专题03 运动和力的关系相关实验-2024年高考物理实验重难点满分冲刺集训（全国通用）

· 运动和力的关系相关实验 · 学习目标 对应题号 目标01 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 新1，1，2，3，5，8，12，13，16，19，21，25 目标02 牛顿第二定律简单应用（图像解读） 力学创新实验 4，7，17，20，22，23，25 目标03 利用牛顿第二定律测量动摩擦因数 6，9，10，11，14，15，19，24 · 新1．（2023·上海·统考高考真题）如图所示，是某小组同学“用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置，实验过程中可近似认为钩码受到的总重力等于小车所受的拉力。先测出钩码所受的重力为G，之后改变绳端的钩码个数，小车每次从同一位置释放，测出挡光片通过光电门的时间。 ·    · （1）实验中_______________测出小车质量。 · A． 必须    B．不必 · （2）为完成实验还需要测量①_______________；②_______________。 · （3）实际小车受到的拉力小于钩码的总重力，原因是_______________。 · （4）若导轨保持水平，滑轮偏低导致细线与轨道不平行，则细线平行时加速度，与不平行是加速度相比，_______________。（选填“大于”、“小于”或“等于”） · 【答案】 B 小车释放点到光电门的距离x 遮光条的宽度d 钩码有向下的加速度，拉力小于重力 大于 · 【详解】（1）[1]实验的研究研究加速度与力的关系，研究加速度与合力正比关系，只需控制小车质量不变即可， · · 不须测出小车的质量。 · 故选B； · （2）[2][3]小车经过光电门的速度为 · · 由运动学公式 · · 联立可得小车的加速度 · · 所以需要测量小车释放点到光电门的距离x和遮光条的宽度d； · （3）[4]钩码在重力和拉力作用下向下做匀加速运动，加速度方向竖直向下，根据牛顿第二定律可知钩码的拉力小于钩码的重力，而钩码的拉力大小等于小车绳子拉力的大小，所以实际小车受到的拉力小于钩码的总重力； · （4）[5]本实验忽略摩擦力的影响时，细线平行时 · · 若滑轮偏低导致细线与轨道不平行，受力方向如图所示 ·    · 由牛顿第二定律有 · · 所以有 · 1．（2022·浙江·统考高考真题）（1）①“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置如图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（保留两位有效数字）。 ②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 （2）“探究求合力的方法”的实验装置如图4所示，在该实验中， ①下列说法正确的是______； A．拉着细绳套的两只弹簧秤，稳定后读数应相同                 B．在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点 C．测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦 D．测量时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板 ②若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要______（选填“2”、“3”或“4”）次把橡皮条结点拉到O点。 【答案】 6.15~6.25 1.7 ~2.1 BC/CB D 3 【详解】（1）[1]依题意，打计数点B时小车位移大小为6.20cm，考虑到偶然误差，6.15cm~6.25cm也可； [2] 由图3中小车运动的数据点，有 考虑到偶然误差，1.7m/s2~2.1 m/s2也可； [3] A．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； B．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； C．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 考虑到实际情况，即，有 则可知 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；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； D．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