2019版高考物理一轮复习 实验增分 专题4 探究加速度与力对应演练

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1、实验四　探究加速度与力、质量的关系对应演练·迁移运用1．(2018·湖北武汉华师一附中模拟)为了探究加速度与力、质量的关系．甲、乙、丙三位同学分别设计了如图所示的实验装置，小车总质量用M表示(乙图中M包括小车与传感器，丙图中M包括小车和与小车固连的滑轮)，钩码总质量用m表示．(1)为便于测量合外力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与所受合外力成正比的结论．下列说法正确的是(　BC　)A．三组实验中只有甲需要平衡摩擦力B．三组实验都需要平衡摩擦力C．三组实验中只有甲需要满足所挂钩码的总质量m远小于

2、小车的总质量M的条件D．三组实验都需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件(2)若乙、丙两位同学发现某次测量中力传感器和测力计读数相同，通过计算得到小车加速度均为a，a＝g，g为当地重力加速度．则乙、丙两人实验时所用小车总质量之比为__1∶2__，乙、丙两人实验用的钩码总质量之比为__1∶2__.解析　(1)为便于测量合外力的大小，甲图通过钩码的总质量对应的重力即为合外力，而乙图是力传感器的示数，丙图则是测力计的2倍，因此它们都必须平衡摩擦力，故选项A错误，B正确；由于甲图通过钩码的总质量对应

3、的重力即为合外力，因此三组实验中只有甲需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件，故选项C正确，D错误．(2)乙、丙两位同学发现某次测量中力传感器和测力计读数相同，且通过计算得到小车加速度均为a，根据牛顿第二定律，则有F＝M乙a，2F＝M丙a；因此乙、丙两人实验时所用小车总质量之比为1∶2；由牛顿第二定律，对砝码研究，则有m乙g－F＝m乙a，而m丙g－F＝m丙2a，因a＝g，解得m乙∶m丙＝1∶2；即乙、丙两人实验用的钩码总质量之比为1∶2.2．(2017·上海奉贤调研)用图甲的装置“验证牛顿第

4、二定律”时有两个“巧妙”的设计，一是要求小车的质量远大于砂和砂桶的质量之和；二是对小车要进行“平衡摩擦力”操作．回答下列问题：(1)实验要求“小车的质量远大于砂和砂桶的质量之和”的目的是__小车所受拉力近似等于砂和砂桶的总重力__.(2)对小车进行“平衡摩擦力”的操作时，下列必须进行的是__AD__.(选填字母序号)A．取下砂和砂桶B．在空砂桶的牵引下，轻推一下小车，小车能做匀速直线运动C．小车拖着穿过打点计时器的纸带做匀速运动时，打点计时器的电源应断开D．把长木板没有定滑轮的一端垫起适当高度(3)在满足

5、实验条件下，某同学得到了如图乙的图线(M为小车和砝码的总质量)，图线在纵轴上截距不为零的原因是__长木板倾角过大__.解析　小车质量远大于砂和砂桶的质量之和时，小车和砂桶的加速度很小，此时砂和砂桶的总重力近似等于小车所受拉力，从而验证小车加速度与合外力的关系；(2)平衡摩擦力是使小车所受重力沿木板方向分力与小车所受摩擦力平衡，故选项A、D正确，B错误；为确定小车是否为匀速运动，需要通过纸带上点迹是否均匀来判断，故选项C错误；(3)纵截距不为零，即使小车质量M非常大时，小车仍有加速度，说明小车不受拉力作用时

6、也具有加速度，因此可以断定平衡摩擦力时长木板倾角过大．3．某学习小组用图甲所示的装置探究加速度与合力的关系．装置中的铝箱下端连接纸带，砂桶中可放置砂子以改变铝箱所受的外力大小，铝箱向上运动的加速度a可由打点计时器和纸带测出．现保持铝箱总质量不变，逐渐增大砂桶和砂的总质量进行多次实验，得到多组a、F值(F为力传感器的示数，等于悬挂滑轮绳子的拉力)，不计滑轮的重力．(1)某同学根据实验数据画出了a－F关系图线如图乙所示，则由该图象可得铝箱总质量m＝__m＝0.20_kg__，重力加速度g＝__g＝10_m/s

7、2__.(结果保留两位有效数字)(2)当砂桶和砂的总质量M较大导致a较大时，实验得到的加速度a的值可能是__CD__.(填选项前的字母)　A．12.0m/s2B．10.0m/s2C．5.0m/s2D．6.0m/s2解析　(1)由题意知，轻绳对铝箱的拉力为，对铝箱有－mg＝ma，即a＝F－g，对照a－F图象有＝得m＝0.20kg，g＝10m/s2.　(2)砂桶和砂的总质量M越大，系统运动的加速度a也越大，但a一定小于g，故选项C、D正确．4．如图所示的实验装置可以探究加速度与力、质量的关系，小车上固定一个盒

8、子，盒子内盛有砂子．砂桶的总质量(包括桶以及桶内砂子质量)记为m，小车的总质量(包括车、盒子及盒内砂子质量)记为M.实验前，先不挂砂桶，适当抬升长木板的右端，通过调节平衡车受到的摩擦力．(1)验证在质量不变的情况下，加速度与合力成正比．从盒子中取出一些砂子，装入砂桶中，称量并记录砂桶的总重力mg，将该力视为合力F，对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出．多次改变合力F的大小，每次都会得到一个相应的加速度．本次实验中，桶内的砂子