實(shí)驗(yàn)4　探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系-2023年高考物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)（解析版）

備戰(zhàn)2023年高考物理實(shí)驗(yàn)專題突破

實(shí)驗(yàn)04探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系

思維突破

學(xué)會(huì)用控制變量法研究物理規(guī)律

探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系~

M實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟稬.

r掌握利用圖像處理數(shù)據(jù)的方法一

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙、小車(chē)、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、小盤(pán)、夾子、

細(xì)繩、低壓交流電源、導(dǎo)線、天平、刻度尺、破碼、薄木塊___________________

■(實(shí)驗(yàn)器材］L

采取控制變量法，即先控制一個(gè)參量一小車(chē)的質(zhì)量M不變,探究加速

■［實(shí)驗(yàn)原理〉U

ɑ與力尸的關(guān)系;再控制小盤(pán)和祛碼的質(zhì)量不變,即力尸不變,探究加速度

α與小車(chē)質(zhì)量M的關(guān)系一

(1)稱量質(zhì)量:用天平測(cè)量小盤(pán)的質(zhì)量m0和小車(chē)的質(zhì)量Af

(2)安裝器材：按照如圖所示裝置把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，只是不把懸掛小盤(pán)的細(xì)繩

系在小車(chē)上(即不給小車(chē)牽引力)

(3)平衡摩擦力：在長(zhǎng)木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊，使小車(chē)勻

速下滑___________________________________________________________________________

1實(shí)驗(yàn)步驟)

(4)操作：

①小盤(pán)通過(guò)細(xì)繩繞過(guò)滑輪系于小車(chē)上，先接通電源后放開(kāi)小車(chē)，取下紙帶編號(hào)碼

②保持小車(chē)的質(zhì)量M不變,改變祛碼和小盤(pán)的質(zhì)量m,重復(fù)步驟①

③保持祛碼和小盤(pán)的質(zhì)量m不變,改變小車(chē)質(zhì)量M,重復(fù)以上步驟

基本突破

仁0芻1.實(shí)驗(yàn)原理

(1)保持質(zhì)量不變，探究加速度跟合外力的關(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—Z7圖像和α一^圖像，確定。與尸、"?的關(guān)系.

m

2.實(shí)驗(yàn)器材

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

天平、刻度尺、坐標(biāo)紙.

3.實(shí)驗(yàn)過(guò)程

(1)測(cè)量：用天平測(cè)量槽碼的質(zhì)量〃?'和小車(chē)的質(zhì)量九

(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(chē)上(即不

給小車(chē)牽引力).

紙帶

墊木

一端有小車(chē)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

槽碼占定滑輪

的長(zhǎng)木板實(shí)驗(yàn)臺(tái)

(3)補(bǔ)償阻力：在長(zhǎng)木板不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊，使小車(chē)能勻速下滑.

(4)操作：①槽碼通過(guò)細(xì)繩繞過(guò)定滑輪系于小車(chē)上，先接通電源后放開(kāi)小車(chē),斷開(kāi)電源，取

下紙帶，編號(hào)碼.

②保持小車(chē)的質(zhì)量“不變，改變槽碼的質(zhì)量機(jī)'，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0?

④描點(diǎn)作圖，作a—F的圖像.

⑤保持槽碼的質(zhì)量不變，改變小車(chē)質(zhì)量〃?，重復(fù)步驟①和③，作a-1圖像.

tn

4.數(shù)據(jù)處理

(1)利用逐差法或v-t圖像法求a.

(2)以a為縱坐標(biāo)，E為橫坐標(biāo)，描點(diǎn)、畫(huà)線，如果該線為過(guò)原點(diǎn)的直線，說(shuō)明a與F成正

比.

(3)以。為縱坐標(biāo)，,為橫坐標(biāo)，描點(diǎn)、畫(huà)線，如果該線為過(guò)原點(diǎn)的直線，就能判定a與加

m

成反比.

5.注意事項(xiàng)

(1)開(kāi)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(chē)的重力沿斜面方向

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

讓小車(chē)?yán)┻^(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶勻速運(yùn)動(dòng).

(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)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》〃i'.

(4)一先一后一按：改變拉力或小車(chē)質(zhì)量后，每次開(kāi)始時(shí)小車(chē)應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,并應(yīng)

先接通電源,后釋放小車(chē),且應(yīng)在小車(chē)到達(dá)滑輪前按住小車(chē).

6.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，g代替小車(chē)的拉力，而實(shí)際上小車(chē)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(cè)量不準(zhǔn)確、計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離測(cè)量不準(zhǔn)確、紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木

板平行都會(huì)引起誤差.

細(xì)繩小車(chē)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

原理裝

Si，U\點(diǎn)帶

置圖U一端有定滑輪的長(zhǎng)木板

探究方法——控制變量法

(1)平衡：用阻力補(bǔ)償法平衡摩擦力(改變小車(chē)或槽碼質(zhì)量，無(wú)需重新平衡摩擦力)。

(2)質(zhì)量：槽碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量(若使用力傳感器，或以小車(chē)與槽碼的系統(tǒng)為

研究對(duì)象無(wú)需滿足此要求)。

(3)要測(cè)量的物理量

操作要

①小車(chē)與其上祛碼的總質(zhì)量(用天平測(cè)量)。

領(lǐng)

②小車(chē)受到的拉力(約等于槽碼的重力)。

③小車(chē)的加速度(根據(jù)紙帶用逐差法或根據(jù)光電門(mén)數(shù)據(jù)計(jì)算加速度)。

(4)其他：細(xì)繩與長(zhǎng)木板平行；小車(chē)從靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置釋放，在到達(dá)定滑輪前

按住小車(chē)，實(shí)驗(yàn)時(shí)先接通電源，后釋放小車(chē)。

創(chuàng)新突破

實(shí)驗(yàn)裝置圖創(chuàng)新/改進(jìn)點(diǎn)

22(1)實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)：系統(tǒng)總質(zhì)量不變化，改變拉力得到若干組

一」二口“數(shù)據(jù)

長(zhǎng)/

(2)用傳感器記錄小車(chē)的時(shí)間t與位移X,直接繪制x-t圖像

(3)利用牛頓第二定律求解實(shí)驗(yàn)中的某些參量，確定某些規(guī)律

位移傳感器位移傳感器

(發(fā)射器(接收器)\(1)用傳感器與計(jì)算機(jī)相連，直接得出小車(chē)的加速度

Z

P—?小車(chē)m(2)圖像法處理數(shù)據(jù)時(shí)，用鉤碼的質(zhì)量m代替合力凡即用。一〃？

軌道

6鉤碼圖像代替a—F圖像

(1)用光電門(mén)代替打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，遮光條結(jié)合光電門(mén)測(cè)得物塊的初

d光電門(mén)4光電/

F輕沛輪

筮酗"細(xì)線J速度和末速度，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出加速度

□SW

Il(2)結(jié)合牛頓第二定律，該裝置可以測(cè)出動(dòng)摩擦因數(shù)

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶，J方彈贊

長(zhǎng)木板、^_________測(cè)力計(jì)彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量小車(chē)所受的拉力，鉤碼的質(zhì)量不需要遠(yuǎn)小于小

輕繩

輕滑輪車(chē)質(zhì)量，更無(wú)須測(cè)鉤碼的質(zhì)量

鈍再

（1）氣墊導(dǎo)軌代替長(zhǎng)木板，無(wú)須平衡摩擦力

（2）力傳感器測(cè)量滑塊所受的拉力，鉤碼的質(zhì)量不需要遠(yuǎn)小于滑

塊質(zhì)量，更無(wú)須測(cè)鉤碼的質(zhì)量

（3）用光電門(mén)代替打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，遮光條結(jié)合光電門(mén)測(cè)得滑塊的末

速度，由刻度尺讀出遮光條中心初始位置與光電門(mén)之間的距離,

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出加速度

真題突破

1.（2022,山東?高考真題）在天宮課堂中、我國(guó)航天員演示了利用牛頓第二定律測(cè)量物體質(zhì)

量的實(shí)驗(yàn)。受此啟發(fā)。某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌、力傳感器、無(wú)線加速度傳感器、輕彈簧和待測(cè)

物體等器材設(shè)計(jì)了測(cè)量物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)，如圖甲所示。主要步驟如下:

①將力傳感器固定在氣墊導(dǎo)軌左端支架上，加速度傳感器固定在滑塊上:

②接通氣源。放上滑塊。調(diào)平氣墊導(dǎo)軌;

加速度傳感器

占傳感器ΓLI

心μ!,!對(duì)刷對(duì)?!?W?W?m?W］滑塊'（墊導(dǎo)軌

方~~摟氣源

―一辱1Ij~i~l

圖甲

③將彈簧左端連接力傳感器，右端連接滑塊。彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)滑塊左端位于。點(diǎn)。/點(diǎn)到

O點(diǎn)的距離為5.00cm,拉動(dòng)滑塊使其左端處于A點(diǎn)，由靜止釋放并開(kāi)始計(jì)時(shí)；

④計(jì)算機(jī)采集獲取數(shù)據(jù)，得到滑塊所受彈力R加速度。隨時(shí)間，變化的圖像，部分圖像如

圖乙所示。

（1）彈簧的勁度系數(shù)為N∕m0

（2）該同學(xué)從圖乙中提取某些時(shí)刻F與。的數(shù)據(jù)，畫(huà)出a—F

圖像如圖丙中I所示，由此可得滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量為kg。

（3）該同學(xué)在滑塊上增加待測(cè)物體，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，在圖丙中畫(huà)出新的。一尸圖像∏,

則待測(cè)物體的質(zhì)量為kge

【答案】120.200.13

【解析】（1）［1］由題知，彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)滑塊左端位于O點(diǎn)，A點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為5.00cme

拉動(dòng)滑塊使其左端處于A點(diǎn)，由靜止釋放并開(kāi)始計(jì)時(shí)。結(jié)合圖乙的F-I圖有

ΔX=5.00cm,F=0.610N

根據(jù)胡克定律

計(jì)算出

A≈12N∕m

（2）⑵根據(jù)牛頓第二定律有

F=ma

則。一下圖像的斜率為滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量的倒數(shù)，根據(jù)圖丙中I,則有

\

n

則滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量為

m=0.20kg

（3）［3］滑塊上增加待測(cè)物體，同理，根據(jù)圖丙中II,則有

’7=丁1.5T-0Kg=JKg

0.5

則滑塊、待測(cè)物體與加速度傳感器的總質(zhì)量為

m'=0.33kg

則待測(cè)物體的質(zhì)量為

?/n=m'-m=0.13kg

2.（2022?浙江?高考真題）（1）①"探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所

示，長(zhǎng)木板水平放置，細(xì)繩與長(zhǎng)木板平行。圖2是打出紙帶的--部分，以計(jì)數(shù)點(diǎn)。為位移

測(cè)量起點(diǎn)和計(jì)時(shí)起點(diǎn)，則打計(jì)數(shù)點(diǎn)8時(shí)小車(chē)位移大小為cm。由圖3中小車(chē)運(yùn)動(dòng)的數(shù)

據(jù)點(diǎn)，求得加速度為m∕s2（保留兩位有效數(shù)字）。

OAB

加唧響刪W叫卿他啊

OlCm23456

圖2

②利用圖1裝置做"探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系"的實(shí)驗(yàn)，需調(diào)整的是

A.換成質(zhì)量更小的小車(chē)B.調(diào)整長(zhǎng)木板的傾斜程度

D.改變連接小車(chē)的細(xì)繩與長(zhǎng)木板的夾角

圖4

（2）"探究求合力的方法"的實(shí)驗(yàn)裝置如圖4所示，在該實(shí)驗(yàn)中,

①下列說(shuō)法正確的是;

A.拉著細(xì)繩套的兩只彈簧秤，穩(wěn)定后讀數(shù)應(yīng)相同

B.在已記錄結(jié)點(diǎn)位置的情況下，確定一個(gè)拉力的方向需要再選擇相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)

C.測(cè)量時(shí)彈簧秤外殼與木板之間不能存在摩擦

D.測(cè)量時(shí)，橡皮條、細(xì)繩和彈簧秤應(yīng)貼近并平行于木板

②若只有一只彈簧秤，為了完成該實(shí)驗(yàn)至少需要（選填"2"、"3"或"4"）次把橡皮條

結(jié)點(diǎn)拉到。點(diǎn)。

【答案】6.15~6.251.7~2.1BC##CBD3

【解析】（1）[1]依題意，打計(jì)數(shù)點(diǎn)8時(shí)小車(chē)位移大小為6.20cm,考慮到偶然誤差,

6.15cm~6.25cm也可；

⑵由圖3中小車(chē)運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，有

?v1.05-0.30,.,2

a--~---------?m/s2--1.λ9m∕s

Δ/0.4

考慮到偶然誤差，1.7m∕s2~2.1m∕s2也可：

[3]A.利用圖1裝置"探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要滿足小車(chē)質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于

鉤碼質(zhì)量，所以不需要換質(zhì)量更小的車(chē)，故A錯(cuò)誤；

B.利用圖1裝置"探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要利用小車(chē)斜向下的分力以

平衡其摩擦阻力,所以需要將長(zhǎng)木板安打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端較滑輪一端適當(dāng)?shù)母咭恍?，故B正確;

C.以系統(tǒng)為研究對(duì)象，依題意"探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí)有

l.9m∕s^^→

M-?-m

考慮到實(shí)際情況，即/《〃陪，有

1.9m∕s2≈'"W

M+m

則可知

M≈4m

而利用圖1裝置"探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系"的實(shí)驗(yàn)時(shí)要保證所懸掛質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量,

即,〃《股；可知目前實(shí)驗(yàn)條件不滿足，所以利用當(dāng)前裝置在"探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”

時(shí)，需將鉤碼更換成祛碼盤(pán)和祛碼，以滿足小車(chē)質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所懸掛物體的質(zhì)量，故C正確；

D.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，需將連接祛碼盤(pán)和小車(chē)的細(xì)繩應(yīng)跟長(zhǎng)木板始終保持平行，與之前的相同，

故D錯(cuò)誤。

故選BCo

（2）[4]A.在不超出彈簧測(cè)力計(jì)的量程和橡皮條形變限度的條件卜，使拉力適當(dāng)大些，不

必使兩只測(cè)力計(jì)的示數(shù)相同，故A錯(cuò)誤；

B.在已記錄結(jié)點(diǎn)位置的情況下，確定一個(gè)拉力的方向需要再選擇相距較遠(yuǎn)的一個(gè)點(diǎn)就可以

了，故B錯(cuò)誤；

C.實(shí)驗(yàn)中拉彈簧秤時(shí)，只需讓彈簧與外殼間沒(méi)有摩擦，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)即為彈簧對(duì)

細(xì)繩的拉力相等，與彈簧秤外殼與木板之間是否存在摩擦無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；

D.為了減小實(shí)驗(yàn)中摩擦對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，拉橡皮條時(shí)，橡皮條、細(xì)繩和彈簧秤應(yīng)貼近并

平行于木板，故D正確。

故選D。

⑸若只有一只彈簧秤，為了完成該實(shí)驗(yàn)，用手拉住一條細(xì)繩，用彈簧稱拉住另一條細(xì)繩，

互成角度的拉橡皮條，使其結(jié)點(diǎn)達(dá)到某?點(diǎn)0,記下位置O和彈簧稱示數(shù)E和兩個(gè)拉力的

方向；交換彈簧稱和手所拉細(xì)繩的位置，再次將結(jié)點(diǎn)拉至。點(diǎn)，使兩力的方向與原來(lái)兩力

方向相同，并記下此時(shí)彈簧稱的示數(shù)乃；只有一個(gè)彈簧稱將結(jié)點(diǎn)拉至。點(diǎn)，并記下此時(shí)彈

簧稱的示數(shù)廠的大小及方向；所以若只有一只彈簧秤，為了完成該實(shí)驗(yàn)至少需要3次把橡

皮條結(jié)點(diǎn)拉到Oo

3.（2021?北京?高考真題）物理實(shí)驗(yàn)一般都涉及實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法、

實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析等。例如：

（I）實(shí)驗(yàn)儀器。用游標(biāo)卡尺測(cè)某金屬管的內(nèi)徑，示數(shù)如圖1所示。則該金屬管的內(nèi)徑為

3主尺4cm

IL」」！∣j「J」I

PrTTTyTmη

0游捺尺10

圖1

（2）數(shù)據(jù)分析。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在隨物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的紙帶上打點(diǎn)，其中一部分如圖2

所示，8、C、。為紙帶上標(biāo)出的連續(xù)3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)

出。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50HZ的交流電源上?則打C點(diǎn)時(shí)，紙帶運(yùn)動(dòng)的速度VC=

m/s（結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位）。

I.6.CJJJ

CMIUInl川ι∣ι叫InlImwUI叫IlIll叩啊”ι∣皿IIUIl皿『川川即||川|『||||駟||叫

）234567'8910nl213CmIq

圖2

（3）實(shí)驗(yàn)原理。圖3為"探究加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。認(rèn)為桶和砂所受的重

力等于使小車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合力。實(shí)驗(yàn)中平衡了摩擦力后，要求桶和砂的總質(zhì)量加

比小車(chē)質(zhì)量M小得多。請(qǐng)分析說(shuō)明這個(gè)要求的理由。（）

圖3

【答案】31.40.44見(jiàn)解析

【解析】（1）⑴根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則有

3.1cm+4×0.1mm=31.4mm

（2）⑵每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)，故兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間有5個(gè)間隔；故兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔

為

Γ=5×0.02=0.ls

勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度，則有

vf.=?-=0.44m∕s

C2T

（3）[3]設(shè)繩的拉力為r,小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度為°。對(duì)桶和砂，有

mg—T=ma

對(duì)小車(chē)，有

T=Ma

得

TM

^=------mg

M+m

小車(chē)受到細(xì)繩的拉力7等于小車(chē)受到的合力凡即

\+—

M

可見(jiàn)，只有桶和砂的總質(zhì)量〃，比小車(chē)質(zhì)量〃小得多時(shí)，才能認(rèn)為桶和砂所受的重力mg等

于使小車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合力又

4.（2021?湖南?高考真題）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：

I加速號(hào)氾Sl

氣里尋工―光片

Z—>1>JS

（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量墊塊厚度〃，示數(shù)如圖（b）所示，h=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(gè)數(shù)〃和滑塊對(duì)應(yīng)的加速度。；

（5）在右支點(diǎn)下增加墊塊個(gè)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?s^2)0.0870.1800.2600.4250.519

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（保留三位有效數(shù)字）。

【答案】1.020.342

【解析】（1）口］墊塊的厚度為

A=lcm+2×0.lmm=l.02cm

（5）［2］繪制圖線如圖;

ɑ/(ms'2)

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

6?2~~345^^67~n

⑶根據(jù)

nh

mg------ma

可知。與"成正比關(guān)系，則根據(jù)圖像可知，斜率

a

74

解得

Λ=0.342m∕s2

5.（2020?北京?高考真題）在"探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，做如下探

究:

（I）為猜想加速度與質(zhì)量的關(guān)系，可利用圖1所示裝置進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。兩小車(chē)放在水平板

上，前端通過(guò)鉤碼牽引，后端各系一條細(xì)線，用板擦把兩條細(xì)線按在桌上，使小車(chē)靜止。抬

起板擦，小車(chē)同時(shí)運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后按下板擦，小車(chē)同時(shí)停下。對(duì)比兩小車(chē)的位移，可知加

速度與質(zhì)量大致成反比。關(guān)于實(shí)驗(yàn)條件，下列正確的是：（選填選項(xiàng)前的字母）。

A.小車(chē)質(zhì)量相同，鉤碼質(zhì)量不同

B.小車(chē)質(zhì)量不同，鉤碼質(zhì)量相同

C.小車(chē)質(zhì)量不同，鉤碼質(zhì)量不同

念--------仁L細(xì)線

@一、不、俯;

圖1

（2）某同學(xué)為了定量驗(yàn)證⑴中得到的初步關(guān)系，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并得到小車(chē)加速度。與質(zhì)量M的

7組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如下表所示。在圖2所示的坐標(biāo)紙上已經(jīng)描好了6組數(shù)據(jù)點(diǎn)，請(qǐng)將余下的一

組數(shù)據(jù)描在坐標(biāo)紙上，并作出圖像

次數(shù)1234567

al[m?s~1^0.620.560.480.400.320.240.15

Mlkg0.250.290.330.400.500.711.00

（3）在探究加速度與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)之前，需要思考如何測(cè)"力"。請(qǐng)?jiān)趫D3中畫(huà)出小車(chē)受力

的示意圖。為了簡(jiǎn)化“力"的測(cè)量，下列說(shuō)法正確的是：（選填選項(xiàng)前的字母）。

A.使小車(chē)沿傾角合適的斜面運(yùn)動(dòng)，小車(chē)受力可等效為只受繩的拉力

B.若斜面傾角過(guò)大，小車(chē)所受合力將小于繩的拉力

C.無(wú)論小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度多大，砂和桶的重力都等于繩的拉力

D.讓小車(chē)的運(yùn)動(dòng)趨近與勻速運(yùn)動(dòng)，砂和桶的重力才近似等于繩的拉力

【解析】（1）田為了探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，必須控制小車(chē)所受拉力相同，而讓小車(chē)的

質(zhì)量不同，所以鉤碼質(zhì)量相同，故B正確。

（3）[3]A.使小車(chē)沿傾角合適的斜面運(yùn)動(dòng)，小車(chē)所受重力沿斜面的分力剛好等于小車(chē)所受

的摩擦力，則小車(chē)受力可等效為只受繩的拉力，故A正確；

B.若斜面傾角過(guò)大，重力沿斜面的分力大于摩擦力，小車(chē)所受合力將大于繩的拉力，不利

于簡(jiǎn)化"力"的測(cè)量，故B錯(cuò)誤；

C.由牛頓第二定律可知，無(wú)論小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度多大，砂和桶的重力都大于繩的拉力，故

C錯(cuò)誤D.當(dāng)小車(chē)的運(yùn)動(dòng)為勻速時(shí)，由平衡可知，砂和桶的重力近似等于繩的拉力，故D正

確；

故選AD0

6.(2020?浙江?高考真題)做"探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系"實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(pán)和祛碼，改變木板的傾角，使質(zhì)量為M的小車(chē)拖著紙帶沿木板勻速下滑；

(ii)取下托盤(pán)和祛碼，測(cè)出其總質(zhì)量為"?，讓小車(chē)沿木板下滑，測(cè)出加速度

(iii)改變祛碼質(zhì)量和木板傾角，多次測(cè)量，通過(guò)作圖可得到〃-尸的關(guān)系。

①實(shí)驗(yàn)獲得如圖所示的紙帶，計(jì)數(shù)點(diǎn)權(quán)c、Ae、/間均有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，則在打d點(diǎn)

時(shí)小車(chē)的速度大小Vd=m/s(保留兩位有效數(shù)字)：

abedef

I而WllIlIll而MllIlw而IIlIllIlIIlII向|1川IIliII川市IIIlllllIIIllIlH血

29303132333435363738Cm

②需要滿足條件M的方案是(選填"甲"、"乙"或"甲和乙")；在作。-尸圖象時(shí),

把"7g作為F值的是(選填"甲"、"乙"或"甲和乙。

【答案】0.18?0.19甲甲和乙

【解析】?[1].打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期

Γ=0.1s

由勻加速直線運(yùn)動(dòng)中，平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度可得，在打"點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度

bf(38.10-30.70)x10-2

v,=—=---------------------------m∕s≈0.19m∕s

df4T4x0.1

(2)[2][3].在圖甲的實(shí)驗(yàn)方案中，由托盤(pán)和祛碼的重力提供拉力，讓小車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),

由牛頓第二定律可得

mg=(M+m)a

則

m

a=--------g

m-?-M

則繩子對(duì)小車(chē)的拉力

F=Ma=------mg

加+M

當(dāng)M》機(jī)時(shí)，繩子拉力近似等于托盤(pán)和祛碼的重力。

故甲需要滿足M

在圖乙的實(shí)驗(yàn)方案中，掛上托盤(pán)和祛碼，小車(chē)勻速下滑，設(shè)斜面的傾斜角為O,斜面和紙帶

對(duì)小車(chē)的摩擦力或阻力總和為f則有

MgSine=/+mg

取下托盤(pán)和祛碼，小車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律可得

MgSine-7=Ma

即

mg=Ma

故乙方案中，不需要滿足加。

在甲乙方案中，均用托盤(pán)和祛碼的重力mg作為小車(chē)勻加速的直線運(yùn)動(dòng)的合力及F.

7.（2020?全國(guó)?高考真題）一細(xì)繩跨過(guò)懸掛的定滑輪，兩端分別系有小球力和8,如圖所示。

一實(shí)驗(yàn)小組用此裝置測(cè)量小球B運(yùn)動(dòng)的加速度。

OB

OA

令兩小球靜止，細(xì)繩拉緊，然后釋放小球，測(cè)得小球8釋放時(shí)的高度∕ω=0.590m,下降一段

距離后的高度A=0.100m；由自下降至h所用的時(shí)間Γ=0.730s。由此求得小球B加速度的

大小為α=m∕s2（保留3位有效數(shù)字）。

從實(shí)驗(yàn)室提供的數(shù)據(jù)得知，小球4、8的質(zhì)量分別為IOOQg和150.0g,當(dāng)?shù)刂亓铀俣却?/p>

小為g=9.80m∕s2o根據(jù)牛頓第二定律計(jì)算可得小球B加速度的大小為α'=m∕s2（保

留3位有效數(shù)字）。

可以看出，。'與。有明顯差異，除實(shí)驗(yàn)中的偶然誤差外，寫(xiě)出一條可能產(chǎn)生這一結(jié)果的原因：

【答案】1.841.96滑輪的軸不光滑，繩和滑輪之間有摩擦（或滑輪有質(zhì)量）

【解析】①有題意可知小球下降過(guò)程中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有

h「h=-aT2

02

代入數(shù)據(jù)解得α=1.84m∕s2;

②根據(jù)牛頓第二定律可知對(duì)小球A有

T-rnλg=%4

對(duì)小球B有

InBg-T=mBa^

帶入已知數(shù)據(jù)解得/=1.96m∕s2;

③在實(shí)驗(yàn)中繩和滑輪之間有摩擦?xí)斐蓪?shí)際計(jì)算值偏小。

8.（2020?浙江?高考真題）在"探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系"和用橡皮筋"探究做功與物體

速度變化的關(guān)系"實(shí)驗(yàn)中

（1）都是通過(guò)分析紙帶上的點(diǎn)來(lái)測(cè)量物理量，下列說(shuō)法正確的是

A.都需要分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)B.都不需要分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)

點(diǎn)

C.一條紙帶都只能獲得一組數(shù)據(jù)D.一條紙帶都能獲得多組數(shù)據(jù)

（2）如圖是兩條紙帶的一部分，A,B、C、…、G是紙帶上標(biāo)出的計(jì)數(shù)點(diǎn)，每?jī)蓚€(gè)相鄰的

計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)打出的點(diǎn)未畫(huà)出。其中圖（填"甲"或"乙"）所示的是用橡皮筋"探

究做功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)紙帶。"探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，小車(chē)

的加速度大小α=m∕s2（保留2位有效數(shù)字）。

（3）在用橡皮筋"探究做功與物體速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，平衡阻力后，小車(chē)與橡皮筋組

成的系統(tǒng)在橡皮筋恢復(fù)形變前機(jī)械能（填"守恒"或"不守恒"）O

【解析】（1）[1]AB.在"探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”和用橡皮筋"探究做功與物體速度變

化的關(guān)系"實(shí)驗(yàn)中均不需要打下的第一個(gè)點(diǎn)，前者主要利用紙帶求解加速度，后者主要研究

兩點(diǎn)間的動(dòng)能的變化，無(wú)需從第一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行研究。故A錯(cuò)誤，B正確；

CD.牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)探究一條紙帶只能求解一個(gè)加速度，找到加速度α與質(zhì)量用和合外

力尸的?組對(duì)應(yīng)關(guān)系；動(dòng)能定理探究也是從一條紙帶上選擇兩個(gè)點(diǎn)作為一組數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)程

分析，故C正確，D錯(cuò)誤。

（2）⑵甲圖中紙帶后邊是勻速直線運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明甲圖應(yīng)為用橡皮筋”探究做功與物體速度變化

的關(guān)系"實(shí)驗(yàn)；

⑶對(duì)乙紙帶采用逐差法求解加速度:

“=X"c-,o=0.40m?2

9T2

（3）⑷小車(chē)與橡皮筋在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，除了斜面的摩擦力外還會(huì)受到空氣的阻力作用，故平

衡摩擦力運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能不守恒。

模擬突破

1.（2022?海南?昌江黎族自治縣礦區(qū)中學(xué)三模）在探究加速度與物體所受合外力和質(zhì)量間的

關(guān)系時(shí)，采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車(chē)及車(chē)中的祛碼質(zhì)量用M表示，盤(pán)及盤(pán)中的祛碼

質(zhì)量用機(jī)表示，小車(chē)的加速度可通過(guò)小車(chē)拖動(dòng)的紙帶由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)計(jì)算得出：

（1）當(dāng)〃與機(jī)的大小關(guān)系滿足時(shí)，才可以認(rèn)為繩子對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)

和祛碼的重力。

（2）一組同學(xué)在先保持盤(pán)及盤(pán)中的祛碼質(zhì)量一定，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，以下做法正

確的是___________

A.平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤(pán)及盤(pán)中的祛碼用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車(chē)上

B.每次改變小車(chē)的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力

C.實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車(chē)，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源

D.小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度可用天平測(cè)出機(jī)以及小車(chē)質(zhì)量直接用公式整求出

M

（3）在保持小車(chē)及車(chē)中的祛碼質(zhì)量"一定，探究加速度與所受合外力的關(guān)系時(shí)，由于平衡

摩擦力時(shí)操作不當(dāng)，兩位同學(xué)得到的α-F關(guān)系分別如圖2中C、D所示Q是小車(chē)的加速度,

尸是細(xì)線作用于小車(chē)的拉力）。其原因分別是：C圖,D圖o

【答案】M?mB傾角過(guò)大（平衡摩擦力過(guò)度）未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足

（傾角過(guò)?。?/p>

【解析】（1）⑴對(duì)盤(pán)及盤(pán)中祛碼

mg-F—ma

對(duì)小車(chē)及車(chē)中的祛碼

F-Ma

聯(lián)立可得

ɑ??

m+M

M

7mg

?=—M+-m

只有當(dāng)M?m時(shí)，才可認(rèn)為繩子對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)和祛碼的重力。

（2）⑵A.平衡摩擦力時(shí)，先去掉盤(pán)、盤(pán)中祛碼和細(xì)線，只讓小車(chē)在重力沿斜面方向的分

力作用下向左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車(chē)能勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力沿斜面方向的分力和摩擦力平衡，A不正確;

B-調(diào)好后，當(dāng)再次改變小車(chē)質(zhì)量時(shí)，無(wú)需再平衡摩擦力，B正確；

C.實(shí)驗(yàn)時(shí)，要先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作，再釋放小車(chē)，C不正確;

D.小車(chē)的加速度是通過(guò)處理紙帶確定的，D不正確。

故選Bo

（3）[3]⑷.由C圖可看出F=O時(shí)，a≠0,說(shuō)明木板的傾角過(guò)大，重力沿斜面方向的分力大

于摩擦力.由D圖可看出，只有當(dāng)尸達(dá)到一定值時(shí)，才會(huì)有加速度，說(shuō)明平衡摩擦力不足

（傾角過(guò)小）或未平衡摩擦力。

2.（2022?湖南?新寧直山實(shí)驗(yàn)學(xué)校三模）某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)驗(yàn)證加速度a與物體所受合力F

及質(zhì)量機(jī)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，圖甲為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖。（交流電的頻率為50HZ）

（1）圖乙為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車(chē)的加速度大小為m∕s2。

（計(jì)算結(jié)果保留二位有效數(shù)字）

（2）保持小車(chē)的質(zhì)量不變，改變桶內(nèi)袪碼的質(zhì)量，某位同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別作出了加速

度。隨合力尸的變化圖線如圖丙所示，圖線上部出現(xiàn)了彎曲并偏離原來(lái)的直線，其主要原

因是;若從小車(chē)中取出祛碼放入桶中，并以桶、桶中的祛碼、車(chē)和車(chē)中的祛碼

整體為研究對(duì)象，圖線上部（填"會(huì)"或"不會(huì)"）彎曲。

【答案】3.2砂和砂桶的質(zhì)量沒(méi)有遠(yuǎn)小于車(chē)的質(zhì)量不會(huì)

【解析】（1）[1]從b圖中看出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.04s,利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)

推論得出

(6.19+6.70)-(5.17+5.68)

a-×10^2m∕s2≈3.2m∕s2

(4×0.02)2

（2）[2]設(shè)小車(chē)的質(zhì)量為例，砂和砂桶的質(zhì)量為加，根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)砂和砂桶有

mg-Fit=ma

對(duì)小車(chē)有

%=Ma

解得

f>nMg_=mg_=Ma

技m+M1+m

M

當(dāng)加《"時(shí)且小車(chē)質(zhì)量M保持不變時(shí)，則可知繩子的拉力近似等于砂和砂桶的總重力；F

從O開(kāi)始增加，當(dāng)砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于車(chē)的質(zhì)量時(shí)，砂和砂桶的重力可近乎看成與小車(chē)質(zhì)

量〃成比，故此時(shí)圖線為直線；當(dāng)砂和砂桶的質(zhì)量增加到一定程度不再遠(yuǎn)小于車(chē)的質(zhì)量時(shí),

繩子的拉力與砂和砂桶的總重力相差就變大，此時(shí)圖線上部出現(xiàn)彎曲；所以原因是砂和砂桶

的質(zhì)量沒(méi)有遠(yuǎn)小于車(chē)的質(zhì)量。

⑶以桶、桶中的祛碼、車(chē)和車(chē)中的祛碼整體為研究對(duì)象，設(shè)張力為兀對(duì)砂和砂桶有

mg-T=ma

對(duì)小車(chē)有

T=Ma

由以上兩式得整體的加速度為

a=jng=mg_

M+mM&

從小車(chē)中取出祛碼放入桶中，即雖然加變化，但整體質(zhì)量不變即“總恒定，所以“與Mg成

正比，所以圖線上部不會(huì)發(fā)生彎曲。

3.（2022?上海黃浦?二模）某同學(xué)用如圖α所示的裝置驗(yàn)證加速度與力的關(guān)系。

位移傳感器

（I）為平衡摩擦力，將軌道一端略抬高，給小車(chē)-初速度使其在軌道上運(yùn)動(dòng)，利用位移傳

感器獲得小車(chē)的速度-時(shí)間圖像如圖6,則應(yīng)適當(dāng)___________（選填"增大""減小"）軌道傾

角。平衡摩擦后，操作中要控制（選填"小車(chē)""鉤碼"）的質(zhì)量不變。

圖(b)

序號(hào)F/Na∕m?s^2

10.140.39

20.190.53

E00.67I

N00.80

00.94

（2）經(jīng)過(guò)正確操作，所測(cè)量的拉力與加速度的數(shù)據(jù)如右表。請(qǐng)?jiān)趫DC。中用"x"補(bǔ)充完成序

號(hào)為4、5的數(shù)據(jù)描點(diǎn)并做出a-F圖像。

α∕(m?s2)

圖(C)

（3）某同學(xué)對(duì)"將鉤碼的重力大小視為小車(chē)所受拉力的大小"的做法提出質(zhì)疑，并開(kāi)展了如

F研究：他在小車(chē)上固定一個(gè)力傳感器，可直接測(cè)得小車(chē)所受拉力。測(cè)得小車(chē)與傳感器總質(zhì)

量為0.486kg,改變鉤碼質(zhì)量，多次實(shí)驗(yàn)，測(cè)得多組鉤碼重力與小車(chē)所受拉力，圖心中的

圖線①、②分別為鉤碼重力、小車(chē)所受拉力隨鉤碼質(zhì)量變化的關(guān)系圖像。請(qǐng)根據(jù)圖像，針

當(dāng)鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量時(shí)，鉤碼的

重力大小可近似視為小車(chē)所受的拉力大小

【解析】（1）[1]圖6可知小車(chē)獲得一初速度后做勻加速運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明重力沿斜面向下的分

力大于摩擦力，應(yīng)適當(dāng)減小軌道傾角。

⑵該實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證加速度與力的關(guān)系，平衡摩擦后，操作中要控制小車(chē)的質(zhì)量不變。

,α∕(m?s2)

（3）⑷由圖像d可知，當(dāng)鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量時(shí)，鉤碼的重力大小可近似視為小車(chē)所

受的拉力大小。

4.（2022?湖南?長(zhǎng)郡中學(xué)二模）在某次探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，甲、乙、丙、

丁四位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車(chē)總質(zhì)量用“，重物質(zhì)量用機(jī)表示。

（1）為便于測(cè)量合力的大小，并得到小車(chē)總質(zhì)量一定時(shí)，小車(chē)的加速度與所受合力成正比

的結(jié)論，下列說(shuō)法正確的是。（填選項(xiàng)字母）

A.四組實(shí)驗(yàn)中只有甲需要平衡摩擦力

B.四組實(shí)驗(yàn)都需要平衡摩擦力

C.四組實(shí)驗(yàn)中只有甲需要滿足所掛重物質(zhì)量加遠(yuǎn)小于小車(chē)的總質(zhì)量M的條件

D.四組實(shí)驗(yàn)都需要滿足所掛重物質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車(chē)的總質(zhì)量M的條件

（2）按甲同學(xué)設(shè)計(jì)裝置完成實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，畫(huà)出小車(chē)的圖像如圖所

（3）若乙、丙、丁三位同學(xué)發(fā)現(xiàn)某次測(cè)量中力傳感器和彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)相同，通過(guò)計(jì)算得

到小車(chē)加速度均為α,則乙、丙、丁實(shí)驗(yàn)時(shí)所用小車(chē)總質(zhì)量之比為。

【答案】BC##CB12：1：1

【解析

］（1）［1］AB.四組實(shí)驗(yàn)中長(zhǎng)木板都是水平放置，都需要平衡摩擦力，故A錯(cuò)誤，B正確；

CD.四組實(shí)驗(yàn)中，乙、丁都能用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量繩的拉力，丙用力的傳感器測(cè)量繩的拉力,

只有甲不能測(cè)量繩的拉力，用重物的重力替代繩的拉力，需要滿足所掛重物質(zhì)量加遠(yuǎn)小于

小車(chē)的總質(zhì)量M的條件，故C正確，D錯(cuò)誤。

故選BCo

（2）⑵根據(jù)牛頓第二定律得

根據(jù)圖像得

02

尸='N=0.5N

0.4

當(dāng)小車(chē)的質(zhì)量為0.5kg時(shí),它的加速度為

α=￡=?^?m∕s2=lm∕s2

M0.5

（3）⑶乙、丙、丁實(shí)驗(yàn)時(shí)所用小車(chē)總質(zhì)量之比為

,IFFF

M乙：Λ∕μ-:M=--:——=2:1:1

aaa

5.（2022?天津?耀華中學(xué)一模）某同學(xué)采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究加速度和力的關(guān)系,

其中小車(chē)的質(zhì)量為“，砂和砂桶的總質(zhì)量為“（滑輪光滑），交流電頻率為六50Hz。

i

彈打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

簧:一ft--紙帶

三

測(cè)

力-?

計(jì)

甲

（1）本實(shí)驗(yàn)中（需要或不需要）滿足m<<M;

（2）松開(kāi)砂桶，小車(chē)帶動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)，若相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，紙帶如圖乙所示,

則小車(chē)的加速度α=（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；

（3）改變砂桶內(nèi)砂子的質(zhì)量，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，以彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)尸為橫坐標(biāo)、小車(chē)對(duì)應(yīng)的加速

度〃為縱坐標(biāo)，做出的“-尸圖像如圖丙，可知小車(chē)的質(zhì)量M=kg。（結(jié)果保留三

【答案】不需要2.010.125

【解析】（1）⑴本實(shí)驗(yàn)中小車(chē)所受拉力大小可以通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)直接讀出，不需要用砂和

砂桶的重力近似替代，所以不需要滿足

（2）[2J由題意，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔為

T=-=0.↑s

f

根據(jù)逐差法可得小車(chē)的加速度為

X-X（36.21-9.06-9.06）×10-2

=336?0033=?---------------------；---------------nι∕s;2=2n.0n1ιm∕s;^2

a9Γ29×0.12

（3）[3]彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)/就是小車(chē)所受合外力大小，則由圖丙并根據(jù)牛頓第二定律有

F

Λ/=-=0.125kg

a

6.（2022?湖北?荊州中學(xué)三模）某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，用于“探

究質(zhì)量一定時(shí),加速度α與物體所受合力F的關(guān)系”。某次實(shí)驗(yàn)中,測(cè)得兩物塊質(zhì)量分別為〃小

m2,傳感器示數(shù)為尸，打出的紙帶如圖乙所示，相鄰計(jì)時(shí)點(diǎn)B、C、D、E間距依次為

SI、S2、S3、S4,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)頻率為./；不計(jì)滑輪質(zhì)量及摩擦。

OABCDE

?L___?_______?_________?___J______

____________rSl丁S2丁S3π

乙

（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)打出的紙帶計(jì)算出紙帶加速度。（用題中物理量字母表示）；

(2)根據(jù)圖甲所示的試驗(yàn)裝置，兩物體的質(zhì)量必須滿足叫町(填或"=")；

(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，關(guān)于實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象的選取下列說(shuō)法正確的一項(xiàng)是O

A.若以町為研究對(duì)象，叫受到的合力大小應(yīng)表示為嗎g

B.若以町為研究對(duì)象，/受到的合力大小應(yīng)表示為3尸-加港

C.若以加2為研究對(duì)象，機(jī)2受到的合力大小應(yīng)表示為叫g(shù)

D.若以嗎為研究對(duì)象，叫受到的合力大小應(yīng)表示為gb-Mg

【答案】(S3+S4-S∣-2)尸>B

4

【解析】(1)口]由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的判別式心