实验针对训练4 探究加速度与物体受力、物体质量的关系(Word练习)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(新教材新高考)通用版

实验针对训练(四) 1．如图甲是利用气垫导轨探究在外力一定的条件下，物体加速度与质量的关系的实验装置。实验步骤如下： 甲 乙 ①将气垫导轨放在水平桌面上，并调至水平； ②用游标卡尺测出挡光条的宽度l； ③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s； ④将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动后释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2； ⑤从数字计时器(图中未画出)上读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间Δt1和Δt2； ⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M； ⑦改变滑块的质量，重复步骤④⑤⑥进行多次实验。 据上述实验回答下列问题： (1)关于实验操作，下列说法正确的是________。 A．应先接通光电门后释放滑块 B．调节气垫导轨水平时，应挂上砝码 C．应调节定滑轮使细线和气垫导轨平行 D．每次都应将滑块从同一位置由静止释放 (2)用测量物理量的字母表示滑块加速度a＝________。 (3)由图乙画出­M的图线(实线)，可得到砝码和砝码盘的总重力G＝________ N。 (4)在探究滑块加速度a和质量M间的关系时，根据实验数据画出如图乙所示的­M图线，发现图线与理论值(虚线)有一定的差距，可能原因是_____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 [解析]　(1)应先接通光电门后释放滑块，以确保滑块经过光电门时，光电门能正常工作，故A正确；挂上砝码后，滑块受拉力作用，因此在调节气垫导轨时应不挂砝码，故B错误；调节定滑轮使细线和气垫导轨平行，目的是使滑块所受拉力与运动方向相同，故C正确；由于两光电门记录的是滑块通过它们的时间，不需每次经过时速度相等，因此无需将滑块从同一位置由静止释放，故D错误。 (2)根据匀变速直线运动的规律有2as＝v－v＝－，解得a＝。 (3)由G＝Ma知，在­M图像中，图线的斜率表示滑块所受作用力的倒数，即为，因此有G＝≈2.5 N(2.3～2.7 N均可)。 (4)图像出现了纵轴截距，原因是没有选取滑块和砝码一起作为研究对象(或M没有加上砝码和砝码盘的质量)。 [答案]　(1)AC　(2)　(3)2.5(2.3～2.7均可)　(4)没有选取滑块和砝码一起作为研究对象(或M没有加上砝码和砝码盘的质量) 2．(2023·海南省高三调研)某物理兴趣小组用如图所示装置探究加速度与合外力关系。已知当地重力加速度为g。 (1)实验步骤如下： 第1步：把长木板不带滑轮一端用铰链固定在水平桌面上，另一端用垫块垫起一定高度。两光电门固定在木板上，且光电门1和2距离较远，光电门1距离小滑块(带遮光条)比较近。 第2步：通过调整沙桶内细沙的质量，直至给小滑块一个沿木板向下的初速度，小滑块匀速下滑，即观察到遮光条通过两光电门的时间________(选填“相等”或“不相等”)为止。 第3步：去掉小沙桶，把小滑块紧挨小滑轮由静止释放，记录遮光条(遮光条宽度为d)通过光电门2的时间t，同时测量出沙桶(包括里面的细沙)的质量m。 第4步：改变垫块的位置，重复第2、3两步。 (2)在实验步骤第3步中，小滑块通过光电门2的速度为________；去掉小沙桶，把小滑块紧挨小滑轮由静止释放后，小滑块所受到的合外力为________。(用题中所给的字母表示)。 (3)设小滑块(包括遮光条)质量为M，小滑块释放点到光电门2距离为x，若关系式m＝________成立，可得质量一定时，加速度与合外力成正比。 [解析]　(1)小滑块匀速下滑，所以小滑块通过两光电门的时间相等。 (2)小滑块通过光电门2的速度为v＝，没有去掉小沙桶时，小滑块受到绳子拉力、重力、摩擦力、支持力四力平衡，所以去掉小沙桶后，另外三力不变，则小滑块受到的合力与绳子拉力等大反向，即合力为mg。 (3)根据牛顿第二定律及运动学公式得＝2ax，a＝，化简得m＝。 [答案]　(1)相等　(2)　mg　(3) 3．(2020·全国卷Ⅱ)一细绳跨过悬挂的定滑轮，两端分别系有小球A和B，如图所示。一实验小组用此装置测量小球B运动的加速度。 令两小球静止，细绳拉紧，然后释放小球，测得小球B释放时的高度h0＝0.590 m，下降一段距离后的高度h＝0.100 m；由h0下降至h所用的时间T＝0.730 s。由此求得小球B加速度的大小为a＝________m/s2(保留3位有效数字)。 从实验室提供的数据得知，小球A、B的质量分别为100.0 g和150.0 g，当地重力加速度大小为g＝9.80 m/s2。根据牛顿第二定律计算可得小球B加速度的大小为a′＝__