2024届高考物理一轮复习练习：实验：探究加速度与力、质量的关系和验证机械能守恒定律

实验：探究加速度与力、质量的关系和验证机械能守恒定律练习 实验题 1．某同学进行“探究加速度与力、质量的关系”的实验，将实验器材按图甲所示安装．已知打点计时器的工作频率为50 Hz，请完成下列相关内容： (1)该同学在进行平衡摩擦力的操作时，将木板垫高后，在不挂小吊盘(含砝码)的情况下，轻推小车，让小车拖着纸带运动，得到如图乙所示的纸带，则该同学平衡摩擦力时木板的倾角________(选填“过大”“过小”或“适中”)． (2)关于本实验，下列说法正确的是________(选填正确答案标号)． A．连接小吊盘和小车的细线应跟长木板保持平行 B．每次改变小车的质量后要重新平衡摩擦力 C．必须保证小车及车中砝码的总质量远小于小吊盘和盘中砝码的总质量 D．应先接通打点计时器电源，待打点稳定后再释放小车 (3)该同学按正确步骤操作后，保持小车质量不变，通过改变小吊盘中砝码的质量来改变小车受到的合力，得到了多组数据，其中一条纸带如图丙所示，A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻计数点之间还有四个点未画出，测得x1＝1.80 cm，x2＝2.61 cm，x3＝3.43 cm，x4＝4.23 cm，x5＝5.04 cm，x6＝5.86 cm，根据以上数据，可求出小车的加速度大小a＝_____ m/s2(保留两位有效数字)． 2．“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，某同学在正确操作下打出了一条纸带，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点0、1、2、3、4，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，测出各计数点到0点之间的距离，如图所示．已知打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源两端． (1)打点计时器打下计数点2时小车的速度大小v2＝________ m/s.(结果保留两位有效数字) (2)另一名同学利用力的传感器改进实验，如图甲所示．将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器挂钩上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车质量(包括传感器)不变时加速度跟所受拉力的关系，根据所测数据在坐标系中作出了如图乙所示的a－F图像；图像不过坐标原点的原因是________________． (3)实验改进后，是否仍需要满足细砂和桶的总质量远小于小车质量(包括传感器)，请说明理由_______________________________________. 3．某物理实验小组利用图甲所示装置“探究小车的加速度与受力的关系”． (1)一次实验中获得的纸带如图乙所示，已知所用电源的频率为50 Hz，每5个点取一个计数点，A、B、C、D、E、F、G为所取计数点，由图中数据可求得加速度大小a＝________ m/s2；(计算结果保留两位有效数字) (2)实验小组先保持小车质量为m1不变，改变小车所受的拉力F，得到a随F变化的规律如图丙中直线A所示，然后实验小组换用另一质量为m2的小车，重复上述操作，得到如图丙中所示的直线B，由图可知，m1________m2(选填“大于”或“小于”)，直线B不过坐标原点的原因是________________． 4．在探究“物体质量一定时，加速度与力的关系”实验中，小荆同学做了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了力传感器来测细线中的拉力． (1)实验时，下列说法正确的是________； A．需要用天平测出砂和砂桶的总质量 B．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数 C．使用电磁打点计时器时应选用220 V的交流电源 D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量 (2)实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，已知A、B、C、D各点到A点的距离分别是3.60 cm,9.61 cm,18.01 cm,28.81 cm，由以上数据可知，小车运动的加速度大小是________ m/s2(计算结果保留三位有效数字)； (3)由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示．则小车运动过程中所受的阻力Ff＝________ N，小车的质量M＝________ kg.(结果保留两位有效数字) 5．某实验小组同学利用图甲装置测量滑块(含遮光条)和砝码的质量，主要操作步骤如下： ①打开气泵，待气流稳定后调节气垫导轨使其水平； ②用20分度游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示； ③用毫米刻度尺测量光电门1和光电门2之间的距离L； ④挂上槽码，调节定滑轮使细线与气垫导轨平行； ⑤打开气泵，由静止释放滑块，数字计时器记录下遮光条通过光电门1和2的遮光时间Δt1和Δt2； ⑥依次在滑块上添加n＝1、2、3…个砝码，重复实验． 回答下列问题： (1)调节气垫导轨时，轻推滑块，若发现遮