第3章 微练11 实验4 探究加速度与物体受力、物体质量的关系(Word练习)-【赢在微点·顶层设计】2027年高中物理高考一轮总复习

微练11　实验4:探究加速度与物体受力、物体质量的关系

 

1.(2024·浙江卷)如图甲所示是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。

(1)该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的，因此我们采用的研究方法是　　　　(填选项字母)。 

A.放大法　　B.控制变量法　　C.补偿法

(2)该实验过程中操作正确的是　　　　(填选项字母)。 

A.补偿阻力时小车未连接纸带

B.先接通打点计时器电源，后释放小车

C.调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行

(3)在小车质量　　　　(填“远大于”或“远小于”)槽码质量时，可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。上述做法引起的误差为              　 

(填“偶然误差”或“系统误差”)。为减小此误差，下列可行的方案是　　　　(填选项字母)。 

A.用气垫导轨代替普通导轨，滑块代替小车

B.在小车上加装遮光条，用光电计时系统代替打点计时器

C.在小车与细绳之间加装力传感器，测出小车所受拉力大小

(4)经正确操作后获得一条如图乙所示的纸带，建立以计数点0为坐标原点的x轴，各计数点的位置坐标分别为0、x1、…、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是　　　　(填选项字母)。 

A.a=　　　B.a=           C.a=

2.如图甲所示，这是某实验小组“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。他们调整长木板和滑轮，使长木板水平且细线平行于长木板;在砝码盘中放入适当的砝码，接通电源，释放物块，多次改变砝码盘中砝码的质量，记录力传感器的示数F，利用纸带上的数据求出物块的加速度大小a。

(1)实验时，砝码盘及砝码的总质量　　　　(填“需要”或“不需要”)远小于物块的质量。 

(2)某次实验时得到的纸带如图乙所示，已知打点计时器所接电源的频率为50 Hz，纸带上相邻两计数点间还有四个计时点没有画出，根据纸带数据可求出该次实验物块的加速度大小a=　　　　m/s2。 

(3)某同学记录多组实验数据后，以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a-F图像是一条直线，如图丙所示，造成该图线不过坐标原点的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，若计算出该图线的斜率为k，已知力传感器的质量为m0，则物块的质量m=　　　　(用m0、k表示)。 

3.图甲为“探究加速度与物体受力、质量之间的关系”的实验装置示意图。砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M。实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。

甲

(1)实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车和砝码所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行。接下来需要进行的一项操作是　　　　　　(填选项字母)。 

A.将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节砂和砂桶总质量的大小，使小车在细线的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

B.将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

C.将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动

(2)实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是(　　)

A.M=20 g，m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、35 g

B.M=200 g，m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g

C.M=400 g，m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、35 g

D.M=400 g，m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g

(3)图乙是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。测出相邻的计数点之间的距离分别为xAB=4.22 cm、xBC=4.65 cm、xCD=5.08 cm、xDE=5.49 cm、xEF=5.91 cm、xFG=6.34 cm。已知打点计时器的工作频率为50 Hz，则小车的加速度a=　　　　m/s2(保留2位有效数字)。 

乙

4.某同学利用如图甲所示的装置探究“小车的加速度与所受合外力的关系”，具体实验步骤如下:

A.按照图甲安装好实验装置，挂上砂桶(含少量砂子);

B.调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车沿长木板向下运动，且通过两个光电门的时间相等;

C.取下细线和砂桶，测量砂子和桶的总质量为m，并记下;

D.保持长木板的倾角不变，不挂砂桶，将小车置于靠近滑轮的位置，由静止释放小车，记录小车先后通过光电门甲和乙时显示的时间;

E.重新挂上细绳和砂桶，改变砂桶中砂子的质量，重复B、C、D步骤。