新高考物理一轮复习跟踪训练第15讲 探究加速度与物体受力、物体质量的关系（解析版）.docVIP

第15讲探究加速度与物体受力、物体质量的关系

（模拟精练+真题演练）

1．（2023·湖南·统考模拟预测）某物理兴趣小组用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。

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（1）下面是实验操作步骤，请你整理出正确的操作顺序，从先到后依次是_________。

A．抬高长木板一端平衡摩擦力，让小车做匀速直线运动；

B．接通电源后释放小车，使小车在细线的拉动下运动，测出槽码的重力mg作为细线对小车的拉力F，利用纸带测量出小车的加速度a；

C．将纸带穿过打点计时器并将一端固定在小车上；

D．把细线的一端固定在小车上，另一端通过定滑轮与槽码相连；

E．更换纸带，通过改变槽码的个数改变小车所受的拉力，重复步骤B的操作．

（2）实验中打出的纸带如图乙所示，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，纸带上只测出了两组数据，图中长度单位为cm，由此可以算出小车运动的加速度大小a=_________m/s2。

（3）实验得到的理想a-F图像应是一条过原点的直线，但由于实验误差影响，常出现如图丙所示的三种情况，图线①产生的原因是不满足槽码的总质量远_________（填“小于”或“大于”）小车的质量的条件；图线②产生的原因是平衡摩擦力时长木板的倾角过_________（填“小”或“大”）；图线③产生的原因是平衡摩擦力时长木板的倾角过_________（填“小”或“大”）。

【答案】CADBE2小于大小

【详解】（1）[1]按照实验原理，题中五个步骤的先后顺序应该为CADBE；

（2）[2]由SKIPIF10得SKIPIF10解得SKIPIF10

（3）[3]实验中认为槽码的总重力等于绳的拉力F，则加速度SKIPIF10当SKIPIF10时，图线是直线，所以图线①的上部弯曲的原因是当小车受拉力SKIPIF10较大时，不满足槽码的总质量远小于小车的质量的条件；

[4]图线②在SKIPIF10轴的截距大于0，产生原因是平衡摩擦力时长木板的倾角过大，拉力SKIPIF10（即不挂槽码）时小车就具有了加速度；

[5]图线③在SKIPIF10轴的截距大于0，产生原因是平衡摩擦力时长木板的倾角过小，只有当拉力SKIPIF10增加到一定值时，小车才获得加速度。

2．（2023·黑龙江哈尔滨·哈师大附中校考三模）某同学设计了如下方案研究质量一定时加速度与合外力的关系，实验装置如图甲所示。

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（1）实验时，需要进行的操作是___________。

A．平衡摩擦力时应不挂砂桶

B．用天平测出砂和砂桶的质量

C．小车靠近打点计时器、先接通电源，再释放小车

D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量SKIPIF10远小于小车（含滑轮）的质量SKIPIF10

（2）保持小车（含滑轮）的质量不变，改变砂桶中砂的质量、记录多组传感器的读数SKIPIF10和对应纸带的加速度SKIPIF10的数值，绘制出如图乙所示的SKIPIF10图像，实验小组仔细分析图像，得出了实验所用小车（含滑轮）的质重为___________SKIPIF10。

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（3）该同学根据测量数据做出如图乙所示的SKIPIF10图线没经过原点，该同学做实验时存在的问题是___________

【答案】AC/CA1kg未完全平衡摩擦力

【详解】（1）[1]平衡摩擦力时，应满足公式SKIPIF10所以应不挂重物小车受到的SKIPIF10因此不需要测出砂桶和砂的质量，也不需要满足SKIPIF10远远小于SKIPIF10，实验时应使小车靠近打点计时器、先接通电源，再释放小车；故选AC。

（2）[2]根据公式SKIPIF10得SKIPIF10图像得斜率SKIPIF10则SKIPIF10

（3）[3]根据牛顿第二定律有SKIPIF10可知图像末未过原点是因为未完全平衡摩擦力。

3．（2023·安徽·模拟预测）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