实验四　探究加速度与物体受力、物体质量的关系练习-2024年高考物理一轮复习

实验四　探究加速度与物体受力、物体质量的关系 1．(2022·广州综合测试一)利用图甲装置，研究“小车(含拉力传感器)质量不变时，加速度与合外力关系”． ① 细绳一端绕在电动机上，另一端系在拉力传感器上．将小车放在长板的P位置，调整细绳与长板平行，启动电动机，使小车沿长板向下做匀速运动，记录此时拉力传感器的示数F0. ② 撤去细绳，让小车从P位置由静止开始下滑，设此时小车受到的合外力为F，通过计算机可得到小车与位移传感器的距离随时间变化的x-t图像，并求出小车的加速度a. ③ 改变长板的倾角，重复①、②，可得多组F、a的数据． 甲 乙 (1) 在①、②中，F0________(填“＝”“>”或“<”)F. (2) 实验________(填“需要”或“不需要”)平衡小车所受到的摩擦力． (3) 某段时间内小车的x-t图像如图乙所示，根据图像可得小车的加速度大小为________m/s2(计算结果保留两位小数). (4) 分析表格中的F、a实验数据，可知在误差范围内，小车质量不变时，________________________________________________________________________________________________． F合/N 0.4 1.0 1.5 1.8 2.1 a/m·s2 0.79 2.10 3.10 3.62 4.19 2．(2020·浙江卷)做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，图甲是某教材中的实验方案；图乙是拓展方案，其实验操作步骤如下： (ⅰ) 挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑． (ⅱ) 取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑，测出加速度a. (ⅲ) 改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到a-F的关系． ① 实验获得如图所示的纸带，计数点a、b、c、d、e、f间均有四个点未画出，则在打d点时小车的速度大小vd＝________m/s(保留两位有效数字). ② 需要满足条件M≫m的方案是________(填“甲”“乙”或“甲和乙”)；在作a-F图像时，把mg作为F值的是________(填“甲”“乙”或“甲和乙”). 3．(2022·深圳第二次调研)某兴趣小组利用DIS实验系统测量大理石滑块与长木板间的动摩擦因数． (1) 用游标卡尺测量自制挡光片的宽度，如图所示，读数为d＝________mm. (2) 如题图所示，将挡光片固定在滑块上，在倾斜放置的长木板上A、B两点安装光电门，测出长木板与水平桌面的夹角θ. (3) 将滑块从某一位置由静止释放．记录挡光片分别通过光电门A、B的时间t1和t2，滑块通过A点的速率为________(用题中物理量符号表示)，要求出动摩擦因数，还需要测量的物理量是___________________________________________ _____________________________． 4．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表所示．(单位：cm) s1(s′1) s2(s′2) s3(s′3) s4(s′4) s5(s′5) s6(s′6) 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________(填“甲”或“乙”)的加速度较大．请通过定量分析，说明判断依据：________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________. (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) 下列操作中正确的有________． A．连接小车的细绳应与桌面平行 B．应平衡两小车和桌面间的摩擦力 C．应用天平测量动滑轮和钩码的总质量 答案与解析 实验四　探究加速度与物体受力、物体质量的关系 1. (1) ＝　(2) 不需要　(3) 2.10　(4) 加速度与合外力成正比 解析：(1) ①中小车匀速下滑时，mg sin θ＝f＋F0，②中小车加速下滑时，F＝mg sin θ－f，联立可得