第三章 实验4 探究加速度与力、质量的关系-【直击双1流】2024高考物理一轮复习讲义训练题组

实验 4　 探究加速度与力、质量的关系 A 组 课时专练 1. (2022·安徽省六安市新安中学期末) 小米同学用如图甲所示 的装置探究物体的加速度与力的关系。 实验时保持小车(含车 中重物) 的质量不变,细线下端悬挂钩码的重力视为小车受到 的合力 F,用打点计时器测出小车运动的加速度 a。 甲 乙 丙 (1) 下列操作中,为了保证“细线下端悬挂钩码的重力视为小 车受到的合力 F” 这一条件的有 。 A. 实验前应将木板远离定滑轮的一端适当垫高,以平衡摩 擦力 B. 实验前应调节定滑轮的高度,使定滑轮和小车间的细线 与木板平行 C. 钩码质量越大越好 D. 实验时,应先接通打点计时器的电源,后释放小车 (2) 如图乙所示为实验中打出的一条纸带,从比较清晰的点迹 起,在纸带上标出连续的 5 个计数点 A、B、C、D、E,相邻两 个计数点之间都有 4 个点迹未标出,测出各计数点到 A 点 的距离。 已知所用电源的频率为 50 Hz,则小车的加速度 a = m / s2(结果保留 2 位小数)。 (3) 改变细线下端钩码的个数,得到 a - F 图像如图丙所示,造 成图线不过原点的原因可能是 　 。 2. (2023·福建省福州市第三中学期中) 某实验小组利用如图所 示的装置探究加速度与力、质量的关系,将连接滑块的细绳、力 传感器和动滑轮之间的细绳、定滑轮和动滑轮之间的细绳均调 为水平,通过调节气垫导轨下的螺母使气垫导轨水平,打开气 源,将滑块由静止释放,用刻度尺测量出两光电门之间的距离 和滑块上挡光片的宽度,并记录滑块经过两光电门的时间。 根据以上操作回答下列问题: (1) 本实验中钩码的质量 (选填 “需要” 或 “ 不需 要”) 远小于滑块的质量。 (2) 在探究加速度与外力的关系时,力传感器的示数记为 F,通 过运动学公式计算出滑块的加速度 a,改变钩码的质量,依 次记录力传感器的示数并求出滑块所对应的加速度的大 小,则下面四个 a - F图像中能正确反映加速度 a与力传感 器的示数 F 之间的规律的是 。 3. (2022 原创) 某实验小组在探究“加速度与物体所受合力和物 体质量的关系” 时的实验装置如图甲所示,滑块在水平气垫导 轨上做匀加速直线运动,由气垫导轨下端的刻度尺可以测出光 电门 A、B 之间的距离 L,用游标卡尺测出遮光片的宽度 d,遮光 片通过光电门 A、B的时间 tA、tB 可通过计时器(图中未标出) 读 出,滑块的质量为 M,钩码的质量为 m。 打开气垫导轨气源,让 滑块在钩码的重力作用下做匀加速直线运动,重力加速度为 g。 回答下列问题: (1) 打开气垫导轨气源的目的是 。 为了 让滑块所受的合力等于钩码的重力,m M(填 “≪”“≫” 或“ = ”)。 (2) 滑块的加速度 a = (用 L、tA、tB 、d 来表示)。 (3) 保持滑块的质量 M 不变,改变钩码的质量 m,得出不同的 mg 对应的加速度 a,描绘出 a 与 mg 的函数关系图像,如图 乙所示,则图线的斜率等于 。 保持钩码的质量 m不变,改变滑块的质量M,得出不同的M对应的加速度 a, 描绘出 a 与 M 的函数关系图像为双曲线的一支,如图丙所 示,说明 a 与 1 M 成 (填“正比” 或“反比”)。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 92第三章 运动和力的关系 　　　 B 组 真题特训 1. (2022·山东卷) 在天宫课堂中,我国航天员演示了利用牛顿第 二定律测量物体质量的实验,受此启发,某同学利用气垫导轨、 力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计 了测量物体质量的实验,如图甲所示。 主要步骤如下: ① 将力传感器固定在气垫导轨左端支架上,加速度传感器固定 在滑块上; ② 接通气源,放上滑块,调平气垫导轨; ③ 将弹簧左端连接力传感器,右端连接滑块,弹簧处于原长时 滑块左端位于 O 点,A 点到 O 点的距离为 5. 00 cm,拉动滑块使 其左端处于 A 点,由静止释放并开始计时; ④ 计算机采集获取数据,得到滑块所受弹力 F、加速度 a随时间 t 变化的图像,部分图像如图乙所示。 回答以下问题(结果均保留