（全國通用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 微專題27 實驗：探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系加練半小時（含解析）

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1、實驗：探究加速度與力，質(zhì)量的關(guān)系 [方法點撥]　(1)實驗方法：控制變量法；(2)數(shù)據(jù)處理：圖象法. 1.(2018·山西省孝義市第一次模擬)圖1所示為“探究加速度與物體所受合力的關(guān)系”的實驗裝置.圖中A為小車，連接在小車后面的紙帶穿過打點計時器B，它們均置于一端帶有定滑輪的足夠長的木板上，P為鉤碼，C為彈簧測力計，繩與滑輪間的摩擦可以忽略. 圖1 (1)實驗時一定要進行的操作是________(填選項前的字母). A.一端帶有定滑輪的長木板必須保持水平 B.小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄彈簧測力計的示數(shù) C.改變P的質(zhì)量，打出幾條紙帶

2、D.為減小誤差，實驗中一定要保證P的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量 (2)按實驗裝置(長木板水平放置)完成實驗，以彈簧測力計的示數(shù)F為橫坐標，以加速度a為縱坐標，圖2中畫出的a－F圖象可能正確的是________(填選項字母).若測出的a－F圖象的斜率為k，則小車的質(zhì)量為________. 圖2 2.(2018·湖北省黃岡市質(zhì)檢)利用如圖3甲所示的實驗裝置探究加速度與合外力的關(guān)系，實驗中認為細繩對木塊的拉力等于砝碼和砝碼桶的總重力，請思考探究思路并回答下列問題. 圖3 (1)下列做法正確的是________.(填字母代號) A.在找不到合適的學(xué)生電源的情況下，可以使用四節(jié)干電

3、池串聯(lián)作為打點計時器的電源 B.平衡摩擦力的方法是在砝碼桶中添加砝碼，使木塊能拖著紙帶勻速滑動 C.調(diào)節(jié)滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行 D.實驗時，先接通打點計時器的電源再放開木塊 (2)如圖乙所示，是掛上砝碼桶，裝入適量砝碼，按實驗要求打出的一條紙帶，A、B、C、D、E是紙帶上選取的五個計數(shù)點，相鄰兩個計數(shù)點之間還有四個計時點未畫出，用刻度尺測出各計數(shù)點到A點之間的距離，已知打點計時器接在頻率為50Hz的交流電源兩端，其中打出計數(shù)點“C”時木塊的速度vC＝_________m/s，木塊的加速度a＝________m/s2(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字). (3)實驗時改變砝

4、碼及砝碼桶的總質(zhì)量m，分別測量木塊在不同外力作用下的加速度a，根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)畫出a－m關(guān)系圖象，如圖丙實線所示，此圖象的上端明顯偏離直線，造成此現(xiàn)象的主要原因可能是________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ 3.(2018·山東省菏澤市上學(xué)期期末)甲、乙兩同學(xué)在同一實驗室做“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實驗. 圖4 (1)“探究加速度與物

5、體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實驗裝置如圖4甲所示，在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖乙所示，計時器所用交流電源的頻率為50Hz，從比較清晰的點起，每5個點取一個計數(shù)點，量出相鄰計數(shù)點之間的距離，該小車的加速度為________m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字). (2)兩同學(xué)各取一套圖示的裝置放在水平桌面上，設(shè)小車的質(zhì)量為m，在沒有平衡摩擦力的情況下，研究加速度與拉力F的關(guān)系，分別得到圖丙中甲、乙兩條直線，圖線斜率為________，則甲、乙用的小車與木板間的動摩擦因數(shù)的關(guān)系為μ甲________μ乙.(選填“大于”“小于”或“等于”) 答案精析 1.(1)BC　(2

6、)A　 解析　(1)該實驗要平衡摩擦力，一端帶有定滑輪的長木板要傾斜，故A項錯誤；為提高打點的個數(shù)，小車靠近打點計時器，打點計時器的使用要先接通電源后釋放小車，故B項正確；改變P的質(zhì)量，打出幾條紙帶，得到不同拉力作用下的加速度，故C項正確；由于該實驗中小車是在繩的拉力下加速運動，此拉力可由測力計示數(shù)獲得，不需要用重物的重力代替，則不要求重物質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量，故D項錯誤. (2)若沒有平衡摩擦力，則當(dāng)F≠0時，a＝0；也就是說當(dāng)繩子上有拉力時小車的加速度還為0；且實驗中物體的加速度與合外力成正比，圖線應(yīng)為直線，所以a－F圖象可能正確的是圖線A. 據(jù)牛頓第二定律F－Ff＝ma，解得a＝－，

7、 對比圖象可得＝k，則小車質(zhì)量m＝. 2.(1)CD　(2)0.54　1.0 (3)砝碼與砝碼桶的總重力與木塊的重力差距不大或砝碼和砝碼桶的總質(zhì)量m太大，細繩的拉力不再等于mg或砝碼和砝碼桶的總質(zhì)量不再滿足遠小于木塊質(zhì)量 解析　(1)打點計時器必須要使用交流電源，故選項A錯誤；平衡摩擦力的方法是不掛砝碼桶，讓小車拖著紙帶在木板上勻速運動，選項B錯誤；調(diào)節(jié)滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行，以減小實驗的誤差，選項C正確；實驗時，先接通打點計時器的電源再放開木塊，選項D正確. (2)打出計數(shù)點“C”時木塊的速度為 vC＝＝m/s＝0.54m/s 加速度： a＝＝m/s2≈1.0m/s2 (3)造成圖象上端明顯偏離直線的主要原因可能是：砝碼與砝碼桶的總重力與木塊的重力差距不大或砝碼和砝碼桶的總質(zhì)量m太大，細繩的拉力不再等于mg或砝碼和砝碼桶的總質(zhì)量不再滿足遠小于木塊質(zhì)量. 3.(1)0.15　(2)　大于 解析　(1)每5個點取一個計數(shù)點，則T＝0.1s，連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差為：Δx＝0.15cm，根據(jù)Δx＝aT2得小車的加速度：a＝＝m/s2＝0.15m/s2 (2)根據(jù)牛頓第二定律得：F－μmg＝ma， a＝－μg，可知圖線斜率為； 縱軸截距的絕對值為μg，由圖線可知μ甲g>μ乙g，所以μ甲>μ乙. 5