第3章3.7探究a与F、M的关系-2025年高考物理一轮复习专项练习

班级： 高 （ ）班 学号（后两位）： 姓名： 3.7探究a与F、M的关系 1．“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示，已知打点计时器所用电源频率为50Hz，试回答下列问题： （1）实验中在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示，A、B、C、D、E、F、G这些点的间距如图中标示，其中每相邻两点间还有4个点未画出。根据测量结果计算：小车运动的加速度大小为___________m/s2；（结果均保留2位有效数字） （2）平衡好摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上。挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。根据小车的加速度a与砝码盘中砝码所受重力F的实验数据作出的a-F图线如图丙所示，此图线不通过原点的主要原因是______________； A．砝码盘及盘中砝码的总重力未远小于小车的总重力 B．F未计入砝码盘受到的重力 C．先释放小车再开启打点计时器电源 （3）在某次利用上述已调整好的装置进行实验时，保持砝码盘中砝码4个数不变，小车自身的质量保持不变（已知小车的质量远大于砝码盘和盘中砝码的总质量），在小车上加一个砝码，并测出此时小车的加速度a，调整小车上的砝码，进行多次实验，得到多组数据，以小车上砝码的质量m为横坐标，相应加速度的倒数为纵坐标，在坐标纸上作出如图丁所示的关系图线，实验结果验证了牛顿第二定律。如果图中纵轴上的截距为0.25s2/m，图线的斜率为0.5N-1，则小车受到的拉力大小为___________N，小车的质量为___________kg。 2．如图所示，为探究“质量一定时，物体的加速度与所受合外力的关系”的实验装置。 某同学的实验步骤如下： ①用天平测量并记录滑块和拉力传感器的总质量M； ②调整长木板和滑轮，使长木板水平，细线与长木板平行； ③在托盘中放入适当的砝码，接通电源，释放滑块，记录拉力传感器的读数F，根据相对应的纸带，求出滑块的加速度a； ④多次改变托盘中砝码的质量，重复步骤③。 请按要求回答下列问题： （1）图是该同学实验得到的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器用的是频率为50Hz的________（选填“直流电”或“交流电”），根据纸带求出滑块的加速度大小为________m/s2（结果保留三位有效数字）； （2）该同学由实验得到的数据，画出如图所示的F－a图线，图线不通过原点的原因是__________________________________________________； （3）该实验还可测量滑块与长木板之间的动摩擦因数，其值可用M、F0、g表示为μ＝________（其中M为滑块和拉力传感器的总质量，F0为图中的纵截距，g为重力加速度），与真实值相比，测得的动摩擦因数________（选填“偏大”或“偏小”）。 3．某同学想通过用手机高速拍照的功能来探究加速度与力的关系，采用如图甲的实验装置。 （1）按照该示意图安装好器材后，进行如下的实验： ①长木板一端垫高，平衡小车的摩擦； ②将小车停放在长木板的顶端，使其指针对准刻度尺的0刻度； ③开启手机高速拍照，再启动电子计时器同时释放小车，让小车加速下滑，改变重物的质量，重复操作几遍。 （2）打开手机录制好的视频，通过慢动作播放，记录弹簧测力计的读数，然后，通过电子计时器，找出小车运动的位移，运动的位移，运动的位移，运动的位移，则小车的加速度为______。（计算结果保留三位有效数字） （3）该实验中，弹簧测力计的读数______（“等于”或“不等于”）小车所受合外力，小车的质量和重物的质量______（“需要”或“不需要”）满足。 （4）以弹簧测力计的示数为横坐标，加速度为纵坐标，画出图像，如图乙，该图线是一条直线，则可得到的结论是_____________________。 （5）若直线与横坐标的夹角为，则该小车的质量为______。 4．小华同学设计如图甲的实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”创新实验。实验操作步骤如下： （ⅰ）挂上托盘和适量砝码，改变长木板的倾角，让带遮光片的小车沿长木板匀速下滑。 （ⅱ）取下砝码盘和砝码，读出砝码的质量为m，小车和遮光片的总质量为M。让小车从靠近滑轮处沿长木板下滑，测出加速度a。 （ⅲ）改变砝码质量和木板倾角，多次测量，作出a—mg图，得出a—mg的关系。（g为重力加速度） （1）用游标卡尺测量遮光片的宽度d，游标卡尺的示数如图乙所示，其读数为______cm； （2）在步骤（ⅰ）调节长木板倾角，让小车匀速下滑时，发现通过光电门A的时间大于通过光电门B的时间，应______（选填“增大”、“减小”）长木板倾角。 （3）该实验方案______（选填“需