第三章 实验四　探究加速度与力和质量的关系-（达标训练）【导学教程】2024旧教材老高考物理新编大一轮总复习（人教版）

[对应学生用书P364] 　 1．(1)“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置如图1所示，长木板水平放置，细绳与长木板平行。图2是打出纸带的一部分，以计数点O为位移测量起点和计时起点，则打计数点B时小车位移大小为________ cm。由图3中小车运动的数据点，求得加速度为________ m/s2(保留三位有效数字)。 (2)(多选)利用图1装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，需调整的是________。 A．换成质量更小的小车 B．调整长木板的倾斜程度 C．把钩码更换成砝码盘和砝码 D．改变连接小车的细绳与长木板的夹角 解析　(1)依题意，打计数点B时小车位移大小为6.20 cm，考虑到偶然误差，6.15 cm～6.25 cm也可；由图3中小车运动的数据点，有a＝＝ m/s2＝1.9 m/s2，考虑到偶然误差，1.7 m/s2～2.1 m/s2也可。 (2)利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，需要满足小车质量远远大于钩码质量，所以不需要换质量更小的车，故A错误；利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，需要利用小车斜向下的分力以平衡其摩擦阻力，所以需要将长木板安打点计时器一端较滑轮一端适当的高一些，故B正确；以系统为研究对象，依题意“探究小车速度随时间变化的规律”实验时有1.9 m/s2≈，考虑到实际情况，即f＝mg，有1.9 m/s2≈，则可知M≈4 m，而利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验时要保证所悬挂质量远小于小车质量，即m＝M；可知目前实验条件不满足，所以利用当前装置在“探究加速度与力、质量的关系”时，需将钩码更换成砝码盘和砝码，以满足小车质量远远大于所悬挂物体的质量，故C正确；实验过程中，需将连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板始终保持平行，与之前的相同，故D错误。故选BC。 答案　(1)6.20(6.15～6.25均可)　1.90(1.70～2.10均可)　(2)BC 2．(2022·武汉质检)某物理实验小组用实验测量小滑块与木板表面间的动摩擦因数μ，已知当地的重力加速度为g。 (1)第一实验组采用如图甲所示的装置测量。将足够长的木板水平固定放置，弹簧的一端与固定挡板相连，另一端紧靠带有遮光条的小滑块但不与之拴接，弹簧处于原长时整个弹簧都在光电门的左侧。先用小滑块压缩弹簧至某一位置，释放后记录小滑块上的遮光条通过光电门的挡光时间t，测量小滑块停止时的位置B与光电门位置A的距离L。 ①利用游标卡尺测量遮光条的宽度如图乙所示，则遮光条的宽度为d＝________ mm。 ②多次重复实验，记录多组挡光时间t和距离L的数据，并设计以L为纵轴，________(选填“”“”或“t”)为横轴，拟合得到一条过坐标原点的倾斜直线。若该直线的斜率为k，则小滑块与木板表面之间的动摩擦因数的表达式为μ＝________(用题目中已有的符号表示)。 (2)第二实验组使用位移传感器设计了如图丙所示的实验装置，让小滑块从倾斜木板上的C点由静止释放，与计算机连接的位移传感器可以测出小滑块到传感器的距离x，并能描绘出距离x随时间t变化的图像。某次实验得到的图像如图丁所示。 ①根据图丁，可计算出t＝0.4 s时小滑块的速度大小v＝________ m/s，小滑块的加速度大小a＝________ m/s2。(结果均保留两位有效数字) ②为了测定小滑块与木板表面间的动摩擦因数μ，本次实验还必须测量的物理量是________。 A．小滑块的质量 B．小滑块的宽度 C．木板的长度 D．木板的倾角 解析　(1)①测量遮光条的宽度时，主尺读数为0.2 cm＝2 mm,10分度的游标卡尺精确度为0.1 mm，游标尺第7条刻度线与主尺刻度线对齐，故游标尺读数为0.7 mm，所以遮光条宽度为2.7 mm。②由于遮光条的宽度很窄，故可认为遮光条通过光电门的平均速度等于滑块经过光电门时的瞬时速度，即v＝，滑块脱离弹簧后做匀减速直线运动，由牛顿第二定律有－μmg＝ma0，由运动学公式有0－v2＝2a0L，联立解得L＝·，则以L为纵轴，为横轴，可以拟合得到一条过坐标原点的倾斜直线，对比关系式可知，图线的斜率k＝，解得μ＝。 (2)①由运动学知识有x0－x＝at2，变形得x＝－at2＋x0，结合图丁可知，x0＝64 cm，a＝2.0 m/s2，所以t＝0.4 s时小滑块的速度v＝at＝0.80 m/s。②由牛顿第二定律有mgsin θ－μmgcos θ＝ma，解得μ＝tan θ－，所以为了测定小滑块与木板表面间的动摩擦因数μ，还需要测量木板的倾角θ，D项正确。 答案　(1)①2.7　②　　(2)①0.80　2.0　②D 学科网（北京）股份有限公司 $