实验四：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 专项训练 -2027届高考物理一轮复习

3.6实验四：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 2027届高考物理一轮复习 一、实验题 1．某学生用图（a）所示的实验装置测量物块与斜面的动摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图（b）所示，图中标出了5个连续点之间的距离。 （1）物块下滑时的加速度a = _____m/s2；打C点时物块的速度v = ____m/s； （2）已知重力加速度大小为g，求出动摩擦因数，还需测量的物理量是____（填正确答案标号）。 A．物块的质量      B．斜面的高度      C．斜面的倾角 2．某实验小组利用图（a）所示的实验装置探究空气阻力与速度的关系，实验过程如下： （1）首先将未安装薄板的小车置于带有定滑轮的木板上，然后将纸带穿过打点计时器与小车相连。 （2）用垫块将木板一端垫高，调整垫块位置，平衡小车所受摩擦力及其他阻力。若某次调整过程中打出的纸带如图（b）所示（纸带上的点由左至右依次打出），则垫块应该___________（填“往左移”“往右移”或“固定不动”）。 （3）在细绳一端挂上钩码，另一端通过定滑轮系在小车前端。 （4）把小车靠近打点计时器，接通电源，将小车由静止释放。小车拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图（c）所示。已知打点计时器所用交流电的频率为，纸带上标出的每两个相邻计数点之间还有4个打出的点未画出。打出F点时小车的速度大小为___________（结果保留2位小数）。 （5）保持小车和钩码的质量不变，在小车上安装一薄板。实验近似得到的某时刻起小车v-t图像如图（d）所示，由图像可知小车加速度大小___________（填“逐渐变大”“逐渐变小”或“保持不变”）。据此可以得到的实验结论是___________。 3．某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）。从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示。打点计时器电源的频率为50Hz。      (1)通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点_____和_____之间某时刻开始减速。 (2)计数点5对应的速度大小为_____m/s，计数点6对应的速度大小为____m/s。（保留三位有效数字）。 (3)物块减速运动过程中加速度的大小为=___m/s2，若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数（g为重力加速度），则计算结果比动摩擦因数的真实值___（填“偏大”或“偏小”）。 4．某实验小组利用如图甲所示实验装置测量滑块和长木板之间的动摩擦因数。左端带有定滑轮的长木板水平放置，滑块上固定一定滑轮，细线通过两滑轮分别与拉力传感器和沙桶相连，两段细线的水平部分均与长木板平行，不计滑轮与绳子、转轴之间的摩擦。打点计时器接入交流电的频率为50Hz，重力加速度g取。 (1)实验时，必要的操作是________（单选） A．将长木板右端垫高以平衡摩擦力 B．使沙桶及沙的质量远小于滑块（含轻滑轮）质量 C．先打开打点计时器的电源，然后释放沙桶 D．用天平测出沙和沙桶的总质量 (2)实验得到一条清晰纸带如图乙所示，相邻计数点间还有四个点未画出，本次实验中滑块的加速度大小为________（结果保留两位有效数字）。 (3)改变沙桶总质量，记录多组拉力传感器的读数F，并算出相应纸带的加速度a，作出图像如图丙所示，则滑块与木板间动摩擦因数为________（结果保留一位小数）。 5．某同学用图（a）所示装置来测定滑块与导轨间的动摩擦因数，实验过程中调节导轨使其水平，测出滑块、砝码（含托盘）质量均为，遮光条（未画出）宽度为，滑块左端到光电门的距离为。 (1)测量遮光条宽度时游标卡尺示数如图（b）所示，则遮光条宽度______cm； (2)将遮光条固定在滑块上，下列三幅图中遮光条安装位置最合理的是______； A． B． C． (3)经多次测量得出滑块加速度大小为，重力加速度，则滑块与导轨间的动摩擦因数______。 6．实验小组为了测量图（a）中人行天桥上的斜坡倾角，设计了如图（b）所示的实验方案。 (1)安装和调节“滴水计时器” 将“滴水计时器”固定在小车的末端，在小车上固定一平衡物。保持小车静止，从第1滴水刚离开滴水计时器开始计时，20秒末第41滴刚好离开，则相邻两滴水间的时间间隔________s。 (2)实验过程及数据处理 ①在斜坡上静止释放小车，小车沿斜坡向下做直线运动。水滴在路面上留下点迹，取点迹清晰的一段路面，将第一个点迹记为0，之后的点迹依次记为1、2、3…，测出相邻两个点迹间的距离如图所示。 小车加速度大小=________（用题中所给的物理量符号表示）。 ②在斜坡底端给小车一定的初速度，小车沿斜坡向上做直线运动。水滴在路面上留下点迹，计算得到小车向上运动的加速度大小为。 ③已知当地重力加速度为g，则该斜坡倾角的正弦值=________（用、和g表示）。考虑小车运动过程中所受空气阻力的影响，设小车沿斜坡运动过程中所受的空气阻力大小不变，则的测量值比真实值________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 7．实验小组用图1所示装置测量木块与木板间的动摩擦因数μ，提供的器材有：带定滑轮的长木板，带凹槽质量的木块，10个质量为的钩码，电火花打点计时器，电源，纸带，细线，刻度尺等。将带定滑轮的长木板放在水平桌面上，细绳跨过定滑轮，一端连接木块，另一端悬挂钩码，其余钩码全部放在木块的凹槽中，释放木块后，利用打点计时器打出的纸带得到木块运动的加速度，改变悬挂的钩码个数n，测出对应的加速度a。 (1)电火花计时器工作时应使用_______（选填“”或“”）交流电源； (2)释放木块前，木块应_______（选填“靠近”或“远离”）打点计时器； (3)已知当地重力加速度，作出图像如图2，由图线可求得木块与木板间的动摩擦因数_______（保留两位有效数字）。 8．在探究加速度a与所受合力F的关系时，某同学采用图甲所示的实验装置进行实验探究，控制小车质量M不变，寻找其加速度a与所受合力F的关系。 (1)在平衡摩擦力的这步操作中，该同学__________（选填“需要”或“不需要”）通过细绳把砂桶挂在小车上。 (2)在实验中，该同学得到的一条如图乙所示的纸带，他每隔4个点取一计数点，在纸带上做好0、1、2、3、4的标记，用毫米刻度尺测量出从起点0到各计数点的距离，在图中已经标出。已知电火花计时器的打点周期为0.02s，则该小车运动的加速度大小为_________m/s²（计算结果保留2位有效数字）。 (3)采用图像处理数据，画出如图丙所示a-F图像，发现图线上端弯曲，并不是直线，出现这一问题的可能原因是___________________。 9．下图为探究加速度与力、质量关系的部分实验装置。 (1)实验中应将木板__________； A．保持水平 B．一端垫高 (2)为探究加速度与质量关系，某小组依据实验数据绘制的图像如图所示，很难直观看出图线是否为双曲线。如果采用作图法判断与是否成反比关系，以下选项可以直观判断的有__________ m/kg a/（m·s-2） 0.20 0.730 0.33 0.482 0.40 0.390 0.50 0.317 1.00 0.152 A．图像 B．图像 C．图像 D．图像 (3)为探究加速度与力的关系，在改变作用力时，甲同学将放置在实验桌上的槽码依次放在槽码盘上；乙同学将事先放置在小车上的槽码依次移到槽码盘上，在其他实验操作相同的情况下，__________（选填“甲”或“乙”）同学的方法可以更好地减小误差。 参考答案 1． 3.25 1.79 C 2． 往右移 0.15 逐渐变小 空气阻力随速度增大而增大 3． 6 7 1.00 1.20 2.00 偏大 4．(1)C (2)1.9 (3)0.1 5．(1)0.97 (2)B (3)0.5 6．(1)0.5 (2) 不变 7．(1) (2)靠近 (3) 8．(1)不需要 (2)0.88 (3)小车质量没有远远大于砂和砂桶的总质量 9．(1)B (2)AC (3)乙 学科网（北京）股份有限公司 $