图1是探究加速度与力关系的实验装置。提供器材如下:带有刻度尺的气垫导轨、气泵、光电门2个、数字计时器、带挡光片滑块(其上可放砝码),砝码盘(质量)、质量的砝码5个。
实验步骤:固定光电门,测出光电门间的距离;调节导轨水平,将滑块用细线跨过轻质滑轮与砝码盘相连;将5个砝码放到滑块上,释放滑块,测出其经过光电门1和2的挡光时间;取滑块上一个砝码放入砝码盘,释放滑块,测出挡光时间;再次取滑块上一个砝码,依次重复上述操作,直至将5个砝码全部转移到砝码盘。描点作图分析加速度与力的关系。
(1)图2、图3分别为甲、乙同学用各自实验数据绘制的a—F图像。
上述图像中只有_____ (填“图2”或“图3”)能正确反映加速度和力的关系。错误图像形成的原因可能是_____ 。
A.滑块释放时具有一定的初速度
B. 绘制a—F图像时,将砝码盘中的砝码重量作为合力F
C. 滑块上固定的挡光片发生倾斜
(2)依据上述正确图像计算出滑块的质量为____ g。(结果保留三位有效数字)
实验步骤:固定光电门,测出光电门间的距离;调节导轨水平,将滑块用细线跨过轻质滑轮与砝码盘相连;将5个砝码放到滑块上,释放滑块,测出其经过光电门1和2的挡光时间;取滑块上一个砝码放入砝码盘,释放滑块,测出挡光时间;再次取滑块上一个砝码,依次重复上述操作,直至将5个砝码全部转移到砝码盘。描点作图分析加速度与力的关系。
(1)图2、图3分别为甲、乙同学用各自实验数据绘制的a—F图像。
上述图像中只有
A.滑块释放时具有一定的初速度
B. 绘制a—F图像时,将砝码盘中的砝码重量作为合力F
C. 滑块上固定的挡光片发生倾斜
(2)依据上述正确图像计算出滑块的质量为
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2021届河北省普通高中高三下学期学业水平选择性考试物理试题(已下线)2021年高考物理押题预测卷(辽宁卷)02(已下线)专题12 实验-2022年高考物理三轮冲刺与命题大猜想2023优化方案高考总复习 第三章 实验四 探究加速度与力、质量的关系
更新时间:2021-04-21 08:16:15
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【推荐1】在“探究物体的加速度与合力的关系”实验中:
(1)甲同学用图甲所示装置进行实验:将木板左端抬起适当角度以平衡摩擦力,保持小车(含车中重物)的质量M不变,逐次改变细绳下端悬挂钩码的质量m,用打点计时器测出每次小车运动的加速度a,实验中将悬挂钩码的总重力mg作为小车受到的合力F。
①关于实验操作,下列说法正确的是________ 。
A.实验前应调节滑轮高度,使滑轮和小车间的细绳与木板进行
B.平衡摩擦力时,应在细绳的下端悬挂钩码,使小车在绳的拉力作用下能匀速下滑
C.实验时必须保证满足M>>m的条件
D.实验时应先释放小车,后接通打点计时器电源
②图乙为实验所得纸带的一部分,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E,相邻两个计数点的时间间隔为T,测出各计数点间的距离x1、x2、x3、x4,该同学用逐差法得到小车的加速度的表达式a=_____ 。
(2)乙同学用图丙所示装置进行实验:装有定滑轮的长木板固定在水平实验台上,用右端固定有滑轮的滑块代替小车,钩码和弹簧测力计通过绕在滑轮上的细线相连,实验中用弹簧测力计直接测出细线拉力。放开钩码,滑块在水平长木板上做匀加速直线运动。
读出弹簧测力计的示数F,处理纸带,得到滑块运动的加速度a;改变钩码个数重复实验,获得多组数据。以弹簧测力计的示数F为纵坐标,以加速度a为横坐标,得到的图像是纵轴截距为b,斜率为K的一条倾斜直线,如图丁所示。已知重力加速度为g,忽略滑轮与细线之间的摩擦。根据以上条件可以计算出滑块与木板之间的动摩擦因数μ=____________ ,滑块和右端滑轮的总质量M=_________ 。(两个空均用b、k、g中的字母表示)
(1)甲同学用图甲所示装置进行实验:将木板左端抬起适当角度以平衡摩擦力,保持小车(含车中重物)的质量M不变,逐次改变细绳下端悬挂钩码的质量m,用打点计时器测出每次小车运动的加速度a,实验中将悬挂钩码的总重力mg作为小车受到的合力F。
①关于实验操作,下列说法正确的是
A.实验前应调节滑轮高度,使滑轮和小车间的细绳与木板进行
B.平衡摩擦力时,应在细绳的下端悬挂钩码,使小车在绳的拉力作用下能匀速下滑
C.实验时必须保证满足M>>m的条件
D.实验时应先释放小车,后接通打点计时器电源
②图乙为实验所得纸带的一部分,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E,相邻两个计数点的时间间隔为T,测出各计数点间的距离x1、x2、x3、x4,该同学用逐差法得到小车的加速度的表达式a=
(2)乙同学用图丙所示装置进行实验:装有定滑轮的长木板固定在水平实验台上,用右端固定有滑轮的滑块代替小车,钩码和弹簧测力计通过绕在滑轮上的细线相连,实验中用弹簧测力计直接测出细线拉力。放开钩码,滑块在水平长木板上做匀加速直线运动。
读出弹簧测力计的示数F,处理纸带,得到滑块运动的加速度a;改变钩码个数重复实验,获得多组数据。以弹簧测力计的示数F为纵坐标,以加速度a为横坐标,得到的图像是纵轴截距为b,斜率为K的一条倾斜直线,如图丁所示。已知重力加速度为g,忽略滑轮与细线之间的摩擦。根据以上条件可以计算出滑块与木板之间的动摩擦因数μ=
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【推荐2】如图所示,是某小组同学“用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置,实验过程中可近似认为钩码受到的总重力等于小车所受的拉力。先测出钩码所受的重力为G,之后改变绳端的钩码个数,小车每次从同一位置释放,测出挡光片通过光电门的时间Δt。(1)实验中___________ (选填“必须”或“不必”)测出小车质量m车。
(2)为完成实验还需要测量___________ 和___________ 。
(3)实际小车受到的拉力小于钩码的总重力,原因是___________ 。
(4)若导轨保持水平,滑轮偏低导致细线与轨道不平行,则细线平行时加速度a1,与不平行时加速度a2相比,a1___________ (选填“大于”“小于”或“等于”)a2。
(2)为完成实验还需要测量
(3)实际小车受到的拉力小于钩码的总重力,原因是
(4)若导轨保持水平,滑轮偏低导致细线与轨道不平行,则细线平行时加速度a1,与不平行时加速度a2相比,a1
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(0.65)
【推荐3】在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中,某实验小组利用如图所示的实验装置,将一端带滑轮的长木板固定在水平桌面上,木块置于长木板上并用细绳跨过定滑轮与砂桶相连,小车及车上砝码质量m1,悬挂的砂桶和砂质量为m2,小车左端连一条纸带通过打点计时器记录其运动情况。
(1)下列做法不正确的是______ ;
A.本实验原理采用了“控制变量”的思想方法
B.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行
C.在探究加速度与力的关系时,作a-F图象应该用折线将所描的点依次连
D.实验时,先接通打点计时器的电源再放开木块
E.通过增减木块上的砝码改变质量m1时,必须重新调节木板倾斜度
F.在用图像探究加速度与质量关系时,应作图像,其斜率即为滑块合外力
G.本实验m2应远大于m1,但若用拉力传感器获取绳中拉力,则不需满足此条件
(2)如图是实验时平衡阻力的情形,其中正确的是______ ;(选填字母)
A. B. C.
(3)某学生在平衡摩擦力时,把长木板的一端垫得过高,使得倾角偏大。他所得到的a-F 关系可用图中的______ 表示(图中a是小车的加速度,F 是细线作用于小车的拉力);
A.B.C.D.
(4)如图是打出纸带的一段,相邻计数点间还有四个点未画出,已知打点计时器使用的交流电频率50Hz。由图可知,打纸带上B点时小车的瞬时速度vB=______ m/s,木块的加速度a=______ m/s2。(结果保留两位有效数字)
(1)下列做法不正确的是
A.本实验原理采用了“控制变量”的思想方法
B.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行
C.在探究加速度与力的关系时,作a-F图象应该用折线将所描的点依次连
D.实验时,先接通打点计时器的电源再放开木块
E.通过增减木块上的砝码改变质量m1时,必须重新调节木板倾斜度
F.在用图像探究加速度与质量关系时,应作图像,其斜率即为滑块合外力
G.本实验m2应远大于m1,但若用拉力传感器获取绳中拉力,则不需满足此条件
(2)如图是实验时平衡阻力的情形,其中正确的是
A. B. C.
(3)某学生在平衡摩擦力时,把长木板的一端垫得过高,使得倾角偏大。他所得到的a-F 关系可用图中的
A.B.C.D.
(4)如图是打出纸带的一段,相邻计数点间还有四个点未画出,已知打点计时器使用的交流电频率50Hz。由图可知,打纸带上B点时小车的瞬时速度vB=
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【推荐1】如下图所示实验装置探究加速度与力关系实验,按正确的要求进行操作,打出的一条纸带如图所示,打点计时器使用的是50Hz的交流电源。
(1)实验中为了测量更精确,需要平衡摩擦力,写出平衡摩擦力的过程_______ ,
(2)若某同学经过上述操作后,实验画出的图像如下图所示,应______ (填“减小”或“增大”)木板的倾角;
(3)根据某同学实验画出的图像中数据可知小车的质量为______ kg。
(4)启动打点计时器,释放物块,物块在钩码的作用下拖着纸带运动。打点计时器打出的纸带如图所示(图中相邻两点间有4个点未画出)。
①A点和C点之间的时间间隔是_______ s,在打点计时器打出B点时,物块的速度大小为_______ m/s。(保留两位有效数字)
②物块的加速度大小为_______ m/s2。(保留两位有效数字)
(1)实验中为了测量更精确,需要平衡摩擦力,写出平衡摩擦力的过程
(2)若某同学经过上述操作后,实验画出的图像如下图所示,应
(3)根据某同学实验画出的图像中数据可知小车的质量为
(4)启动打点计时器,释放物块,物块在钩码的作用下拖着纸带运动。打点计时器打出的纸带如图所示(图中相邻两点间有4个点未画出)。
①A点和C点之间的时间间隔是
②物块的加速度大小为
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【推荐2】某同学在“验证牛顿第二定律”的实验中利用如图甲所示装置探究物体运动的加速度与所受合外力的关系,调整木板的倾角平衡摩擦阻力后,挂上钩码;
(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持________ 不变,并且要使小车质量________ (选填“远大于”“等于”或“远小于”)钩码的质量,用钩码所受的重力作为小车所受合外力,用打点计时器测小车的加速度。
(2)图乙是实验中得到的一条纸带,该纸带上相邻两个计数点间还有4个点未标出,打点计时器使用交流电的频率是50Hz,则小车的加速度大小是________ (结果保留2位有效数字)。
(3)改变所挂钩码的数量,多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出关系图线(如图所示)。此图线不过坐标原点,且AB段明显偏离直线,造成此现象的主要原因是________ 。
A.小车与轨道之间存在摩擦
B.木板的倾角过小
C.所挂钩码的总质量太大
D.所用小车的质量太大
(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持
(2)图乙是实验中得到的一条纸带,该纸带上相邻两个计数点间还有4个点未标出,打点计时器使用交流电的频率是50Hz,则小车的加速度大小是
(3)改变所挂钩码的数量,多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出关系图线(如图所示)。此图线不过坐标原点,且AB段明显偏离直线,造成此现象的主要原因是
A.小车与轨道之间存在摩擦
B.木板的倾角过小
C.所挂钩码的总质量太大
D.所用小车的质量太大
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【推荐3】用下列器材测量当地重力加速度g:一端带有定滑轮的平直轨道,垫块,细线,打点计时器,纸带,频率为50Hz的交流电源,直尺,6个槽码(每个槽码的质量均为)。(1)补充下列实验步骤中的内容:
ⅰ.按图甲安装好实验器材,跨过定滑轮的细线一端连接在质量为M的小车上,另一端悬挂着6个槽码.改变轨道的倾角,用手轻拨小车,直到打点计时器在纸带上打出了一系列________ 的点,表明小车沿倾斜轨道匀速下滑;
ⅱ.保持轨道倾角不变,取下1个槽码(即细线下端悬挂5个槽码),让小车拖着纸带沿轨道下滑,根据纸带上打的点迹测出加速度a;
ⅲ.依次减少细线下端悬挂的槽码数量,重复步骤ⅱ;
ⅳ.以取下槽码的总个数n()的倒数为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上作出关系图线,如图丙所示。
(2)①下列说法正确的是________ (填字母)。
A.为了减小实验误差,轨道一定要光滑
B.接通电源后,再将小车从靠近打点计时器处释放
C.小车下滑时,位于定滑轮和小车之间的细线应始终跟倾斜轨道保持平行
D.若细线下端悬挂着2个槽码,则小车在下滑过程中受到的合外力大小为4mg
②某次实验获得如图乙所示的纸带,相邻计数点间均有4个点未画出,则此次实验小车的加速度大小________ (计算结果保留两位有效数字)。③测算得关系图线,如图丙所示,斜率,截距,则当地重力加速度________ (计算结果保留两位有效数字)。
ⅰ.按图甲安装好实验器材,跨过定滑轮的细线一端连接在质量为M的小车上,另一端悬挂着6个槽码.改变轨道的倾角,用手轻拨小车,直到打点计时器在纸带上打出了一系列
ⅱ.保持轨道倾角不变,取下1个槽码(即细线下端悬挂5个槽码),让小车拖着纸带沿轨道下滑,根据纸带上打的点迹测出加速度a;
ⅲ.依次减少细线下端悬挂的槽码数量,重复步骤ⅱ;
ⅳ.以取下槽码的总个数n()的倒数为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上作出关系图线,如图丙所示。
(2)①下列说法正确的是
A.为了减小实验误差,轨道一定要光滑
B.接通电源后,再将小车从靠近打点计时器处释放
C.小车下滑时,位于定滑轮和小车之间的细线应始终跟倾斜轨道保持平行
D.若细线下端悬挂着2个槽码,则小车在下滑过程中受到的合外力大小为4mg
②某次实验获得如图乙所示的纸带,相邻计数点间均有4个点未画出,则此次实验小车的加速度大小
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名校
【推荐1】如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置. 他在气垫导轨上安装了一个光电门B,在滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连(力传感器可测得细线上的拉力大小),力传感器下方悬挂钩码,每次滑块都从A处由静止释放。
(1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则d=______ mm。
(2)下列不必要的一项实验要求是______
A.将气垫导轨调节水平
B.使A位置与光电门间的距离适当大些
C.使细线与气垫导轨平行
D.使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量
(3)实验时,将滑块从A位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t,测量出滑块在A位置时遮光条到光电门的距离x,则滑块的加速度a=__________ 。
(1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则d=
(2)下列不必要的一项实验要求是
A.将气垫导轨调节水平
B.使A位置与光电门间的距离适当大些
C.使细线与气垫导轨平行
D.使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量
(3)实验时,将滑块从A位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t,测量出滑块在A位置时遮光条到光电门的距离x,则滑块的加速度a=
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【推荐2】某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。把打点计时器固定在长木板上,让纸带穿过打点计时器连在小车的左端。将数字测力计固定在小车上,小车放在长木板上。在数字测力计的右侧栓有一细线,细线跨过固定在木板边缘的定滑轮与一重物相连,在重物的牵引下,小车在木板上加速运动,数字测力计可以直接显示细线拉力的大小。
(1)采用数字测力计测量细线拉力与用重物重力代替拉力的方法相比,下列说法正确的是( )
A.可以不用平衡摩擦力
B.直接测量小车(包括测力计)所受的拉力,可以减少误差
C.利用此实验装置还需要测量重物的质量
D.重物的质量要远小于小车和数字测力计的总质量
(2)下图是某同学在此实验中获得的一条纸带,其中两相邻计数点间有四个点未画出,已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz,则小车对应计数点4时速度v=______ m/s。小车运动的加速度a=______ m/s2。(计算结果小数点后保留两位)
(3)保持小车和数字测力计的总质量一定,改变钩码的质量,测出相应的加速度,采用图像法处理数据。请同学们根据测量数据在左下图中作出a-F图像。( )
(1)采用数字测力计测量细线拉力与用重物重力代替拉力的方法相比,下列说法正确的是
A.可以不用平衡摩擦力
B.直接测量小车(包括测力计)所受的拉力,可以减少误差
C.利用此实验装置还需要测量重物的质量
D.重物的质量要远小于小车和数字测力计的总质量
(2)下图是某同学在此实验中获得的一条纸带,其中两相邻计数点间有四个点未画出,已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz,则小车对应计数点4时速度v=
(3)保持小车和数字测力计的总质量一定,改变钩码的质量,测出相应的加速度,采用图像法处理数据。请同学们根据测量数据在左下图中作出a-F图像。
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】一物理兴趣小组用如图所示的装置,探究“加速度与质量的关系”,通过改变放在小车上的砝码质量,改变小车(含遮光片)与砝码的总质量M。
(1)实验要平衡摩擦力,具体操作为:不悬挂砂桶,将长木板没有定滑轮的一端适当垫高,轻推小车,如果___________ ,则摩擦力得到平衡;
(2)实验还需要的部分操作有___________ ;
A.悬挂砂桶后调节细线与木板平行 B.测量砂和砂桶质量m
C.调节砂和砂桶质量m远小于M D.小车每次在同一位置释放
(3)调节好实验器材后,第一次实验:由静止释放小车,记录小车经过光电门1、2时遮光片挡光时间t1、t2,小车(含遮光片)及砝码的总质量M1,力传感器的尔数F;第二次实验:向小车中添加砝码,小车(含遮光片)及砝码的总质量为M2,由静止释放小车,此时会发现力传感器的示数___________ (选填“大于”或“小于”)F,通过适当___________ (选填“增加”或“减小”)砂桶中砂的质量,使力传感器的示数仍为F,重新实验,记录小车经过光电门1、2时遮光片挡光时间t′1、t′2,如果表达式___________ 成立,则表明合外力一定时,加速度与质量成反比。
(1)实验要平衡摩擦力,具体操作为:不悬挂砂桶,将长木板没有定滑轮的一端适当垫高,轻推小车,如果
(2)实验还需要的部分操作有
A.悬挂砂桶后调节细线与木板平行 B.测量砂和砂桶质量m
C.调节砂和砂桶质量m远小于M D.小车每次在同一位置释放
(3)调节好实验器材后,第一次实验:由静止释放小车,记录小车经过光电门1、2时遮光片挡光时间t1、t2,小车(含遮光片)及砝码的总质量M1,力传感器的尔数F;第二次实验:向小车中添加砝码,小车(含遮光片)及砝码的总质量为M2,由静止释放小车,此时会发现力传感器的示数
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