2019届高考物理一轮复习微专题精炼： 第3章 牛顿运动定律 微专题28 实验：探究加速度与力、质量的关系

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2019届高考物理一轮复习【微专题精炼】 28 实验：探究加速度与力、质量的关系

[方法点拨] (1)实验方法：控制变量法；(2)数据处理：图象法．

1．(2017·广东广州测试一)为验证物体所受合外力一定时，加速度与质量成反比，同学们设计了如图1中a所示的装置来进行实验．在自制的双层架子上固定带有刻度标记的水平木板，架子放在水平桌面上．实验操作步骤如下： ①适当调整装置，使装置不带滑轮的一端稍稍垫高一些．

②在两个托盘中放入砝码，并使两托盘质量(含砝码)相同，且远小于小车的质量．连接小车的细线跨过定滑轮与托盘相连．

③让两小车紧靠右边的挡板，小车前端在刻度尺上的读数如图a所示，在甲车上放上砝码，同时释放两小车，当小车运动一段时间后，用手机对整个装置进行拍照．结合照片和小车的初始刻度标记，得到甲、乙两车运动的距离分别为

s1、s2.

④在甲小车上逐渐增加砝码个数，重复步骤③.

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图1

(1)本实验的原理是通过验证小车发生的位移与小车(含砝码)的质量成________关系，来验证合外力一定时加速度与质量成反比．

(2)实验前将装置右端稍稍垫高一些的目的是____________________________________

________________________________________________________________________. (3)某次拍到的照片如图b所示，则小车通过的位移是________ cm.

(4)如果以为横坐标，以甲车(含砝码)的质量为纵坐标，作出的图线如图c所

s2

s1

示，则该直线斜率代表的物理量是__________________________，其大小为________．

2．为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图2甲所示的实验装置：

图2

(1)以下实验操作正确的是________

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A．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在砝码及砝码盘的牵引下恰好做匀速运动

B．调节滑轮的高度，使细线与木板平行 C．先接通电源后释放小车 D．实验中小车的加速度越大越好

(2)在实验中，得到一条如图乙所示的纸带，已知相邻计数点间的时间间隔为T＝0.1 s，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出分别为3.09 cm、3.43 cm、3.77 cm、4.10 cm、4.44 cm、4.77 cm，则小车的加速度a＝____ m/s2(结果保留两位有效数字)．

(3)有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他们在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条a－F图线，如图丙所示，图线________是在轨道倾斜情况下得到的(填“①”或“②”)；小车及车中砝码的总质量m＝________ kg.

3．(2018·辽宁沈阳九中月考)用图3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：

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图3

(1)实验时，为平衡摩擦力，以下操作正确的是________．

A．连着砂桶，适当调整木板右端的高度，直到小车被轻推后沿木板匀速运动 B．取下砂桶，适当调整木板右端的高度，直到小车被轻推后沿木板匀速运动 C．取下砂桶，适当调整木板右端的高度，直到小车缓慢沿木板做直线运动 (2)图乙是实验中得到的一条纸带，已知相邻计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源频率为50 Hz，由此可求出小车的加速度a＝________ m/s2(计算结果保留三位有效数字)．

(3)一组同学在保持木板水平时，研究小车质量一定的情况下加速度a与合外力

F的关系，得到如图丙中①所示的a－F图线．则小车运动时受到的摩擦力Ff＝______ N，小车质量M＝________ kg.若该小组正确完成了步骤(1)，得到的a－F图线应该是图丙中的________(填“②”“③”或“④”)．

4．某探究性学习小组利用如图4所示装置探究光滑斜面上物体的加速度与物体质量及斜面倾角的关系．

图4

(1)下列实验方法，可以采用________． A．等效法

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B．控制变量法