（浙江选考）2019年高考物理专题06实验：探究加速度与力、质量的关系试题（含解析）

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1、实验：探究加速度与力、质量的关系1．实验原理（见实验原理图）（1）保持质量不变，探究加速度跟合外力的关系．（2）保持合外力不变，探究加速度与质量的关系．（3）作出a－F图象和a－图象，确定其关系．2．实验器材小车、砝码、小盘、细绳、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线两根、纸带、天平、米尺．3．实验步骤（1）用天平测出小车和盛有砝码的小盘的质量m和m′，把数据记录在表格中；（2）把实验器材安装好，平衡摩擦力；（3）在小盘里放入适量的砝码，把砝码和小盘的质量m′记录在表格中；（4）保持小车的质量不变，改变

2、砝码的质量，按上面步骤再做5次实验；（5）算出每条纸带对应的加速度的值并记录在表格中；（6）用纵坐标表示加速度a，横坐标表示合外力，即砝码和小盘的总重力m′g，根据实验数据在坐标平面上描出相应的点，作图线；（7）用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车质量的倒数，在坐标系中根据实验数据描出相应的点并作图线。4．数据处理（1）利用Δx＝aT2及逐差法求a.（2）以a为纵坐标，F为横坐标，根据各组数据描点，如果这些点在一条过原点的直线上，说明a与F成正比．（3）以a为纵坐标，为横坐标，描点、连线，如果该线为过原点的直线，就能判定a

3、与m成反比．1．注意事项（1）平衡摩擦力：适当垫高木板的右端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力．在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动．（2）不重复平衡摩擦力．（3）实验条件：m≫m′.（4）一先一后一按：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后释放小车，且应在小车到达滑轮前按住小车．2．误差分析（1）因实验原理不完善引起的误差：本实验用小盘和砝码的总重力m′g代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的

4、总重力．（2）摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差．1．用如图甲所示的实验装置，探究加速度与力、质量的关系实验中，将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌面上，实验小车通过轻细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为f＝50Hz.平衡摩擦力后，在保持实验小车质量不变的情况下，放开砂桶，小车加速运动，处理纸带得到小车运动的加速度为；改变砂桶中沙子的质量，重复实验三次．（1）在验证“质量一定，加速度与合外力的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图

5、乙所示的图象，其中图线不过原点并在末端发生了弯曲现象，产生这两种现象的原因可能有_____．A．木板右端垫起的高度过小（即平衡摩擦力不足）B．木板右端垫起的高度过大（即平衡摩擦力过度）C．砂桶和沙子的总质量远小于小车和砝码的总质量（即）D．砂桶和沙子的总质量未远小于小车和砝码的总质量．（2）实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示，图中、、、、、、为相邻的计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，则小车运动的加速度＝_____.（结果保留3位有效数字）（3）小车质量一定，改变砂桶中沙子的质量，砂桶和沙子的总质量为，根据实验数据

6、描绘出的小车加速度与砂桶和沙子的总质量之间的关系图象如图丁所示，则小车的质量_____.（g=10m/s2）【答案】（1）BD（2）2.00（3）0.4（2）相邻两计数点间还有4个点未画出，则两计数点间时间间隔小车运动的加速度（3）设绳子拉力为，对砂桶和沙子受力分析，由牛顿第二定律可得：对小车和砝码受力分析，由牛顿第二定律可得：联立解得：，整理得：由关系图象可得：，解得：。7．“用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置如图（a）所示，实验中用所挂钩码的重量作为细线对小车的拉力F。通过增加钩码的数量，多次测量，可得小车运动的

7、加速度a和所受拉力F的关系图象。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图（b）所示。（1）图线__________（选填“①”或“②”）是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的；（2）在轨道水平时，小车运动的阻力Ff＝________N；（3）图乙中，拉力F较大时，a-F图线明显弯曲，产生误差。为避免此误差可采取的措施是________。A．调整轨道的倾角，在未挂钩码时使小车能在轨道上匀速运动B．在增加钩码数量的同时在小车上增加砝码，使钩码的总质量始终远小于小车的总质量C．将无线力传感器捆绑在小

8、车上，再将细线连在力传感器上，用力传感器读数代替钩码的重力D．更换实验中使用的钩码规格，采用质量较小的钩码进行上述实验【答案】（1）（2）0.5N（3）C（3）拉力F较大时，a-F图线明显弯曲，因为此时钩码的质量不满足远小于小车的质量，钩码的重力不等于绳子的拉力，避免此误差的方法是运用力传感器，直接读出