高考冲刺届高考物理实验专项练习二探究加速度与力质量的关系Word格式.docx
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D.平衡小车与长木板间的摩擦力
2.利用图中装置“研究匀变速直线运动”时,将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图乙所示,每相邻两个计数点间还有4个点未画出.
①图乙中标出的相邻两计数点间的时间间隔T=_________s;
②计数点E对应小车的瞬时速度大小计算式为
___________（时间间隔用T表示）;
③为了充分利用记录的数据并减小误差,小车加速度大小的计算式应为
____________（时间间隔用T表示）.
某同学在利用图甲装置“探究小车的加速度a与所受拉力F的关系”时,保持小车质量一定,改变钩码个数,在长木板水平及倾斜两种情况下分別进行实验,得到了两条
图线,如图丙所示.图线___________（填“①”或“②”）是在长木板倾斜情况下得到的,小车的质量M=___________kg.
2、图为探究物体运动加速度与物体质量、物体受力关系的实验装置，砂和砂筒质量用m表示，小车质量和砝码用M表示，小车运动加速度用a表示．
（1）实验过程中首先需要平衡小车受到的摩擦力，长木板抬起的角度与小车的质量_______（选填有关、无关）
（2）在探究加速度与小车受力关系过程中，甲和乙两小组分别用下列两组数据进行实验操作，其中你认为合理的是__________（选填甲或乙）
M甲=500gM乙=500g
甲m（g）
20
22
24
26
乙m（g）
30
40
50
（3）在探究加速度与小车质量关系过程中，应该保持__________不变,通过增减小车中砝码改变小车质量M，实验测出几组a、M数据，下列图线能直观合理且正确反映a与M关系的是____________．
3、用图甲所示装置“探究小车加速度与力、质量的关系”。
请思考并完成相关内容:
（1）实验时,为平衡摩擦力,以下操作正确的是（
）
A.平衡摩擦力时,应将空砂桶用细线跨过定滑轮系在小车上,让细线与长木板平行
B.平衡摩擦力时,应将纸带连接在小车上并穿过打点计时器
C.每次改变小车质量时,不需要重新平衡摩擦力
D.实验时,应先释放小车,再接通电源
（2）图乙是实验得到的一条纸带,已知相邻两计数点间还有四个计时点未画出,打点计时器所用电源频率为50Hz,由此求出小车的加速度a=_____m/s2（计算结果保留3位有效数字）。
（3）一组同学在保持木板水平时,研究小车质量一定的情况下加速度a与拉力F的关系,得到如图丙中①所示的图线,则小车运动时受到的摩擦力Ff=_____N,小车的质量M=_____kg。
若该组同学正确完成了
（1）问中的步骤,得到的a-F图线应该是图丙中的_____（选填“②”、“③”或“④”）
4、用图甲所示装置探究物体的加速度与力的关系。
实验时保持小车（含车中重物）的质量M不变，细线下端悬挂钩码的总重力mg作为小车受到的合力F，用打点计时器测出小车运动的加速度a.
（1）为了让细线下端悬挂钩码的总重力作为小车受到的合力F，需满足的条件是
（2）关于实验操作，下列说法正确的是。
A.实验前应调节滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行
B.平衡摩擦力时，在细线的下端悬挂钩码，使小车在线的拉力作用下能匀速下滑
C.每次改变小车所受的拉力后都要重新平衡摩擦力
D.实验时应先接通打点计时器电源，后释放小车
（3）图乙为实验中打出纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出，测出各计数点到A点间的距离。
已知所用电源的频率为50Hz，打B点时小车的速度v=m/s，小车的加速度a=____
（结果保留两位有效数字）
（4）改变细线下端钩码的个数，得到a-F图象如图丙所示，造成图线上端弯曲的原因可能是。
5、图甲所示为某实验小组测量A、B两个箱子质量的装置图,其中D为铁架台,E为固定在铁架台上的轻质定滑轮（质量和摩擦可忽略）,F为光电门,C为固定在A上、宽度为d的细遮光条（质量不计）。
此外该实验小组还准备了砝码一套（总质量
=1kg）和刻度尺等,请在以下实验步骤中按要求作答:
1.在铁架台上标记一位置O,并测得该位置与光电门之间的高度差h。
2.取出质量为m的砝码放在A中,剩余砝码都放在B中,让A从位置O由静止开始下降。
3.记录下遮光条通过光电门的时间t,根据所测数据计算出A下落到F处的速率v=____;
下落过程中的加速度大小a=______。
4.改变m重复23步骤,得到多组m及a的数据,作出____（填“a-m”或“
”）图像如图乙所示（图中横、纵坐标物理量的单位均采用国际制单位）
5.由图像可得,A的质量
=____kg,B的质量
=____kg（保留两位有效数字,重力加速度大小g取10
）
6、某同学在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,采用如图甲所示的装置。
1.本实验应用的实验方法是（）
A.控制变量法
B.假设法
C.理想实验法
2.下列说法正确的是（）
A.在探究加速度与质量的关系时,应改变小车所受拉力的大小
B.在探究加速度与合外力的关系时,应改变小车的质量
C.在探究加速度与质量的关系时,作出
图像更容易直观判断出二者间的关系
D.无论在什么条件下,细线对小车的拉力大小总等于砝码盘和砝码的总重力大小
3.在探究加速度与力的关系时,若取小车的质量M=0.5kg,改变砝码质量m.的值,进行多次实验,以下m的取值最不合适的一个是（）
A.m=4gB.m=10gC.m=40gD.m=500g
在平衡小车与长木板之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示。
计时器打点的时间间隔为0.02s。
从比较清晰的点起，每5个间隔取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离，根据图中给出的数据求出该小车的加速度a=_____m/S2（结果保留2位有效数字）。
如图丙所示为该同学在探究加速度a与力F的关系时，根据测量数据作出的a-F图像，说明实验存在的问题是_____
7、如图所示为“探究加速度与物体所受合外力关系”的实验装置图。
图中小车A的质量为
，连接在小车后的纸带穿过电火花打点计时器B（频率50赫兹），它们均置于水平放置一端带有定滑轮且足够长的木板上，重物p的质量为
，C为测力传感器，实验时改变p的质量，可以读出测力器不同读数F，不计绳与滑轮的摩擦。
（1）为了减小长木板对小车摩擦力的影响，必须先（填“挂”或者“不挂”）重物p，在长木板远离滑轮的一端下面垫一块木块，反复移动木块的位置，用手轻推小车，直到打点计时器打出一系列
（填“间距相同”或者“间距不同”）的点。
（2）下列说法正确的是（填选项前的字母）
A．电火花打点计时器应接4～6V低压交流电源
B．实验时应先接通电源后释放小车
C．实验中
应远小于
D．测力计的读数始终为
（3）下图为某次实验得到的纸带（图中相邻两点间有4个点未画出），由此可求得小车加速度的大小是
，在打点计时器打出B点时，小车的速度大小为m/s。
（计算结果均保留两位有效数字）
8、某实验小组应用如图所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为
，所挂砝码质量为
，打点计时器所接的交流电的频率为50Hz，动滑轮轻质。
实验步骤如下：
A.按图所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；
B.调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；
C.挂上钩码，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；
D.改变钩码的数量，重复步骤C，求得小车在不同合力作用下的加速度。
根据以上实验过程，回答以下问题：
（1）对于上述实验，下列说法正确的是_____________。
A.钩码的质量应远小于小车的质量B.实验过程中钩码处于超重状态
C.与小车相连的轻绳与长木板一定要平行D.弹簧测力计的读数应为钩码重力的一半
（2）实验中打出的其中一条纸带如图所示，由该纸带可求得小车的加速度a=_________
（3）由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象，与本实验相符合的是_____________。
A.
B.
C.
D.
（4）实验时，某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，若轨道水平，他测量得到的
图象如图，设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则小车与木板间的动摩擦因数u=____
答案以及解析
1答案及解析：
答案：
1.AB2.①0.1②
③
3.①0.5
解析：
1.利用图甲装置“研究匀变速直线运动”时,细线必须与长木板平行,选项A正确;
先接通电源再释放小车,从而能充分利用纸带,选项B正确;
小车的质量没必要远大于钩码的质量,选项C错误;
小车能做匀加速运动即可,没必要平衡小车与长木板间的摩擦力,选项D错误.
2.①图中标出的相邻两计数点间的时间间隔
;
③为了充分利用记录的数据并减小误差,根据
得小车加速度大小的计算公式应为
.
2.分析图丙中图线①,当
时,
.也就是说当细线上没有拉力时小车就有加速度,由此可知,该同学实验操作中平衡摩擦力过度,即倾角过大,平衡摩擦力时木板的右端垫得过高.所以图线①是在长木板右侧抬高成为斜面情况下得到的,图线②是在长木板水平情况下得到的.根据
得
所以小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图线的斜率等于小车质量的倒数.由图丙得加速度a和所受拉力F的关系图线的斜率
所以小车质量
2答案及解析：
（1）无关;
（2）乙;
（3）砂和砂筒质量，C
（1）做该实验需要平衡摩擦力，所以在长木板不带定滑轮的一端下面垫一木块，反复移动木块的位置，让小车做匀速直线运动，此时满足：
mgsinθ=μmgcosθ，由等式可知，平衡摩擦力时，与小车的质量无关。
（2）在在探究加速度与小车受力关系实验的过程中，测量的数据要有明显的变化，才能使实验更有说服力。
从表格中的数据来看，甲的实验过程中拉力的大小变化很小，则加速度的变化也会很小，这样的实验误差可能会比较大，是不合理的。
相比之下，乙的数据更合理。
（3）在研究加速度跟小车质量M的关系时，保持砂和砂筒质量m不变，改变小车质量M，在小车质量M远大于砂筒及砂筒中砂质量m时，即当满足
时,可以认为小车受到的拉力（合力）
此时加速度a与小车质量M成反比,与拉力成正比,以
横轴,a为纵轴,则
图象应是过原点的直线,当小车质量M不远大于重物质量m时,小车受到的拉力明显小于重物重力,
图象向下弯曲。
故选：
C.
3答案及解析：
1.BC;
2.0.906;
3.0.08;
0.16;
③
1.平衡摩擦力时，取下砂桶，将纸带连接在小车上并穿过打点计时器，适当调整木板右端的高度，直到小车被轻推后沿木扳匀速运动，B正确，A错误。
每次改变小车质量时，不需要重新平衝摩擦力，C正确；
实验时，应先接通电源，再释放小车，D错误。
2.运用逐差法可得
。
3.根据题图丙中①知，当F>
0.08N时，小车才开始运动，可知小车运动时受到的摩擦力Ff=0.08N,图线的斜率表示质量的倒数，则
平衡摩擦力后,a与F成正比，图线的斜率不变，故正确图线为③。
4答案及解析：
（1）M>
>
m
（2）AD；
（3）0.32；
0.93；
（4）随所挂砝码质量m的增大，不满足M>
m。
（2）A、调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，否则拉力不会等于合力，故A正确；
B.在调节模板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，不应悬挂钩码，故B错误；
C.由于平衡摩擦力之后有Mgsinθ=μMgcosθ，故tanθ=μ.所以无论小车的质量是否改变，小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面的分力，
改变小车质量即改变拉小车拉力，不需要重新平衡摩擦力，故C错误；
D.打点计时器要“早来晚走”，即实验开始时先接通打点计时器的电源待其平稳工作后再释放木块，而当实验结束时应先控制木块停下再停止打点计时器，故D正确；
选择：
AD
（4）随着力F的增大，即随所挂钩码质量m的增大，不能满足M>
m，因此曲线上部出现弯曲现象。
5答案及解析：
3.
;
4.a-m5.3.0kg;
1.0kg
3.由很短时间内的平均速度近似等于瞬时速度可知，
；
由匀变速直线运动的速度位移公式得：
，解得：
4.由牛顿第二定律得：
，所以应作出a-m的图象；
5.图象斜率为：
，截距为：
，联立解得：
6答案及解析：
1.A;
2.C;
3.D;
4.0.16;
5.平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力
1.本实验应用的实验方法是控制变量法,故选A。
2.在探究加速度与质量的关系时,应保持小车所受拉力的大小不变,选项A错误;
在探究加速度与合外力的关系时,应保持小车的质量不变,选项B错误;
在探究加速度与质量的关系时,作出
图像更容易直观判断出二者间的关系,选项C正确;
只有在满足小车的质量远大于砝码及砝码盘的总质奎时,细线对小车的拉力大小才近似等于砝码盘和砝码的总重力大小,选项D错误
3.实验中应该使小车的质量远大于砝码及砝码盘的总质量,这样细线对小车的拉力大小才近似等于砝码盘和砝码的总重力大小,故选项D是m取值最不合适的一个。
4.小车的加速度：
5.由图线可知,当力F达到一定值时,小车才有加速度,原因是平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力。
7答案及解析：
（1）不挂;
间距相同
（2）B（3）2.0;
0.56
（1）平衡摩擦力时需要小车不受外力匀速运动，所以需要不挂重物直到打点计时器打出间距均匀的点
8答案及解析：
（1）C
（2）0.88（3）A（4）b/kg
（1）A、由图示实验装置可知，测力计可以测出细线对小车的拉力，实验不需要满足砝码的质量应远小于小车的质量，故A错误；
B.实验过程中砝码向下加速运动，砝码处于失重状态，故B错误；
C.为使小车受到的拉力等于细线的拉力，应调节滑轮的高度使与小车相连的轻绳与长木板一定要平行，故C正确；
D.实验过程中，砝码向下加速运动，处于失重状态，故弹簧测力计的读数小于砝码和砝码盘总重力的一半，故D错误；
（2）由图示纸带可知，相邻两个计数点之间的时间间隔：
t=5×
0.02=0.1s，
由匀变速直线运动的推论
可知加速度:
a
（3）由图示只有装置可知，实验前已经排好摩擦力，小车受到的拉力F可以由弹簧测力计测出，
小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系应该是成正比，即为过原点的一条倾斜直线，由图示可知，A符合实际；
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