高中物理复习试题：3-5实验探究加速度与力、质量的关系

1、甲B. 2.5 s后小车做变加速运动课时作业（十七）1.（多选）（2013江苏南京一模）将力传感器 A固定在光滑水平桌面上，测力端通过轻质水平细 绳与滑块相连，滑块放在较长的小车上.如图甲所示，传感器与计算机相连接，可获得力随时间变 化的规律.一水平轻质细绳跨过光滑的定滑轮，一端连接小车，另一端系砂桶，整个装置开始处于F-t图象如图乙所示.则静止状态.在滑块与小车分离前向砂桶里缓慢倒入细砂，力传感器采集的A. 2.5 s前小车做变加速运动6C. 2.5 s前小车所受摩擦力不变D. 2.5 s后小车所受摩擦力不变解析 由图乙可知，在2.5 s前，随砂桶拉力的增大，滑块和小车之间的摩擦力为静摩擦力

2、在A、C增大，到2.5 s时，滑块和小车之间的摩擦力达到最大静摩擦力，所以小车一直静止，选项 错误；2.5 s后随砂桶拉力增大，滑块和小车之间的摩擦力为滑动摩擦力保持不变，砂桶拉力增大, 所以合力增大，即加速度逐渐增大，选项 B、D正确.答案 BD2. （2013成都一模）（1）探究小车加速度与合力、质量关系的实验装置如图甲所示:若要探究小车加速度与合力的关系，应保持不变，分别改变施加在小车上的拉力 F测出相对应的加速度 a;把左端附有滑轮的长木板右端垫高，在没有拉力作用时，让小车拖着纸带以一定的初速度沿,就说明摩擦力木板运动，打点计时器在纸带上打出一系列计时点，如果相邻计时点间距 和小车重力

3、沿木板向下的分力平衡;（填选项序号字母）;下列实验操作，正确的是A.实验前，将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处B.实验前，将接好纸带的小车停在靠近滑轮处C.先接通电源，再使纸带运动D.先使纸带运动，再接通电源it Ui实验中打点计时器使用 50 Hz交流电源，在打出的纸带上选择5个计数点A、B、C、D、E,相邻两个计数点之间还有4个点没有画出，测出C点到A点、E点到C点的距离如图乙所示，则纸带的加速度 a=m/s2.答案（1）小车质量相等AC 3.003. （2013汕头质检）如图a为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.（1）平衡小车所受阻力的操作：取下 ,把木板不带滑轮的一端垫高；接通打点计

4、时器 电源，轻推小车，让小车拖着纸带运动.如果打出的纸带如图b所示，则应 （填“减小”或“增大”）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹 为止.（2）图c为研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”时所得的实验图象， 横坐标m为小车上祛码的质量.设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为 b,若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为，小车的质量为解析（1）平衡小车所受阻力时，需要将祛码取下，这样保证小车所受的合外力为绳子对小车 的拉力；图b反映了小车在做加速运动，即垫木垫高了，应减小木板的倾角，直到纸带打出的点迹 均匀为止.当小车上的祛码为零时，小车加速度为a=1/b,设小车的质量为 M

5、,则小车受到的拉力为 F= Ma=M/b;图中直线的函数关系为 -=km + b,根据牛顿第二定律 F = （m+M）a,可解得M=J, F ak1 k.答案 （1）祛码减小间隔相等（均匀）4. （2013郑州一模）为了 “探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图所示的实验装置.请思考探究思路并回答下列问题:（1）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取的做法是 A.将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动B.将木板带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动C.将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动D.将木板不带滑轮的一端适当

6、垫高，在不挂钩码的情况下使小车能够静止在木板上(2)在实验中，得到一条打点的纸带， 如图所示，已知相邻计数点间的时间间隔为T,且间距si、S2、S3、S4、S5、S6已量出，则小车加速度的表示式为a =；Q ABCD£* *-Il力 后 扁靠(3)有一组同学保持小车及车中的祛码质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他们在轨道水平和倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图所示.图线 是在轨道倾斜情况下得到的(选填“”或“”)；小车及车中的祛码总质量 m =kg.解析(1)为平衡滑动摩擦力，应使小车重力沿斜面的分力与滑动摩擦力相等，此时不能连接钩码，所以选C.(2)计算

7、加速度可由逐差法得到三个加速度再取平均值，此时误差较小.(3)轨道倾斜太大，即使没有钩码拉小车也将加速下滑，因此图线为轨道倾斜情况下得到的.由图线可得 mgsin 0 f=mao, Fi + mgsinO f = mai,可得质量为 0.5 kg.答案(1)CS4+S5+S6 Si + S2 + S3(2) 9T2 0.55 . (2013天津河东区高三总复习质量检测)研究物体运动的加速度与物体所受力的关系的实验 装置如图甲所示，实验的步骤如下：A .把一端带有定滑轮的长木板放在水平桌面上，使定滑轮伸出桌面.B.把打点计时器固定在长木板没有定滑轮的一端，并把打点计时器连接到电源上.C.把小车放

8、在长木板上并靠近打点计时器的地方，把纸带的一端固定在小车上且让纸带穿过 打点计时器.D.细线的一端固定在小车上并跨过定滑轮，另一端悬挂一祛码盘，调整滑轮的高度使滑轮和 小车间的细线与长木板平行.E.接通打点计时器电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一列小点.F.改变祛码盘中祛码的质量，更换纸带，重复上面步骤.G.根据纸带上打的点算出每次实验时小车的加速度，把每次实验时祛码和祛码盘的重力记录 在相应的纸带上.小军打点计时器位CT-Fh-11m甲H.以小车的加速度 a为纵坐标，细线的拉力 F(祛码和祛码盘的总重力)为横坐标，建立坐标 系，画出a-F图象得出加速度与力的关系.(1)上述操作步骤中明

9、显遗漏的步骤是 .(2)某同学画出的a-F图象如图乙所示，图 线不是直线的原因 可能 是答案(1)平衡摩擦力(2)没有满足祛码和祛码盘的总质量远小于小车的质量6 . (2013唐山一模)为了验证“当质量一定时，物体的加速度与它所受的合外力成正比”，用如图所示装置实验： 一端装有定滑轮的木板放在水平桌面上，木板上有一小车，其一端与打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与祛码连接.进行实验时，小车做匀加速运动，在纸 带上打出一系列的点迹.2j30 mn505(1 c-fp利用图中所示装置开始实验，其中有一个错误是(2)纸带记录了小车的匀变速运动，如图所示，图中两计数点间有四个点未画出.已

10、知打点计时器所用电源的频率为50 Hz,则小车运动的加速度 a=m/s2(保留1位有效数字).(3)如果实验操作过程没有错误，但在名大多数情况下，根据公式a = F计算出的加速度要比利用纸带测出的加速度大.其原因是 .解析(1)本实验验证牛顿第二定律，用祛码的重力代替滑块所受的合力，故应将长木板左端 垫高，以平衡摩擦力.X5 X1(2)计数点间的时间间隔 T= 0.1 s, X1 = 0.023 0 m, X5= 0.055 0 m, 2 = -42-=0.8 m/s2.(3)祛码随着小车加速运动时，处于失重状态，小车受到的拉力比祛码的重力小，导致理论值 比实际值大.答案(1)没有将长木板左端

11、垫高，平衡摩擦力(2)0.8(3)绳的拉力小于祛码的重力7 .如下图为用速度传感器和拉力传感器验证“质量一定时加速度与物体所受合外力成正比” 的实验装置示意图.浊以化建温枪力传感器i实验主要步骤如下：在长木板上 A、B两点各安装一个速度传感器，读出 A、B两点间的距离L;将拉力传感器固定在小车的左端，把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；接通电源，将小车自 C点释放，小车在细线拉动下运动.记录细线拉力F的大小以及小车经过A、B时的速率ya、vb;由运动学公式计算出小车的加速度 a,并将测得的拉力和加速度填入实验数据表格中；改变所挂钩码的数量，重复、的操作.实验数据表格如下:次数F/Na/(m s 2)10.600.8021.041.6831.422.4442.624.8453.005.72理论图线(1)由表中数据，在下图坐标纸上作出a-F实验图线(