01力学专题实验——《探究加速度与质量和加速度的关系》专项提升（含答案）.pdfVIP

力学专题实验——《探究加速度与质量和加速度的关系》专项提升

一、典型例题方法赏析

1．如图1为两位同学设计的一个实验装置，用来探究一定质量的小车其加速度与力的关系。其中电源为50Hz

的交流电，一质量为的光滑滑轮用一轻质细杆固定在小车的前端，小车的质量为M，砂和砂桶的质量为m。

（1）此实验中正确的操作是________

A．实验需要用天平测出砂和砂桶的质量m

B．实验前需要将带滑轮的长木板右端垫高，以补偿阻力

C．小车靠近打点计时器，应先接通电源，再释放小车

D．为减小系统误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M

（2）该同学在实验中得到一条纸带如图2所示，相邻计数点间有4个点未画出，打点计时器所接交流电的

频率为50Hz，小车的加速度大小为㐠㌱（结果保留两位有效数字）。

（3）孙华同学以小车的加速度a为纵坐标，力传感器的示数F为横坐标，画出的图线与横坐标轴的

夹角为θ，且斜率为k，如图3所示，则小车的质量为（用题中所给字母表示）。

2．某实验小组采用如图（a）所示的实验装置在水平桌面上探究“小车的加速度与力和质量之间的关系”。试回

答下列问题：

（1）利用装置（a）在满足实验条件时得到一条纸带如图（b）所示，实验所用电源的频率为50Hz，A、B、

C、D、E为每5个连续的计数点，相邻计数点间有4个计时点未画出，根据纸带可求得小车的加速度大小为

2

m/s（结果保留2位有效数字）。

1

（2）研究小车质量一定的情况下其加速度a与砝码和砝码盘重力F的关系，得到的a-F图线应该是图（c）

中的（填“甲”“乙”“丙”或“丁”的其中一项）。

（3）已知小车的质量为M，砝码及砝码盘的质量为m，。实验时，在m一定的情况下，某同学测量

得到与小车加速度a的图像如图（d）。设图中直线在纵轴上的截距为b，在横轴上的截距为-c，重力加速度为

g，则摩擦阻力与小车重力的比值为，砝码及砝码盘的质量为m。

3．某中学实验小组为探究加速度与合力的关系，设计了如图甲所示的实验装置。主要实验步骤如下：

①按图甲安装实验器材：质量为m的重物用轻绳挂在定滑轮上，重物与纸带相连，动滑轮右侧的轻绳上端

与固定于天花板的力传感器相连，可以测量绳上的拉力大小，钩码和动滑轮的总质量为M，图中各段轻绳互相

平行且沿竖直方向；

②接通打点计时器的电源，释放钩码，带动重物上升，在纸带上打出一系列点，记录此时传感器的读数F；

③②

改变钩码的质量，多次重复实验步骤，利用纸带计算重物的加速度a，得到多组a、F数据。

请回答以下问题：

（1）已知打点计时器的打点周期为0.02s，某次实验所得纸带如图乙所示，A、B、C、D、E各点之间各有

2

4个点未标出，则重物的加速度大小为㐠㌱（结果保留三位有效数字）。

（2）实验得到重物的加速度大小a与力传感器示数F的关系如图丙所示，图像的斜率为k、纵截距为－b（b

＞0），则重物质量m＝，当M＝3m时，重物的加速度大小为a＝。（本问结果均用k、b

表示）

4．某同学欲用图甲所示装置探究“加速度与力、质量的关系”。实验中砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总

质量为M。

（1）实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板上滑轮的高度，使细线与长

木板平行。接下来还需要进行的一项操作是

A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小

车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时

器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观