提分集训(18) 实验4 探究加速度与物体受力、物体质量的关系(Word练习)-【金榜题名】2026年高考物理一轮总复习

1．(2025·广东茂名期末)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，某同学设计了如图所示的实验装置，已知实验使用的电源频率为50 Hz. (1)若该同学要探究加速度a和拉力F的关系，应该保持______不变． (2)实验时，以下操作顺序正确的是______(填正确答案标号). A．先释放小车，再接通打点计时器的电源 B．先接通打点计时器的电源，再释放小车 (3)如图甲所示，该同学在某次实验得到的纸带上选定A、B、C、D、E五个计数点(相邻两个计数点间有四个点未画出)，并测出每两个相邻计数点间的距离，根据纸带可求出打D点时小车的速度为______ m/s；小车的加速度大小为______m/s2.(结果均保留两位有效数字) (4)该同学利用实验数据作出了如图乙所示的a－F图像，请分析图像不过原点的原因是________． 解析：(1)若该同学要探究加速度a和拉力F的关系，应该保持小车质量不变． (2)实验时，先接通打点计时器的电源，再释放小车． 故选B. (3)依题意，纸带上相邻计数点间的时间间隔为 T＝5×＝0.1 s 打D点时小车的速度为 vD＝＝×10-2 m/s＝0.75 m/s 由逐差法可知小车的加速度大小为 a＝＝×10-2m/s2＝0.51 m/s2 (4)由图像可知，当拉力F达到某一值时，小车才产生加速度，说明补偿阻力时木板倾角过小或未C偿阻力． 答案：(1)小车质量 (2)B (3)0.75　0.51 (4)补偿阻力时木板倾角过小或未补偿阻力 2．(2025·青岛模拟)某软件能够调用手机内置加速度传感器，实时显示手机加速度的数值．小明通过安装有该软件的智能手机(其坐标轴如图1所示)探究加速度与力、质量的关系，实验装置原理图如图2所示．已知当地重力加速度为g. (1)分别称量出小桶的质量m0和手机的质量M0. (2)开始时，整个实验装置处于静止状态，小桶里没有装砝码． (3)用手突然向上托起小桶，使得绳子松弛，此瞬间手机受到的合力为____(用题目所给字母表示)，读出此瞬间手机y轴上的加速度a的数值． (4)往小桶中增加砝码，重复步骤(3)，测得实验数据如下： 实验次数 1 2 3 4 5 6 小桶和砝码 的重力m(kg) 0.0245 0.0445 0.0645 0.0845 0.1045 0.1245 手机加速度a (m/s2) 1.76 2.58 3.39 4.20 4.98 根据图3软件截图，上表中空白处的数据为________m/s2.利用数据作出a－F图像，在图4中描出第一组数据的点并连线，可以得到结论：________． (5)保持小桶和砝码的质量不变，用双面胶把不同数量的配重片贴在手机背面，重复步骤(3)，测得实验数据并作出a－图像，得出结论：当合外力一定，加速度与物体质量成反比． (6)从图3软件截图可以看出，即使整个实验装置处于静止状态，手机依然显示有加速度扰动，为了减少该扰动造成的相对误差，下列做法可行的是________． A．使用质量更大的砝码组 B．将弹簧更换为不可伸长的细线 C．将弹簧更换为劲度系数更小的弹簧 D．让小桶和砝码的质量远远小于手机的质量 解析：(3)静止时根据平衡条件可得弹簧的弹力 F＝(M0＋m0)g 当将小桶突然托起时，弹簧的弹力大小不变，此瞬间手机受到的合外力 F1＝F－M0g＝m0g (4)根据图3可读得手机的加速度大小大约为0.98 m/s2，因此上表中空白处的数据应为0.98. 作图时应用平滑的直线将各点迹连接起来，且应尽可能多的让点迹落在图线上，不能落在图线上的点迹应让其均匀的分布在图线的两侧，明显有误差的点迹应直接舍去．描点作图如图所示 根据图像可以得到的结论是：当手机的质量一定时，手机的加速度与手机所受合外力成正比． (6)A.使用质量更大的砝码组，整体的惯性将增加，其状态将越难改变，扰动将越小，因此该方案可行，故A正确； B．将弹簧更换为不可伸长的细线，在挂上和去掉小桶和砝码时，手机自身总是能达到平衡态，因此该方法不可行，故B错误； C．劲度系数越小，弹簧越容易发生形变，则扰动越大，因此该方法不可行，故C错误； D．让小桶和砝码的质量远小于手机的质量，并不能减小其扰动，甚至会增加其扰动，且当托起小桶和砝码时，手机所受合外力将过小，对实验数据的处理将变得更困难，因此该方案不可行，故D错误． 故选A. 答案：(3)m0g　(4)0.98　见解析图 当手机的质量一定时，手机的加速度与手机所受合外力成正比　(6)A 3．(2021·湖南高考)某实验小组利用图(a)所示装置探究加速度与物体所受合外力的关系．主要实验步骤如下： (a) (b) (1)用游标卡尺测量垫块厚度h，示数如图(b)所示，h＝________ cm. (2)接通气泵，将滑块轻放在气垫导轨上，调节导轨至水平． (3)在右支点下放一垫块，改变气垫导轨的倾斜角度． (4)在气垫导轨合适位置释放滑块，记录垫块个数n和滑块对应的加速度a. (5)在右支点下增加垫块个数(垫块完全相同)，重复步骤(4)，记录数据如下表： n 1 2 3 4 5 6 a/ (m·s-2) 0.087 0.180 0.260 0.425 0.519 根据表中数据在图上描点，绘制图线． 如果表中缺少的第4组数据是正确的，其应该是________ m/s2(保留三位有效数字). 解析：(1)根据游标卡尺读数规则可知h＝10 mm＋2×0.1 mm＝1.02 cm. (5)根据题表中数据描点连线，绘制图线如图所示，由图可知第4组数据中的加速度a为0.345 m/s2. 答案：(1)1.02　(5)见解析图　0.345 4．(2025·贵阳三模)为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图甲所示的实验装置．(滑轮质量不计) (1)实验时，一定要进行的操作是(　　 ) A．用天平测出砂和砂桶的质量 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，同时记录弹簧测力计示数 C．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)经正确操作后获得一条如图乙所示的纸带(两相邻计数点间还有四个点)，相邻计数点的距离分别为x1、x2、…，x6.已知打点计时器的打点周期为T，则打计数点5时小车速度的表达式v＝________；小车加速度的表达式a＝______．(用题中给出的物理量表示) (3)多次改变砂和砂桶的质量，得到多组小车的加速度a和弹簧测力计的示数F的数据，以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，作出的a－F图像是一条直线，如图丙所示，求得图线的斜率为k，则小车的质量为__________． 解析：(1)AC.本实验中拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故AC错误； B．打点计时器使用时，先接通电源，再释放小车，该实验探究质量一定时加速度与力的关系，要记录弹簧测力计的示数，故B正确． 故选B. (2)两相邻计数点间的时间间隔T0＝5T 打计数点5时小车速度的表达式 v＝＝ 小车加速度的表达式 a＝ ＝ (3)以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标k＝ 根据牛顿第二定律F合＝Ma 得小车质量 M＝＝＝ 答案：(1)B (2)　 (3) 学科网（北京）股份有限公司 $$