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)广东专版

实验针对训练(四) 1．(2022·广东深圳市一模)图1为“验证加速度与质量关系” 的实验装置，图2为同时释放小车甲、乙后打出的两条纸带(相邻计数点间均有4个点并未画出)。忽略绳子的质量以及滑轮与绳子间的摩擦。 图1 图2 (1)测量得到各相邻计数点间的距离如下表所示(单位：cm)： S1(S1′) S2(S2′) S3(S3′) S4(S4′) S5(S5′) S6(S6′) 纸带甲 3.13 4.38 5.63 6.87 8.13 9.37 纸带乙 3.50 4.49 5.51 6.49 7.51 8.51 可以判断小车________(选填“甲”或“乙”)的加速度较大。请通过定量分析，说明你的判断依据：_____________________________________________ ___________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (2)测得甲、乙两车质量分别为M1、M2，加速度分别为a1、a2，若在误差允许范围内满足________(用a1、a2、M1、M2表示)，则验证了加速度与质量的关系。 (3)欲得到(2)中的实验结论，下列操作必要的有________(多选)。 A．连接小车的细绳与桌面平行 B．平衡两小车和桌面间的摩擦力 C．用天平测量动滑轮和钩码的总质量 [解析]　(1)由Δx＝aT2得a＝，Δx甲＝1.25 cm大于Δx乙＝1.00 cm，故甲加速度大。 (2)F＝M1a1，F＝M2a2，故M1a1＝M2a2则验证了加速度与质量关系。 (3)实验中需要细绳与桌面平行保证两边受力等于细绳拉力，故A正确；本实验两边受力相等，故应平衡摩擦力，故B正确；总质量在等式中约去，不需测量，故C错误。 [答案]　(1)甲　根据加速度a＝可知，Δx大的则加速度大，纸带甲相等时间内的位移差约为1.25 cm，而乙纸带为1.00 cm，故甲纸带的加速度更大　(2)M1a1＝M2a2　(3)AB 2．(2020·全国Ⅱ卷)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′＝______m/s2(保留3位有效数字)。 可以看出，a′与a有明显差异，除实验中的偶然误差外，写出一条可能产生这一结果的原因：_______________________________。 [解析]　小球B做初速度为零的匀加速直线运动，有h0－h＝aT2，解得a＝1.84 m/s2；对B由牛顿第二定律有mBg－F＝mBa′，对A由牛顿第二定律有F′－mAg＝mAa′，F′＝F，解得a′＝＝1.96 m/s2；a′和a有明显差异，原因可能是滑轮的轴不光滑或滑轮有质量。 [答案]　1.84　1.96　滑轮的轴不光滑或滑轮有质量 3．如图(a)，某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50 Hz的交流电源、纸带等。回答下列问题： (a) (1)铁块与木板间动摩擦因数μ＝______________(用木板与水平面的夹角θ、重力加速度g和铁块下滑的加速度a表示)。 (2)某次实验时，调整木板与水平面的夹角使θ＝30°。接通电源，开启打点计时器，释放铁块，铁块从静止开始沿木板滑下。多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图(b)所示。图中的点为计数点(每两个相邻的计数点间还有4个点未画出)。重力加速度为9.80 m/s2。可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为________(结果保留2位小数)。 (b) [解析]　(1)对铁块受力分析，由牛顿第二定律有 mgsin θ－μmgcos θ＝ma，解得μ＝。 (2)两个相邻计数点之间的时间间隔T＝5× s＝0.10 s，由逐差法和Δx＝aT2，可得a＝×10－2 m/s2＝1.97 m/s2，代入μ＝，解得μ≈0.35。 [答案]　(1)　(2)0.35 4．某物理课外小组利用图(a)中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关