实验针对训练4 探究加速度与力、质量的关系-【高考DNA解码】2026年高考物理一轮总复习学生用书word(江苏专用)
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内容正文:
实验针对训练(四)
1.解析:(1)实验用到的打点计时器是用来记录时间和位移的仪器。
(2)在进行实验时,该同学将长木板不带滑轮的一端垫高,使得小车在不受牵引时能拖动纸带沿长木板做匀速直线运动,该操作的目的是平衡阻力。
(3)对整体根据牛顿第二定律可得加速度为
a=
故可得绳子中拉力为
F=Ma==
故当槽码的质量m和小车的质量M大小关系满足m≪M时,可以认为小车所受的拉力大小与槽码所受的重力大小相等。
答案:(1)时间 位移 (2)做匀速直线 (3)m≪M
2.解析:(1)由题图乙可知xAC=2.40 cm,xCE=4.10 cm,利用公式Δx=aT2可知,a== m/s2≈0.43 m/s2。
(2)实验前未平衡阻力(或平衡阻力不充分)。
(3)a.如图所示。
b.图线为过原点的直线,表明在合外力一定时,加速度跟质量成反比。
答案:(1)0.43 (2)见解析 (3)见解析
3.解析:(1)本实验中可以通过力传感器获取小车所受拉力大小,所以不需要用天平测出沙和沙桶的总质量,也不需要小车所受拉力近似等于沙和沙桶的总重力,即不需要保证沙和沙桶的质量远小于小车的质量,故A、D错误;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,同时记录力传感器的示数,故B正确;电磁打点计时器由于振针的作用,纸带和复写纸之间阻力相对较大,实验误差比较大,而电火花计时器使用的是火花放电,纸带运动时受到的阻力比较小,实验误差也比较小,故C错误。故选B。
(2)根据逐差法可得小车运动的加速度大小是
a== m/s2≈2.40 m/s2。
(3)根据牛顿第二定律有2F-Ff=ma
将题图丙横截距数据代入可得Ff=1.0 N。
答案:(1)B (2)2.40 (3)1.0
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实验针对训练(四) 探究加速度与力、质量的关系
1.(实验原理与操作)(2024·1月九省联考广西卷)某同学进行“探究加速度与力、质量的关系”的实验,实验装置如图:
(1)实验用到的打点计时器是用来记录______和______的仪器;
(2)在进行实验时,该同学将长木板不带滑轮的一端垫高,使得小车在不受牵引时能拖动纸带沿长木板______运动,该操作的目的是平衡阻力;
(3)当槽码的质量m和小车的质量M大小关系满足______时,可以认为小车所受的拉力大小与槽码所受的重力大小相等。
2.(数据处理与误差分析)(2024·江苏曲塘中学质检)某次“探究加速度a跟物体所受合力F和质量m的关系”的实验过程是:
(1)图甲所示为实验装置图。图乙为某次实验得到的一段纸带,计数点A、B、C、D、E间的时间间隔为0.1 s,根据纸带可求出小车的加速度大小为______________(结果保留2位有效数字)。
(2)保持小车质量不变,改变沙和沙桶质量,进行多次测量。根据实验数据作出了加速度a随拉力F的变化图线,如图丙所示。图中直线没有通过原点,其主要原因是_____________________________________________________________。
(3)保持沙和沙桶质量不变,改变小车中砝码质量,进行多次测量,得到小车加速度a、质量m及其对应的的数据如表中所示:
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
小车加速度
a/(m·s-2)
1.90
1.72
1.49
1.25
1.00
0.75
0.50
0.30
小车和砝码
质量m/kg
0.25
0.29
0.33
0.40
0.50
0.71
1.00
1.67
/kg-1
4.00
3.45
3.03
2.50
2.00
1.41
1.00
0.60
a.请在坐标纸中画出a-图线;
b.根据作出的a-图像可以得到的结论是______________________________ ____________________________________________________________________。
3.(实验原理创新实验)(2024·江苏南通期中)在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中,小明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,下列操作或说法正确的是______。
A.需要用天平测出沙和沙桶的总质量
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,同时记录力传感器的示数
C.选用电磁打点计时器比选用电火花计时器实验误差小
D.为减小误差,实验中一定要保证沙和沙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,由图中的数据可知,小车运动的加速度大小是______ m/s2(计算结果保留3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。则小车与桌面间的摩擦力Ff=______ N。
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