第4章 专题强化练9 牛顿第二定律在动力学实验中的应用（Word同步练习）-【学而思】2026-2027学年高一物理必修第一册分层练习（人教版 江苏北京专版）

第四章　运动和力的关系

专题专项练

专题强化练9　牛顿第二定律在动力学实验中的应用

题组一　探究加速度与力、质量的关系

1.(2026山西朔州模拟)如图甲所示是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。

 　

(1)为了满足实验中的两个近似条件,使槽码的总重力mg可近似等于细线对小车的拉力,对应的操作是　　　　;使细线的拉力可近似作为小车所受的合力,对应的操作是　　　　。(填对应标号) 

A.调整长木板上滑轮的高度,使细线与长木板平行

B.补偿小车受到的阻力

C.槽码的总质量m应远小于小车和车上砝码的总质量M

(2)图乙是某同学在实验中得到的一条纸带,相邻两个计数点间还有四个点未画出,实验中交流电源的频率是50 Hz,则小车的加速度大小为　　　　m/s2。(结果保留3位有效数字) 

(3)若某次实验中,没有使槽码的总质量m远小于小车和车上砝码的总质量M,其他实验操作均正确。改变小车和车上砝码的总质量M,重复操作得到多组数据,以小车和车上砝码的总质量M为横坐标、小车加速度的倒数为纵坐标,A、B两组同学得

到的-M图像如图丙所示(b为已知量)。由图丙可知,小车和车上砝码的总质量M越大,小车的加速度a越　　　　(选填“大”或“小”);若该实验验证了牛顿第二定律,则当地的重力加速度大小为　　　　(用b表示),B组所用槽码的总质量m比A组的更　　　　(选填“大”或“小”)。 

2.(2026江苏南通海安高级中学月考)为了探究物体质量一定时加速度与力的关系,小张同学设计了如图甲所示的实验装置。其中M为小车的质量,m0为沙和沙桶的总质量。一轻绳跨过轻质定滑轮和动滑轮,一端连接沙桶,另一端连接力传感器,力传感器可测出轻绳中的拉力大小。

(1)实验过程中,下列操作正确的是　　　　。 

A.调整长木板左端的定滑轮,使得轻绳与长木板平行

B.在不挂沙桶的前提下,将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力

C.小车靠近打点计时器,先释放小车,再接通电源

D.为减小误差,实验中要保证沙和沙桶的总质量m0远小于小车的质量M

(2)小张同学在实验中打出的纸带如图乙所示,图中相邻两计数点间还有4个点未画出,打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz,则小车的加速度大小为　　　　m/s2。(结果保留2位有效数字) 

　

(3)小张同学控制小车质量一定,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图线是一条直线,如图丙所示,图线与横轴的夹角为θ,求得图线的斜率为k,则小车的质量为　　　　。 

A.　　　B. tan θ　　　C.　　　D.

(4)小张同学不断增加沙子质量重复实验,发现小车的加速度最后会趋近于某一数值,从理论上分析可知,该数值应为　　　m/s2(g取10 m/s2)。 

题组二　测量动摩擦因数

3.(2026辽宁名校联盟联考)某实验小组用如图所示的装置测量木块(包括上面的遮光片)的质量M和木块与木板之间的动摩擦因数μ。将木板放置在水平桌面上,并固定好光电门和光滑轻质定滑轮。在木块上固定一个遮光片,遮光片宽度为d。将木块放在远离定滑轮的一侧,系上轻质细线,细线跨过定滑轮,另一端连接力传感器,传感器下方系上砝码盘,调节滑轮高度使细线与木板平行。测量出遮光片到光电门的初始距离为L,将砝码放入砝码盘中,木块在木板上从静止开始做匀加速直线运动,遮光片通过光电门的遮光时间记作t。保持遮光片到光电门的初始距离L不变,改变砝码盘中砝码的个数,记录相应的力传感器示数F和遮光时间t,再利用图像法进行数据处理。(空气阻力忽略不计,重力加速度为g)