- 探究加速度与物体质量、物体受力的关系
- 共56题
如图所示为某试验小组利用气垫导轨来 “验证动能定理”的实验装置,完成以下填空。
9．实验前,接通气源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块, 计时器显示挡光片经过光电门1和2的时间分别为△t1、△t2，当图中的Δt1 (选填“>”“=”或“<”)Δt2时,说明气垫导轨已经水平。
10．在满足___________的条件下，才可以认为小盘和砝码的重力所做的功等于绳的拉力对滑块做的功。
11．用游标卡尺测得遮光条宽度为d,测量结果如图所示,则d=__________mm。
12．若小盘和砝码的总质量为m，滑块(带挡光片)的质量为M，两光电门中心之间的距离s，遮光条宽度为d，计时器显示挡光片经过光电门1和2的时间分别为△t1、△t2。试写出本次需要探究的关系式______。
正确答案
=
解析
当导轨水平时,滑块P做匀速运动,所以Δt1=Δt2;
考查方向
解题思路
在不施加外力的情况下，当滑块做匀速运动时，说明实验装置已水平，所以通过两个光电门的时间是相等的。
易错点
对实验原理的理解，会判断什么时候实验装置是否水平。
正确答案
小盘和砝码的总质量远小于滑块的总质量
解析
以整体为研究对象有：
即当小盘和砝码的总质量远小于滑块的总质量时，可将才可以认为小盘和砝码的重力看作滑块的拉力。
考查方向
解题思路
设滑块的质量为M，小盘和砝码的总质量为m，要求在什么情况下才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力，需求出绳子的拉力，而要求绳子的拉力，应先以整体为研究对象求出整体的加速度，再以M为研究对象求出绳子的拉力，通过比较绳对小车的拉力大小与盘和盘中砝码的重力的大小关系得出只有
易错点
实验原理的理解，当小盘和砝码的总质量远小于滑块的总质量时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力。
正确答案
3.8
解析
游标卡尺的主尺读数为3mm，游标尺上第8个刻度与主尺上某一刻度对齐，故其读数为0.1×8mm=0.8mm，所以最终读数为：3mm+0.8mm=3.8mm
考查方向
解题思路
先读出主尺上的示数，然后从游标尺上找了第几条刻线与主尺上某一刻度对齐，用此刻线的条数乘以卡尺的精度，最后加上主尺上的示数就是此时的读数。
易错点
游标卡尺的主尺读数为主尺上的刻度加上标尺上的刻度但要注意的是卡尺的精度。
正确答案
解析
根据动能定理可知，此时小盘和砝码的重力所做的功等于滑块动能的增加量，滑块所受的合外力做功为
滑块通过光电门2速度
所以动能的增量
故本次探究的原理表达式为
考查方向
解题思路
光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法．由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．根据功能关系可知合力做功的数值等于动能的增加量；
易错点
理解求瞬时速度的方法
11．某实验小组为探究加速度与力之间的关系设计了如图（a）所示的实验装置，用钩码所受重力作为小车所受的拉力，用DIS（数字化信息系统）测小车的加
①图线___________是在轨道水平的情况下得到的（选填“Ⅰ”或“Ⅱ”）．
②小车和位移传感器发射部分的总质量为______kg，小车在水平轨道上运动时受到的摩擦力大小为________N．
正确答案
① Ⅱ
②1kg 1N
解析
(1)图线Ⅱ对应的是当F≠0时，小车加速度还是等于0，故图线Ⅱ是在轨道水平的情况下得到的，没有平衡摩擦力得到的图线；
(2)根据F=ma得a-F图象的斜率k=
考查方向
解题思路
(1)图线Ⅱ对应的是当F≠0时，小车加速度还是等于0，故图线Ⅱ是在轨道水平的情况下得到的，没有平衡摩擦力得到的图线；
(2)根据F=ma得a-F图象的斜率k=
易错点
（2）问中利用数学方法图像的斜率求相关物理量是常考方法。
知识点
9.要测量两个质量不等的沙袋的质量，由于没有直接的测量工具，某实验小组选用下列器材：轻质定滑轮（质量和摩擦可忽略）、砝码一套（总质量m=0.2 kg)、细线、刻度尺、秒表。他们根据已学过的物理学知识，改变实验条件进行多次测量，选择合适的变量得到线性关系，作出图线并根据图线的斜率和截距求出沙袋的质量。请完成下列步骤：
（1）实验装置如图所示，设右边沙袋A的质量为m1，左边沙袋B的质量为m2。
（2）取出质量为m′的砝码放在右边沙袋中，剩余砝码都放在左边沙袋中，发现A下降，B上升。（左右两侧砝码的总质量始终不变）
（3）用刻度尺测出A从静止下降的距离h，用秒表测出A下降h所用的时间t，则可知A的加速度大小a= 。
（4）改变m′，测量相应的加速度a，得到多组m′及a的数据，作出 （填“a- m′ ”或“
（5）若求得图线的斜率k=4 m/ kg·s-2，截距b=4 m/s2 。则沙袋的质量m1= kg，m2 = kg。(取g=10 m/s2)
正确答案
（3）
解析
(3)根据匀加速运动位移与时间的关系：
(4)把A、B两小球看成一个系统，合外力F合外力= (m1＋m´)g-(m2＋mg-m´g)=2m´g＋m1g-mg-m2g=(m1＋m2＋m)a，
(5)由
考查方向
解题思路
1、根据匀加速直线运动的公式
易错点
对实验数据处理的方法不清楚。
知识点
甲同学用图①所示装置测量重物的质量M．初始时吊盘上放有5个槽码，吊
盘与每个槽码的质量均为m0（M>m0）在吊盘下固定纸带，让其穿过打点计时器．先
调整重物的高度，使其从适当的位置开始下落，打出纸带，测得其下落的加速度．再
从左侧吊盘依次取下一个槽码放到右侧重物上，让重物每次都从适当的高度开始下
落，测出加速度．描绘出重物下落的加速度a与加在其上的槽码个数n的关系图线，
根据图线计算出重物的质量M．请完成下面填空：
24.某次实验获得的纸带如图②，则纸带的 （填“左端”或“右端”）与吊盘
相连．若已知纸带上相邻两计数点间还有4个点未画出，且s1＝1.60cm，s2＝2.09cm，
s3＝2.60cm，s4＝3.12cm，s5＝3.60cm，s6＝4.08cm，则a= m/s2（保留2位有效数字）
重物下落的加速度a与加在其上的槽码个数n的关系图线可能是图③中的 （填字母代号）
若算出a一n图线的斜率为k，则计算重物质量的表达式为M＝ （用k、m0、g等表示）
乙同学说直接让重物拉着左边5个槽码下落，测出加速度，一次就可算出M的值了，乙
同学的说法 （填“对”，“错”），与乙相比，甲同学做法的优点是 ．
正确答案
左端，0.50；A；
解析
（1）由纸带点与点间距越来越大，可知，纸带左端与吊盘相连。
由纸带上得到的数据分析可得加速度为
(2)、（3）：由题意根据牛顿第二定律可得
a一n图线的斜率为k，则
(4) 从上面分析可知，
同学的说法是正确的，但甲同学做法的优点是能减小测量的偶然误差。
考查方向
解题思路
因为M>m0，吊盘向上做匀加速直线运动，由纸带点与点间距确定出哪端与吊盘相连；由匀变直线运动的规律求出物体的加速度值；由题意找出加速度的表达式，根据表达式分析可能的图象，结合试题给了的条件即斜率为k，求出重物的质量M，最后分析甲、乙两位同学的做法得出结论。
易错点
重物的加速度与系统的加速度值大小相等，求解时，系统受到的外力是重物与吊盘和每个槽码的合力。
某同学用图甲的实验装置探究小车的加速度a与小车的质量M之间的关系。打点计时器使用交变电流的频率为50Hz。
9.实验中必须进行的操作有 。
10.实验中得到的纸带如图乙所示，每两个计数点间还有四个计时点未画出。则小车的加速度大小为 m/s2。
11.该同学根据实验测得的数据，描绘出a—M图象如图丙，于是根据图象得出结论：a与M成反比。该同学的做法是否合理？ （填“合理”或“不合理”）
正确答案
解析
（1）A、平衡摩擦力时研究对象是小车，是让小车所受的滑动摩擦力等于小车所受重力沿斜面的分量，故平衡摩擦力时，不能将重物用细线通过定滑轮系在小车上，故A正确．
B、每次改变小车的质量时，小车的重力沿斜面向下的分量等于小车所受的滑动摩擦力，即mgsinθ=μmgcosθ，故不需要重新平衡摩擦力，故B正确．
C、小车要在靠近打点计时器的位置释放，有利于纸带的利用，故C正确．
D、钩码的质量不能太大，否则不满足钩码质量远远小于小车质量，故D错误．
故选：AC
考查方向
解题思路
（1）平衡摩擦力是让小车所受的滑动摩擦力等于小车所受重力沿斜面的分量，即mgsinθ=μmgcosθ，平衡摩擦力时，不能将重物用细线通过定滑轮系在小车上且只需要平衡一次；
正确答案
（2）0.51
解析
（2）根据△x=aT2得：a=
考查方向
解题思路
（2）根据△x=aT2求解加速度；
正确答案
（3）不合理
【考查方向】探究加速度与物体质量、物体受力的关系
解析
（3）在探究加速度a与质量m的关系时，作出a﹣m图象是一条曲线，应该做a﹣
解题思路
（3）图象为曲线不能说明两个物理量成反比．
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