理百所名校好题速递分项解析汇编(必修1)：(第02期)专题13实验：探究加速度与力、质量的关系(解析版

1、2016-2017学年高一物理（必修1）百所名校好题速递分项解析专题13实验=探究加速度与力，质量的关系1.【合肥一中2019学年第一学期高一年级段一考试物理试卷】为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为 3.0cm的遮光板，如图所示，滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为 ti=0.30s，通过第二个光电门的时间为t2=0.10s，遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为t=3.0s 试估算：遮光板通过第一个光电门时滑块的速度大小为，遮光板通过第二个光电门时滑块的速度大小为，滑块的加速度大小为（结果保留2位

2、有效数字）【答案】0.10m/s0.30m/s0.067m/s2【解析】试题分析：根据遮光条通过光电门的速度可以用平均速度代营得 通过第-个光电门的速度沪&气將皿通过第-个光电门的速度中匕二名二气护“咖U则加速度为：”二 m书J二战化:Ar3,0j考点：测定匀变速直线运动的加速度【名师点睛】光电门是一种可以测量物体瞬时速度的器材，它利用的基本原理是：极短时间 内的平均速度大小可以近似认为是该时刻的瞬时速度大小光电门的基本原理为：测量瞬时 速度时需要配一块挡光片初始时激光器发射的激光被传感器接收到，计时器不工作；挡光 片经过时挡住激光，计时器开始计时；挡光片离开后，激光再次被传感器接收到，计时器

3、就 停止计时通过这段时间和挡光片的尺寸就可以求出挡光片经过光电门时的瞬时速度大小,.再根据将挡光片固定在物体上则能测出物体的瞬时速度本题应注意计算过程中单位的换算2.【合肥一中2019学年第一学期高一年级段一考试物理试卷】利用打点计时器研究小车变速A、B、C、D、E、F六个计数直线运动的实验，得到如图所示的一条纸带，在纸带上共取了 点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出.从每一个计数点处将纸带剪开分成五条(分别叫a、b、c、d、e),将这五条纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xoy坐标系中，得到如图V- t关系的图象.已知打点计时所示的直方图，最后将纸条上端中心连起来，于是得到表示器的工作频率为

4、50Hz (1) 为表示V- t关系，图中的x轴对应的物理量是时间y轴对应的物理量是速度 V。若纸条C的长度为5.0cm，则图中t3为S, V3 为m/s;因为各纸条上端中心连线，所以可以直观的看出小车是做匀变速直线运动;(2)在纸带未剪断时，量出相邻的计数点之间的距离分别为scD=5.08cm、SDE=5.49cm、SEF=5.91cm .则小车的加速度SAB=4.22cm、a=m/s2，打下SBc=4.65cm、D点时小车的速度为 m/s (结果保留2位有效数字)【答案】(1)0.250.50一条倾斜直线(2)0.420.53【解析】试砸分析：第1）问中表示的是- r关系，團中的X轴对应的

5、物理量是时间O y*由对应的物理量是速度.若 纸条C的长度为5.0cm,由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔 NM,在C段前面还有两段，所以则图中fmm网。冋,2备r?日井!I的速度为：Vj = = 0.5W Jr o.k因为各紙条上端中心连线是一条倾斜直线所以可以直观的看出小车是做匀变速直线运胡i在奇数段的紙蒂中一般舍去前面的点因为刚幵始小车或S码的速度叽这样会造成谋差较丸所以一般対 了减小误差舍去前面的点。设B到C之间的距离为r以后各段分别为忑、忑、忌根据匀变速直线运动的 推论公式Ax-ar可決求出扣速度的大小，得：也-11=21 FXi -聖 F为了更抑

6、准确的求解加速度，曲们对两个加速度取平均值得：即小车运动的扣速度计算表达式: 4 =（百+也）J吃+切代入数抿得：a=0.42m.s-0.2根抿匀娈速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上D点时小车的3席时速 度大卜计等=3“呵曲亠沁故答案为：（1）0.25;0.5; 一条倾斜直线;0.42;0.533.【内蒙古赤峰二中2019学年高一上学期第二次月考物理试题】如图a所示为探究加速度与物体受力及质量的关系”的实验装置图。图中 A为小车，B为装有砝码的托盘,C为一端带有定滑轮的长木板，小车后面所拖的纸带穿过电火花打点计时器，打点计时器接50Hz交流电,每隔0.02秒打一

7、次点。小车的质量为 mi,托盘及砝码的质量为m2。下列说法正确的是OA. 长木板C必须保持水平B. 实验时应先释放小车后接通电源C. 实验中 m2应远小于 mi1D. 作a-丄图像便于行出加速度与质量关系miaF图像，可能是实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的图b中的图线。（选填甲、乙、丙”）计时点未画出，纸带旁边并排放着毫米刻度尺，零刻度点跟0计数点对齐;m/s2。（结果保留二位有效数图c为某次实验得到的纸带， 纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离，相邻计数点间还 有四个点没有画出。 由此可求得小车的加速度的大小是字）单偉：cm-2.40:2.S9【答案】（1）

8、CD;（ 2）丙；（3） 0.50【解析】（0实验中要平衡摩揀力，长木板的一端要垫高，故佥错误；为节省纸芾増加小车运行时间先接 通电源后松小车，故E错误J及托盘作为研究对象有段小车作为研究对象有T=Ma.联立获上 两式可得e議二;5；要使绳子拉力等于钩蹄重力即F故有9沁故C正确如果作出a-M g象，却难以根据图象确定a与Vr是否是成反比J所以我们可以作出日-二的S象，只要日丄的 mW2图象是正比例国数图象就证明了 a与M成反比例关系，故D正确j（2）没用平衡摩擦力，则当施加一定力时，苜先平衡摩攜力后才会产生加速度，通过图象知，当力F不为 零时，加速度为零故丙图对;（3 ）计数点之间有4个点未画

9、出，时间间隔为0上，有公式gP得: 厂 厂考点：探究加速度与物体受力及质量的关系【名师点睛】此题考查了探究加速度与物体受力及质量的关系实验；掌握好实验的步骤及实 验的原理很重要，对实验的注意事项及数据的处理也要做到明确和理解。4. 【江西省新余市第四中学2019学年高一上学期第一次段考】某同学在测小车加速度的实验中，电火花计时器使用交流电频率为50HZ,实验得到记录小车运动的纸带如图甲所示；该同学舍去纸带上太密集的点后，在纸带上选择标为06的计数点，相邻两个计数点间还有四个t*fct乙IS：(1) 电火花计时器使用的电源是：A.220V交流电 B. 36 V交流电 C. 6-8V交流电(2)每

10、两个相邻的计数点之间的时间间隔为S.(3) 该同学已经测出计数点1、3、5的速度，请你根据图甲中放大的图片计算2、4两个计数点的速度V2、V4(保留两位有效数字)，即V1=0.17m/s ,V2=m/s ,V3=0.27m/s ,V4=m/s ,V5=0.41m/s.1-5这5个计数点对应的速度值描(4)请根据上一步得到的结论，利用图乙所示的坐标系将a=在对应的位置上，并用尽可能合理的线拟合这些点，最后根据图像可求得小车的加速度m/s.【答案】(1) A (2) 0.1 ( 3) 0.22; 0.34 (4)图像如图；0.60 ( 0.57-0.63) 【解析】门)电火花计吋器ft用的电源是乜

11、0交溢电，故选A.(2) 因两个计数点之间还育4个点没有画出，故每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.02SXW.1S.V A 40x10-* R f 31M r-n JB 611 fg- To E4S巧心-I W.TT TB改变长木板倾斜程度,(1)为达到平衡阻力的目的， 取下细绳及托盘， 通过调整垫片的位置,根据打出的纸带判断小车是否做运动.O为小车运动起始F、G.实验时小车所受拉(2) 连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图乙所示的纸带纸带上时刻所打的点，选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点 A、B、C、D、E、力为0.2 N,小车的质量为0.2 kg.请计算小车所受合外力做的功W和小

12、车动能的变化 血，补填表中空格(结果保留至小数点后第三位).0 BO CO DO EO FW/J0.0430.0570.0730.091圧k/J0.0430.0570.0730.090分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内W=血，与理论推导结果一致.一一_3(3)实验前已测得托盘质量为7.7 X 10 kg,实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为 kg.(g=9.8 m/s2，结果保留至小数点后第三位)【答案】(1)匀速直线 ；(2) 0.112(0.110 0.113),0.110(3) 0.015(0.012 0.016)【解析】为保证拉力等于小车受到的合力，需平衡摩撫加 即将长木板左端

13、适当垫高，轻推小车，小车 做匀速直线运动;拉力的功为：IT =严耳丁 = 0.2VxOi5575w = 0.1127 ;尸点的瞬时速度为:=竺晋M飞； J.2xOLb故F点的动能为：毘尸*旳4”0宀皿斤皿12 J磁码盘和誌码整体受重力和拉尢I,从0到F过程运用动能定理，有：（时十曲-巧工丁 =十町注J 代入数解得：同= 03,炬;考点：探究加速度与物体质量、物体受力的关系【名师点睛】为保证拉力等于小车受到的合力，需平衡摩擦力；合力的功等于拉力与位移的 乘积；F点速度等于EG段的平均速度，求解出速度后再求解动能；对砝码盘和砝码整体从 到F过程运用动能定理列式求解即可。6. 【湖北省天门市、仙桃市

14、、潜江市 2019学年高一下学期期末考试】（8分）某实验小组用DIS来研究物体加速度与力的关系，实验装置如图甲所示. 其中小车和位移传感器的总质量为M，所挂钩码总质量为 m,轨道平面及小车和定滑轮之间的绳子均水平，不计轻绳与滑轮之间的摩擦及空气阻力，重力加速度为g.用所挂钩码的重力 mg作为绳子对小车的拉力 F，小车位移传感器（发射器） 位移传感器（接收器）鬥加速度为a,通过实验得到的a-F图线如图乙所示.轨道甲（1）（单选题）保持小车的总质量M不变，通过改变所挂钩码的质量m,多次重复测量来研究小车加速度a与F的关系.这种研究方法叫.（填下列选项前的字母）A .微元法B .等效替代法C.控制变量法D .科学抽象法（2）若m不断增大，图乙中曲线部分不断延伸，那么加速度a趋向值为（3）由图乙求出 M =kg ;水平轨道对小车摩擦力f=N.【答案】(1)