4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系（练习）-【点石成金系列】2022-2023学年高中物理课件（人教版2019必修第一册）

4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系 同步练习 一、实验题 1．（2022·湖南·宁乡一中高三期中）探究“加速度与物体受力、物体质量关系”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，拉力传感器用于测小车受到拉力的大小。 （1）实验准备了如图所示的器材和配套的电源、导线、天平。若要完成该实验，必需的实验器材还有___________。 （2）关于本次实验，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．细线必须与长木板平行 C．先释放小车再接通电源 D．实验中所挂钩码质量要远小于小车质量 （3）通过实验得到乙图所示的纸带，纸带上为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1s的相邻计数点。此实验测得的小车的加速度为___________（保留3位有效数字）。 2．（2022·福建龙岩·高三期中）学校物理兴趣小组用图甲装置探究物体质量一定时加速度与力的关系，其中桌面与细线已调至水平。 （1）关于本实验，下列说法正确的是_________。 A．必须用天平测出砂和砂桶的质量 B．砂和砂桶的总质量必须远小于小车的质量 C．应当先释放小车，再接通电源 D．需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带 （2）经正确操作，得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器所接交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个计时点未画出，则小车运动的加速度大小为_________，（结果保留两位有效数字） （3）若小车的加速度大小a与力传感器示数F的关系如图丙所示，则小车的质量为_________kg（结果保留两位有效数字） 3．（2022·广东·饶平县第二中学高一开学考试） 用图甲所示装置“探究小车加速度与力、质量的关系”。请思考并完成相关内容： （1）实验时平衡摩擦力操作如下：将小车静止放在水平长木板右端，连接已穿过打点计时器的纸带，且取下砝码和砝码盘，调整长木板右端的高度，接通打点计时器的电源，轻拨小车，使打点计时器在纸带上打出一系列_______的点，说明小车已经平衡摩擦力； （2）图乙为某次实验得到的纸带，已知所用电源的频率为50Hz。根据纸带可求出打出B点时小车的速度为_______m/s；小车的加速度大小为______m/s2；（结果均保留两位有效数字） （3）小薇同学研究小车质量一定的情况下加速度a与合外力F的关系，得到了如图丙中①所示的a-F图线，主要原因是______； （4）小丹同学研究小车质量一定的情况下加速度a与砝码重力F（忘记测量砝码盘的质量，但其他操作均正确）的关系， 得到的a-F图线应该是图丙中的______（填“①”“②”或“③”）。 4．（2022·上海·华东师范大学附属周浦中学高三期中）某同学利用如图装置研究“加速度与外力的关系”。将力传感器安装在置于光滑水平轨道的小车上，通过细绳绕过光滑定滑轮悬挂钩码。开始实验后，依次按照如下步骤操作： ①同时打开力传感器和位移传感器； ②释放小车； ③关闭传感器，根据，图像记录下绳子拉力和小车加速度。 ④重复上述步骤。 （1）安装在小车上的是位移传感器的_________（选填“发射器”/“接收器”）部分； （2）实验前对力传感器进行调零时_________（选填“需要”/“不需要”）在细绳下方悬挂钩码； （3）某次释放小车后得到的，图像如图所示。根据图像，此次操作应记录下的外力大小为_________，加速度为_________。（保留2位有效数字） （4）利用上述器材和过程得到多组数据作出图像，为一直线，则( ) A．理论上直线斜率应等于小车质量 B．直线不过原点可能是因为轨道没有调整到水平 C．如果小车受到来自水平轨道的恒定阻力，直线斜率会变小 D．若实验中钩码质量较大，图像可能会呈现一条曲线 5．（2022·江苏·海安高级中学高一期中）在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，小明同学对教材上的实验方案做了改进，如图甲所示，调节桌面水平，用力传感器直接测细线中的拉力F，小车在大小为2F的水平拉力作用下，由静止开始做匀加速运动。 （1）关于该实验的操作，下列说法正确的是_________。 A．必须用天平测出砂和砂桶的质量，以其重力来表示绳中的拉力大小 B．一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量 C．需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带，测出加速度a与相应力传感器示数F （2）实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，小车运动的加速度大小是_________m/s2。（结果保留两位有效数字） （3）由实验得到小车的加速度a与力传感器示数