专题1.13 探究加速度和力、质量的关系-2022-2023年高一物理期末同步重点考点模型方法特训专练（人教版2019必修第一册）

2022-2023年高一物理期末重点考点模型方法特训专练 专题1.13 探究加速度和力、质量的关系 特训专题 特训内容 专题1 拉力替代法（1T—3T） 专题2 拉力直测法（4T—6T） 专题3 光门测速法（7T—9T） 专题4 整体系统法（10T—12T） 专题5 双车比较法（13T—15T） 【典例专练】 1、 拉力替代法 1．小林同学用如图所示装置探究“在外力一定时，物体的加速度与其质量之间的关系”。已知当地的重力加速度为g，所使用的打点计时器所接的交流电的频率为。 （1）实验中，需要平衡摩擦力，请详细描述平衡摩擦力的操作：___________ （2）乙图为某次实验中打出的一条纸带，确定出O、A、B、C、D、E、F共7个计数点，每两个相邻的计数点之间还有1个计时点未画出。由该纸带可求得小车的加速度为___________；（结果保留3位有效数字） （3）测出小车和车上砝码的总质量M和对应的加速度a，小林作出如图丙中实线所示的图线，图线偏离直线的主要原因是___________； （4）小林调整了图像的横纵坐标，描绘出如图丁所示的图像。已知实验中所挂砂桶和砂的质量为m，且已经准确的平衡了摩擦力，小林发现图像不过原点，根据牛顿第二定律：在拉力不变的情况下，与M应该成正比，小明百思不得其解，请你告诉他图丁纵轴上的截距的物理意义是___________（用题中所给的字母表示）。 2．在“探究加速度与力、质量的关系的实验”时，采用了如图甲所示的实验方案。操作如下： （1）平衡摩擦力时，若所有的操作均正确，打出的纸带如图乙所示，应___________（填“减小”或“增大”）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹间距恒定为止。 （2）已知小车质量为M，盘和砝码的总质量为m，要使细线的拉力近似等于盘和砝码和总重力，应该满足的条件是m___________M（填“远小于”、“远大于”或“等于”）。 （3）图丙为小车质量一定时，根据实验数据描绘的小车加速度a与盘和砝码的总质量m之间的实验关系图像。若牛顿第二定律成立，则小车的质量M=_________kg。（ ） 3．用DIS研究“在物体质量一定时，加速度与合外力的关系”的实验中，我们用了如图（a）所示的装置。 （1）实验时轨道水平放置，拉小车的细线要________，钩码的质量要________小车的总质量。 （2）得到的关系如图（b）所示。则实验过程中需满足的条件为( ) A．小车质量较大且不变 B．小车质量较小且不变 D．钩码质量较小且不变 C．钩码质量较大且不变 （3）另一位同学不使用位移传感器，而是在A点固定一个光电门传感器，改变配重片数目，记录小车总质量。由静止释放小车，测出小车过A时的瞬时速度，由实验数据得到图，验证加速度与质量的关系。实验中每次释放小车的位置________。（选填“必须相同”或“可以不同”），原因是________。 2、 拉力直测法 4．某实验小组利用如图甲装置探究加速度与物体受力的关系，已知小车的质量为M，砝码盘及砝码的总质量为m，打点计时器所接的交流电的周期为T，定滑轮和动滑轮受到的阻力可忽略不计。实验步骤如下： ①按图甲安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直； ②挂上砝码盘，在砝码盘上加入适当砝码，使小车能沿长木板匀速运动，记下此时弹簧测力计的示数； ③再在砝码盘上加入适当砝码，接通电源后，释放小车，打出一条纸带，记下弹簧测力计的示数，由纸带求出小车的加速度a； ④改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤③，记下弹簧测力计的示数，求得小车在不同合力作用下的加速度a。 （1）对于该实验方案，下列说法正确的是______。 A．实验过程中一定要保持 B．与小车相连的细线跟长木板一定要平行 C．当弹簧测力计的示数为时，小车受到的合力大小为 （2）实验过程中打出的一条纸带如图乙，1、2，3，4、5为计数点，相邻两个计数点间还有四个计时点未画出，则打点计时器在打计数点“4”时，小车的速度大小为______，加速度的大小为______。（用字母、、、和T表示）；若，，，，，则小车的加速度大小______。（结果保留2位有效数字） 5．当物体质量一定时，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。力传感器可测出轻绳的拉力。其中m为砂和砂桶的总质量，m0为滑轮的质量，M为小车的质量。 （1）实验过程中，下列操作正确的是______。 A．调整长木板左端定滑轮的高度，使得细线与长木板平行 B．在挂沙桶的前提下，将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车 D．为减小误差，实验中要保证沙和沙桶的总质量m0远小于小车的质量M （2）某同学根据实验数据作出了加速度