第3章 第6讲 实验4：探究加速度与物体受力、物体质量的关系（Word习题）-【满分思维】2027年高考一轮总复习·物理

第6讲　实验4:探究加速度与物体受力、物体质量的关系

1.(12分)(2025山东卷)某小组采用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律,部分实验步骤如下:

甲

(1)将两光电门安装在长直轨道上,选择宽度为d的遮光片固定在小车上,调整轨道倾角,用跨过定滑轮的细线将小车与托盘及砝码相连。选用d=　　　　(选填“5.00”或“1.00”) cm的遮光片,可以较准确地测量遮光片运动到光电门时小车的瞬时速度。 

(2)将小车自轨道右端由静止释放,从数字毫秒计分别读取遮光片经过光电门1、光电门2时的速度v1=0.40 m/s、v2=0.81 m/s,以及从遮光片开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间t=1.00 s,计算小车的加速度a=　　　　 m/s2(结果保留2位有效数字)。 

(3)将托盘及砝码的重力视为小车受到的合力F,改变砝码质量,重复上述步骤,根据数据拟合出a-F图像,如图乙所示。若要得到一条过原点的直线,实验中应　　　　(选填“增大”或“减小”)轨道的倾角。 

乙

(4)图乙中直线斜率的单位为　　　　(选填“kg”或“kg-1”)。 

2.(10分)(2025安徽卷)某实验小组通过实验探究加速度与力、质量的关系。

(1)利用图甲装置进行实验,要平衡小车受到的阻力。平衡阻力的方法是:调整轨道的倾斜度,使小车　　　　。(选填正确答案标号) 

甲

a.能在轨道上保持静止

b.受牵引时,能拖动纸带沿轨道做匀速运动

c.不受牵引时,能拖动纸带沿轨道做匀速运动

(2)利用图乙装置进行实验,箱体的水平底板上安装有力传感器和加速度传感器,将物体置于力传感器上,箱体沿竖直方向运动。利用传感器测得物体受到的支持力FN和物体的加速度a,并将数据实时传送到计算机。

乙

①图丙是根据某次实验采集的数据生成的FN和a随时间t变化的散点图,以竖直向上为正方向。t=4 s时,物体处于　　　　(选填“超重”或“失重”)状态;以FN为横轴、a为纵轴,根据实验数据拟合得到的a-FN图像为图丁中的图线 a。 

②若将物体质量增大一倍,重新进行实验,其a-FN图像为图丁中的图线　　　　。(选填“b”“c”或“d”) 

丙

丁

3.(12分)(2025山东临沂三模)某实验小组用图甲所示的装置探究“加速度与力和质量”的关系,打点计时器使用的交变电流频率为50 Hz,纸带每5个点取一个计数点,A、B、C、D、E为选取的连续5个计数点。已知重物质量为m,重力加速度为g,滑轮重力及绳与滑轮间的摩擦不计。

甲

乙

(1)本实验中,重物的质量　　　　(选填“需要”或“不需要”)远小于小车的质量。 

(2)依据图乙纸带计算,小车做匀加速运动的加速度大小为a=　　　　 m/s2(保留两位有效数字)。 

(3)若不计小车与水平面间的摩擦,则实验中弹簧测力计读数应为F=　　　　(用m、a、g表示)。 

(4)由于绳与滑轮间存在摩擦或存在空气阻力,实验中发现F的计算值总是略　　　　(选填“大于”或“小于”)弹簧测力计的读数。 

4.(16分)用如图甲所示的装置做探究小车的加速度与小车受力、小车质量的关系的实验。