人教3.3 实验四：探究加速度与力、质量的关系（练）--2023年高考物理一轮复习讲练测（全国通用）（解析版）.docx

3.3 实验四：探究加速度与力、质量的关系
1．某小组用如图所示的装置（甲图为侧视图、乙图为俯视图）验证“质量一定时加速度与合外力成正比”，保持两小车质量相同，绳子下端悬挂质量不同的槽码。实验前，先平衡摩擦力，然后同时释放两小车，经过一段时间后，使两小车同时停止运动。
（1）本实验中需要测量的物理量有___________。
A．小车的质量M                                                            B．两小车运动的时间t
C．两小车各自所挂槽码的质量、                           D．两小车运动的位移 、
（2）若质量一定时加速度与合外力成正比，则测量数据应满足的关系式为___________。（用所测物理量的符号表示）
（3）小华同学利用打点计时器测量小车的加速度。图丙为实验中得到的一条纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为，其中、、、、、、则小车的加速度大小为___________。（计算结果保留两位小数）
【答案】     CD##DC          0.64
【解析】
（1）[1]本实验探究质量一定时加速度与合外力成正比，则要保证小车的质量一定，两个不同拉力下的加速度与对应拉力的关系，所以要测量拉力（即槽码质量）及位移（两车运动时间一样，位移与加速度成正比，可通过比较位移从而比较加速度）之比。
故选CD。
（2）[2]因为拉力是用槽码重力代替，则有
小车做初速度为零的匀加速直线运动，据知时间相等时，位移与加速度成正比，即
若有
则可得到加速度与作用力成正比。
（3）[3] 由逐差公式求加速度为
代入数据解得
2．小明用图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。实验中，保持小车质量不变来探究小车加速度a与合力F的关系。
（1）小明在实验中得到如图乙所示的一条纸带，已知打点计时器采用的是频率为的交流电，相邻两计数点之间还有四个计时点未画出，根据纸带可求出小车的加速度大小为__________（结果保留三位有效数字）；
（2）在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘受到的总重力，由此造成的误差是___________（选填“系统”或“偶然”）误差。设拉力的真实值为，小车的质量为M，为了使，应当满足的条件是_______________（结果保留两位有效数字）。若不满足此条件，在描绘图像时可能出现图线__________。（选填“A”、“B”或“C”）
【答案】     2.00     系统     ##0.053     B
【解析】
（1）[1]根据逐差法可得
（2）[2]小车和砝码、砝码盘一起运动，根据牛顿第二定律有
可得小车受到的拉力
即实际拉力小于，本实验用砝码和砝码盘受到的重力代表小车受到的拉力，只有
才有
此误差为系统误差
[3]依题意
与
联立，可得
解得
[4]若不满足此条件，图像会出现弯折，若砝码质量非常大，小车加速度会趋于自由落体加速度g（为一定值）。
故选B。
3．某实验小组利用图示的装置探究“物体加速度与质量的关系”。
（1）下列做法正确的是___________（填字母代号）
A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴木块上
C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源
D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度
（2）为了保证在改变木块上的砝码质量时，木块所受的拉力近似不变，砝码桶及桶内砝码的总质量应满足的条件是___________。
（3）甲、乙两同学在同实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块质量分别为、，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为，，由图可知，___________，___________。（填“大于”、“小于”或“等于”）
【答案】     AD##DA     远小于木块和木块上砝码的总质量     小于     大于
【解析】
（1）[1]
A．为了保证滑块受到的绳子拉力是恒力，需要调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，A正确；
B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，不能将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴木块上，B错误；
C．实验时，先接通打点计时器的电源再放开木块，C错误；
D