2023-2024屆高考一輪復(fù)習(xí)物理教案（新教材人教版）第三章運(yùn)動和力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)四探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)四探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

【目標(biāo)要求】1.理解實(shí)驗(yàn)的原理，明確實(shí)驗(yàn)過程并能進(jìn)行數(shù)據(jù)處理2了解實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)，會

對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行誤差分析.3.能用創(chuàng)新改進(jìn)后的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn).

實(shí)驗(yàn)技能儲備

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

(1)學(xué)會用控制變量法研究物理量之間的關(guān)系.

(2)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系.

(3)掌握利用圖像處理數(shù)據(jù)的方法.

2.實(shí)驗(yàn)器材

小車、槽碼、細(xì)繩、一端附有定滑輪的長木板、墊木、打點(diǎn)計(jì)時器、學(xué)生電源、導(dǎo)線、紙帶、

天平、刻度尺、坐標(biāo)紙等.

3.實(shí)驗(yàn)原理

(1)保持質(zhì)量不變，探究加速度與合外力的關(guān)系.

(2)保持合外力不變，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系.

(3)作出a—尸圖像和。一《圖像，確定α與尸、的關(guān)系.

4.實(shí)驗(yàn)過程

(1)測量：用天平測量槽碼的質(zhì)量和小車的質(zhì)量機(jī)

(2)安裝：按照如圖所示裝置把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，只是不把懸掛槽碼的細(xì)繩系在小車上(即不給

小車牽引力).

(3)補(bǔ)償阻力：在長木板不帶定滑輪的一端下面墊上墊木，使小車能勻速下滑.

(4)操作：①槽碼通過細(xì)繩繞過定滑輪系于小車上，先接通電源后放開小車,斷開電源，取下

紙帶，編號碼.

②保持小車的質(zhì)量機(jī)不變，改變槽碼的質(zhì)量〃，'，重復(fù)步驟①.

③在每條紙帶上選取一段比較理想的部分，計(jì)算加速度a.

④描點(diǎn)作圖，作〃一尸的圖像.

⑤保持槽碼的質(zhì)量機(jī)'不變，改變小車質(zhì)量S,重復(fù)步驟①和③，作圖像.

5.數(shù)據(jù)處理

(1)利用逐差法或v-t圖像法求a.

(2)以。為縱坐標(biāo)，尸為橫坐標(biāo)，描點(diǎn)、畫線，如果該線為過原點(diǎn)的直線，說明“與尸成正比.

(3)以。為縱坐標(biāo)，(為橫坐標(biāo)，描點(diǎn)、畫線，如果該線為過原點(diǎn)的直線，就能判定“與加成

反比.

6.注意事項(xiàng)

(1)開始實(shí)驗(yàn)前首先補(bǔ)償阻力：適當(dāng)墊高木板不帶定滑輪的一端，使小車的重力沿斜面方向的

分力正好補(bǔ)償小車和紙帶受到的阻力.在補(bǔ)償阻力時,不要把懸掛槽碼的細(xì)繩系在小車上，

讓小車?yán)┻^打點(diǎn)計(jì)時器的紙帶勻速運(yùn)動.

(2)實(shí)驗(yàn)過程中不用重復(fù)補(bǔ)償阻力.

(3)實(shí)驗(yàn)必須保證的條件：m》m：

(4)一先一后一按：改變拉力或小車質(zhì)量后，每次開始時小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時器,并應(yīng)先

接通電源,后釋放小車,且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車.

7.誤差分析

(1)實(shí)驗(yàn)原理不完善：本實(shí)驗(yàn)用槽碼的總重力代替小車的拉力，而實(shí)際上小車所受的拉力要小

于槽碼的總重力.

(2)補(bǔ)償阻力不準(zhǔn)確、質(zhì)量測量不準(zhǔn)確、計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離測量不準(zhǔn)確、紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木板

平行都會引起誤差.

考點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)

[例I](2023?浙江上虞市模擬)在“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中.

(1)在圖甲中軌道上安裝的水平儀，在補(bǔ)償小車受到的阻力時，能不能用于判斷阻力是否補(bǔ)償？

(填“能”或“不能”)；當(dāng)水平儀的氣泡處于圖示位置時，假設(shè)要調(diào)節(jié)“端螺母，

則應(yīng)使〃端螺母(填“升高”或“降低”)；

甲

(2)圖乙為實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶，圖中相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)未畫出，打點(diǎn)計(jì)時器頻率為50Hz,

則打點(diǎn)計(jì)時器在打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時小車的速度為m/s；（保留兩位有效數(shù)字）

234567?

.........:叫““IW:叫..f

I1I1I1I1IIIPTPTrTTTTTrlTIIIII1I1I1I1I1I1I

0123456789IOll121314151617181920∣cm

乙

⑶根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)得到加速度與力的關(guān)系如圖丙中實(shí)線所示，虛線為過原點(diǎn)的傾斜直

線.為減小實(shí)驗(yàn)誤差，細(xì)線下端所掛重物的質(zhì)量不超過.（填選項(xiàng)前字母）

A.IOgB.22g

C.40gD.50g

a∕(m?s-2)

00.10.20.30.40.50.6FN

丙

答案（1）不能降低（2）（3）B

解析（1）水平儀只能判斷軌道是否是水平的，不能用于判斷阻力是否補(bǔ)償；當(dāng)水平儀的氣泡

處于題圖所示位置時，應(yīng)使“端螺母降低；

（2）打點(diǎn)計(jì)時器在打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時，小車的速度為。5=芳=?~"I。m∕s=m/s;

（3）由圖像可知，當(dāng)重物的重力大于N時圖線出現(xiàn)了彎曲，則實(shí)臉時應(yīng)該使得細(xì)線下端所掛

重物的質(zhì)量不超過22g,故選B.

【例2】（2023?浙江Z20聯(lián)盟聯(lián)考）如圖為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置示意圖.圖

中打點(diǎn)計(jì)時器的電源為50Hz的交流電源.在小車質(zhì)量未知的情況下研究“在外力一定的條

件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”.

（1）完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：

①補(bǔ)償小車所受的阻力：去掉繩子和小吊盤，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到打

點(diǎn)計(jì)時器打出一系列的點(diǎn).

②按住小車，在小吊盤中放入適當(dāng)質(zhì)量的物塊，在小車中放入祛碼，為了保證在改變小車中

祛碼的質(zhì)量時，小車所受的拉力近似不變，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)滿足的條件是

③打開打點(diǎn)計(jì)時器電源，釋放小車，獲得帶點(diǎn)的紙帶，在紙帶上標(biāo)出小車中祛碼的質(zhì)量機(jī)

④按住小車，改變小車中祛碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟③.

⑤在每條紙帶上清晰的部分,每5個計(jì)時點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn).測量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離SI、S2、….

求出與不同相對應(yīng)的加速度a.

⑥以祛碼的質(zhì)量m為橫坐標(biāo)，!為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上作出:一〃?關(guān)系圖線.

（2）根據(jù)上述操作完成下列填空:

①由圖甲中的數(shù)據(jù)求得小車加速度的大小a=m?2（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）.

②圖乙中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為6,則小車受到的拉力為,小車的質(zhì)量

為.（均用鼠b表示）

答案⑴①間距相等②遠(yuǎn)小于小車和祛碼的總質(zhì)量（2）①（?均可）②I?

解析（1）①當(dāng)紙帶上打出間距相等的點(diǎn)時，說明紙帶做勻速直線運(yùn)動.

②以整體為研究對象：以小車及車上祛碼為研究對象：Fi,=M^a,聯(lián)

立解得

FM車m枷gm物g

"M車+相構(gòu)I機(jī)揚(yáng).

1+-

M車

為保證小車所受拉力近似不變，應(yīng)滿足小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和遠(yuǎn)小于小車和底碼的總

質(zhì)量.

⑵①由Δx=αF可知，

$2-$1(5—5)—(5—5)

片透=m∕s2=m∕s2.

1?17M\

②對小車和石去碼，根據(jù)牛頓第二定律可知尸=（M+m）4,變形為-=石+下，故-與加為一次函

ClΓΓCl

數(shù)關(guān)系，

根據(jù)題意可知：fc=?,b=%

ΓΓ

解得：F=τ,M=Fb=S

κκ

考點(diǎn)二探索創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

考向1實(shí)驗(yàn)器材的創(chuàng)新

【例3】(2023?浙江舟山市舟山中學(xué)模擬)某同學(xué)利用“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)器材測量滑

塊和長木板之間的動摩擦因數(shù).如圖甲所示，帶滑輪的長木板水平放置，力傳感器固定在墻

上，輕繩分別跨過固定在滑塊和長木板末端的滑輪，與力傳感器和砂桶連接.在砂桶重力作

用下滑塊沿長木板做勻加速直線運(yùn)動，滑塊右側(cè)紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時器打出一系列點(diǎn)跡，輕繩

拉力可由傳感器直接讀出.若輕繩與長木板平行，且不計(jì)輕繩與各滑輪之間的摩擦，試完成

下列問題：

力傳感器滑飛打點(diǎn),計(jì)時器

——I—^帶

砂桶長木板

甲

0123456

乙

(1)實(shí)驗(yàn)時，一定要進(jìn)行的操作是；

A.將長木板右端墊高以補(bǔ)償阻力

B.使砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量

C.將打點(diǎn)計(jì)時器接交流電源

D.用天平測砂和砂桶的總質(zhì)量

(2)實(shí)驗(yàn)獲得的紙帶如圖乙所示，相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的還有四個計(jì)時點(diǎn)未畫出，打點(diǎn)計(jì)時器

所接交流電源的頻率為了，則滑塊加速度的表達(dá)式為a=；

(3)若力傳感器示數(shù)為凡滑塊的質(zhì)量為,〃，重力加速度為g,用。表示滑塊的加速度，則滑

塊與桌面之間的動摩擦因數(shù)表達(dá)式為；

(4)若Sl=Cm,S2=Cm,S3=cm,s4=cm,s5=cm.,%=Crrb/=50Hz,F=N>m=kg,

g=m∕s2,則動摩擦因數(shù)大小為.(保留兩位有效數(shù)字)

答案⑴C⑵3±些送=皿(3勺(4)

解析(1)測量滑塊和長木板之間的動摩擦因數(shù)，不需要將長木板右端墊高以補(bǔ)償阻力，故A

錯誤；繩子的拉力可以通過力傳感器測出，不需要滿足砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量，

故B錯誤；打點(diǎn)計(jì)時器應(yīng)接交流電源，故C正確；拉力的大小可以通過拉力傳感器測出，不

需要用天平測砂和砂桶的總質(zhì)量，故D錯誤.

(2)用逐差法求滑塊加速度得

(S4+S5+S6)一(S1+S2+S3)

即號

(S4+S5+S6~~SLS2^~S3)/2

聯(lián)立解得〃

225

(3)根據(jù)牛頓第二定律得2F-μmg=ma,

解得干

(4)代入數(shù)據(jù)，解得滑塊加速度為

(S4+S5+S6-SLS2—S3)/

=O.501π√s2

225

2F—ma

則動摩擦因數(shù)大小為μ=——一

2×-×

-------仁023

×9.8

【例41(2021.湖南卷?11)某實(shí)驗(yàn)小組利用圖(a)所示裝置探究加速度與物體所受合外力的關(guān)

系.主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:

加速度記錄器I

氣墊導(dǎo)軌滑塊“遮光片

?

(b)

(1)用游標(biāo)卡尺測量墊塊厚度〃，示數(shù)如圖(b)所示，〃=cm；

(2)接通氣泵，將滑塊輕放在氣墊導(dǎo)軌上，調(diào)節(jié)導(dǎo)軌至水平；

(3)在右支點(diǎn)下放一墊塊，改變氣墊導(dǎo)軌的傾斜角度；

(4)在氣墊導(dǎo)軌合適位置釋放滑塊，記錄墊塊個數(shù)〃和滑塊對應(yīng)的加速度a；

(5)在右支點(diǎn)下增加墊塊個數(shù)(墊塊完全相同)，重復(fù)步驟(4),記錄數(shù)據(jù)如下表:

n123456

α∕(m?s2)

根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖(C)上描點(diǎn)，繪制圖線.

如果表中缺少的第4組數(shù)據(jù)是正確的，其應(yīng)該是mH(保留三位有效數(shù)字).

答案(1)(5)見解析圖(?均可)

解析(1)墊塊的厚度為

A=1cm÷2×mm=Cm

(5)繪制圖線如圖；

根據(jù)mg?~i'=ma

可知α與〃成正比關(guān)系，則根據(jù)圖像可知，斜率

2

解得a4≈m∕s.

考向2實(shí)驗(yàn)方案的創(chuàng)新

【例51(2020?浙江7月選考?17(1))做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時，圖甲是教材

中的實(shí)驗(yàn)方案；圖乙是拓展方案，其實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：

(i)掛上托盤和袪碼，改變木板的傾角，使質(zhì)量為M的小車拖著紙帶沿木板勻速下滑；

(ii)取下托盤和祛碼，測出其總質(zhì)量為機(jī)，讓小車沿木板下滑，測出加速度“；

(iii)改變祛碼質(zhì)量和木板傾角，多次測量，通過作圖可得到a—F的關(guān)系.

⑴實(shí)驗(yàn)獲得如圖所示的紙帶，計(jì)數(shù)點(diǎn)a、b、c、"、e、/間均有四個點(diǎn)未畫出，則在打"點(diǎn)時

小車的速度大小%=m∕s(保留兩位有效數(shù)字)；

abCdef

UMlIHl甲響唧I響叫IiWI響IlIlllPIiIlIWMil叫叫IlllMIl

29303132333435363738

cm

(2)需要滿足條件M》M的方案是(選填“甲”“乙”或“甲和乙”)；在作。一廠圖像

時，把mg作為產(chǎn)值的是(選填“甲”“乙”或“甲和乙”).

答案(1)(?均可)(2)甲甲和乙

解析(1)由題意知小車做勻加速直線運(yùn)動，故。4=芳，將XCe=?(-)Cm=cm,T=s,代入

得U產(chǎn)am/s;

(2)甲實(shí)驗(yàn)方案中：繩的拉力F滿足：F=Ma,且mg-F=ma,

則F=q-,只有W《M時，尸才近似等于〃火,故以托盤與硅碼的重力表示小車的合外力，

I+—

需滿足m《M.

乙實(shí)驗(yàn)方案中：小車沿木板勻速下滑，小車受繩的拉力及其他力的合力為零，且繩的拉力大

小等于托盤與忌碼的重力，取下托盤及底碼，小車所受的合外力大小等于托盤與底碼的重力

mg,不需要滿足

兩個實(shí)驗(yàn)方案都可把,wg作為尸值.

考向二實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡膭?chuàng)新

【例6】(2019?全國卷∏?22)如圖(a),某同學(xué)設(shè)計(jì)了測量鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn).所用

器材有：鐵架臺、長木板、鐵塊、米尺、電磁打點(diǎn)計(jì)時器、頻率50HZ的交流電源、紙帶等.回

答下列問題:

電磁打點(diǎn)計(jì)時器

（1）鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)〃=（用木板與水平面的夾角。、重力加速度g和鐵塊下滑

的加速度α表示）.

（2）某次實(shí)驗(yàn)時，調(diào)整木板與水平面的夾角使6=30。.接通電源，開啟打點(diǎn)計(jì)時器，釋放鐵塊,

鐵塊從靜止開始沿木板滑下.多次重復(fù)后選擇點(diǎn)跡清晰的一條紙帶，如圖（b）所示.圖中的點(diǎn)

為計(jì)數(shù)點(diǎn)（每兩個相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)未畫出）.重力加速度為m*.可以計(jì)算出鐵塊與

木板間的動摩擦因數(shù)為（結(jié)果保留2位小數(shù)）.

gsinθ-a

答案(geosθQ)

解析（1）對鐵塊受力分析，由牛頓第二定律有

.Q初或gsin°一4

mgsmθn-μmgcosθ=ma,解仔μ=.os8，

（2）兩個相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔

T=5×^ξS=s

由逐差法和Δx=4T2可得

（北+和）一（汨+乃+迎）

4+2

a—12乃7m∕s,

gsin9-a

代入μ-解得4比0.35.

geosθ

課時精練

1.（2023?浙江省聯(lián)考）小明利用圖甲所示的裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)”.

小車紙帶呼寸器

δ板

□

鉤

碼?

□甲

c

(1)除了圖中已有的小車、電磁打點(diǎn)計(jì)時器、鉤碼、紙帶和長木板外，下列實(shí)驗(yàn)器材中還需用

到的有;

A.天平(含祛碼)

B.停表

C.刻度尺

D.游標(biāo)卡尺

E.8V的交流電源

F.220V的交流電源

(2)為了探究小車的加速度與其所受合力的關(guān)系，小明在正確完成補(bǔ)償小車所受阻力的操作后

掛上鉤碼開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并得到了如圖乙所示的一條紙帶，已知圖乙上的點(diǎn)為實(shí)際打下的點(diǎn),

交流電源的頻率為50Hz.根據(jù)這條紙帶上的點(diǎn)跡.指出小明在實(shí)驗(yàn)中所存在的一個問題：

單位:cm

J0nn?nnφw?∏ψ?πηπ?π∣—??????∏jm?ψ∏φ∏ηmφ∏φτ∏j∏?τ

O1234567891011121314151617

乙

答案(I)ACE(2)小車運(yùn)動到長木板末端時加速突然變大，說明長木板的前部分和后部分的

粗糙程度不同

解析(1)實(shí)驗(yàn)中需要天平(含硅碼)來測量小車以及砂和砂桶的質(zhì)量，故選A：實(shí)驗(yàn)中由于還

需測量計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，故還需必備的器材是刻度尺，故選C:電磁打點(diǎn)計(jì)時器所接電源

為8V的交流電源，故選E.

(2)結(jié)合題圖乙將打點(diǎn)計(jì)時器打出的點(diǎn)標(biāo)號分別有0、1、2、……、13并讀數(shù)得到相鄰兩點(diǎn)的

位移；

根據(jù)Δx=X"+ι-X",?x=aT1,由圖知在小車運(yùn)動到長木板末端時加速度突然變大，說明長木

板的前部分和后部分的粗糙程度不同.

2.(2023?浙江省金麗衢十二校聯(lián)考)如圖甲所示，小明同學(xué)將力傳感器固定在小車上，細(xì)繩的

一端固定在傳感器上，用來測量繩對小車的拉力，探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系.

裝細(xì)砂的桶

甲

O

乙

（1）實(shí)驗(yàn)中必須要進(jìn)行的且正確的操作是；

A.小車質(zhì)量改變時，需要重新補(bǔ)償阻力

B.補(bǔ)償阻力時要裝上紙帶并掛上裝細(xì)砂的桶

C.調(diào)節(jié)滑輪的高度，使細(xì)線與長木板平行

（2）本實(shí)驗(yàn)中（填“需要”或“不需要”）滿足細(xì)砂和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和傳感器

的總質(zhì)量；

（3）小華同學(xué)利用此實(shí)驗(yàn)裝置，拆除傳感器，把細(xì)繩直接固定在小車上，重新探究加速度與力

和質(zhì)量的關(guān)系.小明、小華兩位同學(xué)分別根據(jù)各自的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了各自的。一尸圖像，其

中某位同學(xué)所得的a-F圖像如圖乙所示，關(guān)于這一a-F圖像的說法正確的是；

A.在補(bǔ)償阻力時斜面傾角過大

B.直線部分的斜率表示小車的質(zhì)量

C.這一圖像是小華同學(xué)作出的圖像

D.這一圖像無法判斷是哪位同學(xué)作出的

答案（I）C（2）不需要（3）C

解析（1）每次改變小車的質(zhì)量時，不必重新補(bǔ)償阻力，A錯誤；補(bǔ)償阻力時不應(yīng)掛上裝細(xì)砂

的桶，但是要掛紙帶，調(diào)節(jié)斜面的傾角，給小車一個初速度，使小車做勻速直線運(yùn)動即可，

B錯誤；調(diào)節(jié)滑輪的高度，使細(xì)線與長木板平行，使小車受到的拉力等于合外力，C正確.

（2）本實(shí)驗(yàn)中由于已經(jīng)用傳感器測出繩子拉力大小，故不需要滿足細(xì)砂和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小

車和傳感器的總質(zhì)量.

（3）由題圖乙可看出，當(dāng)細(xì)繩拉力增大到一定值時，小車才有加速度，說明沒有補(bǔ)償阻力或補(bǔ)

償阻力不足，A錯誤；由牛頓第二定律4=（可知，”一尸圖像的斜率表示小車質(zhì)量的倒數(shù)，B

錯誤；由于小明同學(xué)用力傳感器直接測出了拉力大小，他作出的α-F圖像應(yīng)是一條傾斜的

直線（如補(bǔ)償阻力充分，則是一條通過原點(diǎn)的傾斜的直線）；小華同學(xué)用砂和砂桶的總重量近

似表示細(xì)繩的拉力，由牛頓第二定律，對小車和砂桶（含砂）分別有F1=Ma,mg-Fτ=ma,

M

可得FT=M+“jig,故只有當(dāng)Λ∕（小車及小車上的傳感器總質(zhì)量）遠(yuǎn)大于〃?（砂和砂桶的總質(zhì)量）

時，細(xì)繩的拉力才近似等于砂和砂桶的總重量，隨著,〃的增大，實(shí)際的繩子拉力將比WJg明

顯小些，所以〃一尸圖像的斜率隨著尸（即mg）的明顯增大而減小，所以這一圖像是小華同學(xué)

作出的，C正確，D錯誤.

3.（2023?浙江省金華十校模擬）用圖甲裝置探究“物體質(zhì)量一定時，加速度與力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)

中，用力傳感器測量力的大小.

(1)若某次實(shí)驗(yàn)中得到圖乙紙帶，已知交流電源的頻率為50Hz,相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個

點(diǎn)未畫出，則小車的加速度大小是m/s2；(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

(2)對于本實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是.

A.為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

B.實(shí)驗(yàn)前需要補(bǔ)償阻力

C.作出。一尸圖像，斜率為小車的質(zhì)量

D.作出a—2F圖像，斜率為小車的質(zhì)量

答案(1)(2)B

解析(1)由逐差法可知a=""1/13='m∕s2=m∕s2

(2)本實(shí)驗(yàn)中由于有力傳感器測量拉力，故不需要保證砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，A

錯誤；實(shí)驗(yàn)前需要補(bǔ)償阻力，B正確；由牛頓第二定律可知a=》尸，作出。一尸圖像，斜率

為小車質(zhì)量的倒數(shù)，C、D錯誤.

4.在完成了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)后，某同學(xué)想辦法設(shè)計(jì)了一個新的實(shí)驗(yàn)

用于進(jìn)一步驗(yàn)證上述物理量之間的關(guān)系，具體操作過程如下：

A.用天平稱出小車質(zhì)量為M=kg,彈簧測力計(jì)質(zhì)量根=5kg(重力加速度為g)

B.如圖所示，接通打點(diǎn)計(jì)時器電源，讓小車M從一具有一定傾角。的平整斜面上由靜止開

始勻加速下滑，用紙帶記錄下小車的運(yùn)動情況，以便求出加速度a

C.撤掉打點(diǎn)計(jì)時器，在小車尾部用細(xì)線與一個彈簧測力計(jì)和水桶連接，在水桶中加入適當(dāng)

質(zhì)量的水，使輕推小車時，能使其沿斜面向下做勻速直線運(yùn)動.當(dāng)小車到達(dá)斜面底部靜止后，

讀出此時彈簧測力計(jì)的讀數(shù)尸

D.改變斜面的傾角，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)幾次，通過幾組數(shù)據(jù)來驗(yàn)證三個物理量之間的關(guān)系

Kld

請回答下列問題：

(1)圖中這條紙帶上的點(diǎn)，是在某次實(shí)驗(yàn)中得到的計(jì)數(shù)點(diǎn)(每5個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn))，已知打點(diǎn)

計(jì)時器的頻率為50Hz,此時小車的加速度α=.

則叫曬曬唧扁則叫UIEE叩??

∣()I23456789IOIi12131415161718192()

(2)小車由靜止開始勻加速下滑過程中所受到的合力為.(用本題中所給的物理量符號

表示)

⑶在該同學(xué)的這個驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，(填“需要”或“不需要”)保證小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于所

掛物體(水、水桶及彈簧測力計(jì))的總質(zhì)量.

答案(1)m∕s2(~m/s?均可)

(2)mg+F(3)不需要

解析(1)由題圖可知?x=cm,而T=s,則α=爺=XL°-m∕s2=m∕s2

(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)步既可知，小車由靜止開始勻加速下滑過程中所受到的合力為〃?g+F;

(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟B、C可知，在該同學(xué)的這個驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，不需要保證小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于所掛

物體的總質(zhì)量.

5.(2022?山東卷?13)在天宮課堂中、我國航天