4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系（练习）

4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系 同步练习 一、实验题 1．（2022·湖南·宁乡一中高三期中）探究“加速度与物体受力、物体质量关系”的实验装置如图甲所示。小车后面固定一条纸带穿过电火花计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直面内的拉力传感器相连，拉力传感器用于测小车受到拉力的大小。 （1）实验准备了如图所示的器材和配套的电源、导线、天平。若要完成该实验，必需的实验器材还有_____。 （2）关于本次实验，下列说法正确的是_____。 A．平衡摩擦力时，需要在动滑轮上挂上钩码 B．细线必须与长木板平行 C．先释放小车再接通电源 D．实验中所挂钩码质量要远小于小车质量 （3）通过实验得到乙图所示的纸带，纸带上为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1s的相邻计数点。此实验测得的小车的加速度为_____（保留3位有效数字）。 2．2．(2023·广西桂林市高一上期末)某小组计划用如图甲所示装置探究加速度与力的关系。在水平气垫导轨(可认为气垫导轨上运动的物体不受阻力)上放置一滑块，一不可伸长的细绳跨过轻质定滑轮，两端分别与滑块和质量为m0＝10 g的小桶(可往里加砝码)连接。已知遮光条的宽度为d，光电门1、2中心间的距离为L，遮光条的质量可忽略。实验步骤如下，请回答下列问题： (1)实验时将小桶及其所装砝码的总重力当作滑块所受的拉力，为了尽量减小误差，应选择质量为_____的滑块(填序号)。 A．10 g B．20 g C．100 g D．200 g (2)把气垫导轨调整到水平：打开气泵电源，气泵正常工作，调节气垫导轨垫脚螺丝，放上滑块，轻轻推动一下，让不挂小桶和细绳的滑块在气垫导轨上运动起来，若遮光条经过光电门1的遮光时间_____(选填“大于”“小于”或“等于”)经过光电门2的遮光时间，即可判定气垫导轨已经调整到水平。 (3)细绳跨过定滑轮一端与滑块相连，一端与小桶相连，调节细绳与导轨平行。轻轻放手后，滑块在细绳拉力作用下运动起来。记录下遮光条经过1、2两个光电门的时间分别为t1和t2。则滑块经过光电门1时的速度大小为v1＝_____，此过程滑块的加速度大小为a＝_____。(用题目中所给物理量的符号表示) (4)保持滑块质量不变，往小桶中添加砝码重复步骤(3)，多次实验得到多组数据，以a为纵坐标、m(小桶及所装砝码的总质量)为横坐标作函数图像，若作出的图像如图乙所示，则可以得到的探究结果为：_____。 3．（2022·广东·饶平县第二中学高一开学考试） 用图甲所示装置“探究小车加速度与力、质量的关系”。请思考并完成相关内容： （1）实验时平衡摩擦力操作如下：将小车静止放在水平长木板右端，连接已穿过打点计时器的纸带，且取下砝码和砝码盘，调整长木板右端的高度，接通打点计时器的电源，轻拨小车，使打点计时器在纸带上打出一系列_____的点，说明小车已经平衡摩擦力； （2）图乙为某次实验得到的纸带，已知所用电源的频率为50Hz。根据纸带可求出打出B点时小车的速度为_____m/s；小车的加速度大小为_____m/s2；（结果均保留两位有效数字） （3）小薇同学研究小车质量一定的情况下加速度a与合外力F的关系，得到了如图丙中①所示的a-F图线，主要原因是_____； （4）小丹同学研究小车质量一定的情况下加速度a与砝码重力F（忘记测量砝码盘的质量，但其他操作均正确）的关系， 得到的a-F图线应该是图丙中的_____（填“①”“②”或“③”）。 4．（2022·上海·华东师范大学附属周浦中学高三期中）某同学利用如图装置研究“加速度与外力的关系”。将力传感器安装在置于光滑水平轨道的小车上，通过细绳绕过光滑定滑轮悬挂钩码。开始实验后，依次按照如下步骤操作： ①同时打开力传感器和位移传感器； ②释放小车； ③关闭传感器，根据，图像记录下绳子拉力和小车加 ... ...