第4章 2. 实验：探究加速度与力、质量的关系(练案)-【成才之路】2022-2023学年高中新教材物理必修第一册同步学习指导（人教版2019）

练案［２６］ 第四章　 运动和力的关系 ２．实验：探究加速度与力、质量的关系 合格考训练 （２５分钟·满分６０分） 一、选择题（共６分） １．（多选）如图是某些同学根据实验数据画出的 图像，下列说法中正确的是 （　 ） Ａ．形成图甲的原因是补偿阻力时长木板倾角 过大 Ｂ．形成图乙的原因是补偿阻力时长木板倾角 过小 Ｃ．形成图丙的原因是补偿阻力时长木板倾角 过大 Ｄ．形成图丁的原因是补偿阻力时长木板倾角 过小 二、非选择题（共５４分） ２．（１８分）（２０２２·四川达州高一期末）气垫导 轨是一种现代化的力学实验仪器，它利用小 型气源将压缩空气送入导轨内腔，空气再由 导轨表面上的小孔中喷出，在导轨表面与滑 行器之间形成很薄的气垫层，滑行器就浮在 气垫层上，与导轨面脱离接触，因而能在导轨 面上做近似无阻力的直线运动，极大地减小 了以往在力学实验中由于摩擦力引起的误 差，使实验结果接近理论值。光电门传感器 主要由光电门和遮光条组成，当宽度为Δｓ的 遮光条通过光电门时，传感器就会测出遮光 条通过光电门的遮光时间Δｔ，由此求出在极 短的遮光时间Δｔ内遮光条的平均速度ｖ ＝ Δｓ Δｔ ，这个速度可以认为就是遮光条通过光电 门的瞬时速度。某学习小组用气垫导轨和光 电门传感器做“探究物体加速度与合外力的 关系”实验，装置如图所示，重力加速度为ｇ， 按要求完成下列问题。 学习小组用钩码的重力替代滑块受到的合 力，以探究滑块的加速度与合外力的关系，请 补充完成下列实验步骤的相关内容： （１）实验前测出遮光条宽度ｄ，通过刻度尺测 出光电门到气垫导轨右端的距离ｓ并记录。 （２）滑块（包括遮光条）质量Ｍ与所挂钩码质 量ｍ应满足条件是　 ｍＭ　 。 （３）实验操作前需要完成的步骤　 　 Ａ　 。 Ａ．调节螺钉，使气垫导轨水平 Ｂ．将气垫导轨右端尽量垫高 （４）调节定滑轮，使连接滑块的细线与气垫导 轨平行 （５）将滑块置于气垫导轨右端静止，在细绳上 挂上适当的钩码并用手托住，记下其质量ｍ， 开通气源，静止释放钩码（钩码释放前，细绳 刚好处于拉直状态）。 （６）从光电门的数字计时器读出遮光条经过 光电门的遮光时间ｔ。步骤（５）、（６）中：滑块 所受合外力为Ｆ ＝ 　 　 ｍｇ　 ；滑块通过光电 门处的速度表达式为ｖ ＝ 　 　 　 　 　 ；滑块 的加速度为ａ ＝ 　 　 　 　 　 。（用测得的物 理量字母表示） ３．（１８分）（２０２２·青海大通回族土族自治县教 学研究室高一期末）如图为验证“牛顿第二定 律”的实验装置图，测得滑块上遮光条的宽度 为ｄ，遮光条经过光电门１所用的时间为ｔ１， 经过光电门２所用的时间为ｔ２，滑块、遮光条、 拉力传感器的总质量为Ｍ，两光电门之间的 距离为Ｌ。                                                                —４７２— （１）下列说法正确的是　 　 ＢＤ　 。 Ａ．实验要把气垫导轨的右端适当垫高来平衡 摩擦力 Ｂ．实验开始前，应将气垫导轨调至水平，细绳 要平行于导轨 Ｃ．本实验需要槽码的质量远小于Ｍ Ｄ．两光电门之间的距离Ｌ适当大一些，可以 减小实验误差 （２）滑块通过光电门１时的速度大小ｖ１ ＝ 　 　 　 　 　 （用题中所给物理量符号表示）。 （３）滑块的加速度大小ａ ＝ 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 （用题中所给物理量符号表示）。 ４．（１８分）（２０２２·甘肃省会宁县第三中学高一 期末）某同学用如图所示的实验装置验证牛 顿第二定律。 （１）为了验证加速度与合外力成正比，实验中 必须做到　 　 ＡＣ　 。 Ａ．实验前要平衡摩擦力 Ｂ．每次都必须从相同位置释放小车 Ｃ．拉小车的细绳必须保持与轨道平行 Ｄ．拉力改变后必须重新平衡摩擦力 （２）如图为某次实验中得到的一条纸带，从中 确定五个计数点，量得ｄ１ ＝ ８． ００ ｃｍ，ｄ２ ＝ １８． ００ ｃｍ，ｄ３ ＝ ３０． ００ ｃｍ，ｄ４ ＝ ４４． ００ ｃｍ。每 相邻两个计数点间还有４个点未画出。则小 车的加速度ａ ＝ 　 　 　 ｍ ／ ｓ２。（结果均保留 两位有效数字） （３）在验证“质量一定，加速 度ａ与合外力Ｆ的关系” 时，某学生根据实验数据作 出了如图所示的ａ － Ｆ图象，其中图线不过原 点并在末端发生弯曲，产生这种现象的原因 可能有 　 　 。 等级考训练 （１５分钟·满分４０分） 实验题（共４０分） １．（１２分）（２０２２·北京市东城区高一检测）图 甲是用来探究加速度和力之间关系的实验装 置示意图，图乙是其俯视图。两个相同的小 车，放