中选取了一条点迹清晰的纸带，如图。图中A、B、C、D、E、F是按打点先后顺序依次选取的计数点，相邻计数点间还有四个点没有画出。由图中的数据可知，小车运动的加速度a=____m/s2（结果保留三位有效数字）。 5．（2021·池州市普通高中高三教学质量统一监测）为了测量滑块与长木板间的动摩擦因数，某同学设计了如图（a）所示的实验装置。长木板固定在水平桌面上，力传感器固定在竖直的墙上，光电计时器的光电门固定在竖直支架上，绕过动滑轮的两段绳处于水平（两滑轮光滑且滑轮和绳质量不计），悬挂的重物上固定一窄遮光条。滑块质量为M，重物和遮光条的总质量为m。现将滑块拉到某一位置，静止释放滑块