微練11實(shí)驗(yàn)4：探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系152341.(2024·浙江卷)如圖甲所示是“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。15234(1)該實(shí)驗(yàn)中同時(shí)研究三個(gè)物理量間關(guān)系是很困難的，因此我們采用的研究方法是_____(填選項(xiàng)字母)。

A.放大法B.控制變量法C.補(bǔ)償法該實(shí)驗(yàn)中同時(shí)研究三個(gè)物理量間關(guān)系是很困難的，因此我們可以控制其中一個(gè)物理量不變，研究另外兩個(gè)物理量之間的關(guān)系，即采用了控制變量法，B項(xiàng)正確。解析B15234(2)該實(shí)驗(yàn)過程中操作正確的是_____(填選項(xiàng)字母)。

A.補(bǔ)償阻力時(shí)小車未連接紙帶B.先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，后釋放小車C.調(diào)節(jié)滑輪高度使細(xì)繩與水平桌面平行B補(bǔ)償阻力時(shí)小車需要連接紙帶，一方面是需要連同紙帶所受的阻力一并平衡，另外一方面是通過紙帶上的點(diǎn)間距判斷小車是否在長(zhǎng)木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由于小車速度較快，且運(yùn)動(dòng)距離有限，打出的紙帶長(zhǎng)度也有限，為了能在長(zhǎng)度有限的紙帶上盡可能多地獲取間距適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，后釋放小車，B項(xiàng)正確；為使小車所受拉力與速度同

向，應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪高度使細(xì)繩與長(zhǎng)木板平行，C項(xiàng)錯(cuò)誤。解析1523415234(3)在小車質(zhì)量________(填“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”)槽碼質(zhì)量時(shí)，可以認(rèn)為細(xì)繩拉力近似等于槽碼的重力。上述做法引起的誤差為_______________(填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”)。為減小此誤差，下列可行的方案是____(填選項(xiàng)字母)。

A.用氣墊導(dǎo)軌代替普通導(dǎo)軌，滑塊代替小車B.在小車上加裝遮光條，用光電計(jì)時(shí)系統(tǒng)代替打點(diǎn)計(jì)時(shí)器C.在小車與細(xì)繩之間加裝力傳感器，測(cè)出小車所受拉力大小

遠(yuǎn)大于

系統(tǒng)誤差

C

解析1523415234

A

解析152342.如圖甲所示，這是某實(shí)驗(yàn)小組“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。他們調(diào)整長(zhǎng)木板和滑輪，使長(zhǎng)木板水平且細(xì)線平行于長(zhǎng)木板；在砝碼盤中放入適當(dāng)?shù)捻来a，接通電源，釋放物塊，多次改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，記錄力傳感器的示數(shù)F，利用紙帶上的數(shù)據(jù)求出物塊的加速度大小a。15234(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，砝碼盤及砝碼的總質(zhì)量_________(填“需要”或“不需要”)遠(yuǎn)小于物塊的質(zhì)量。

由于力傳感器可直接測(cè)出細(xì)線對(duì)物塊的拉力，不需要將砝碼盤及砝碼所受的總重力近似為細(xì)線上的拉力，因此砝碼盤及砝碼的總質(zhì)量不需要遠(yuǎn)小于物塊的質(zhì)量。解析15234

不需要

(2)某次實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的紙帶如圖乙所示，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接電源的頻率為50Hz，紙帶上相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒有畫出，根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)可求出該次實(shí)驗(yàn)物塊的加速度大小a=________m/s2。

解析152341.97(3)某同學(xué)記錄多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)，畫出的a-F圖像是一條直線，如圖丙所示，造成該圖線不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是_________________________________________________，若計(jì)算出該圖線的斜率為k，已知力傳感器的質(zhì)量為m0，則物塊的質(zhì)量m=_________________(用m0、k表示)。

15234

實(shí)驗(yàn)前未平衡物塊受到的摩擦力(或平衡摩擦力不足)

解析152343.圖甲為“探究加速度與物體受力、質(zhì)量之間的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。砂和砂桶的總質(zhì)量為m，小車和砝碼的總質(zhì)量為M。實(shí)驗(yàn)中用砂和砂桶總重力的大小作為細(xì)線對(duì)小車?yán)Φ拇笮　?5234(1)實(shí)驗(yàn)中，為了使細(xì)線對(duì)小車的拉力等于小車和砝碼所受的合外

力，先調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板一端滑輪的高度，使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行。接下來(lái)需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是_____(填選項(xiàng)字母)。

A.將長(zhǎng)木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，調(diào)節(jié)砂和砂桶總質(zhì)量的大小，使小車在細(xì)線的牽引下運(yùn)動(dòng)，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)15234BB.將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)C.將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，撤去紙帶以及砂和砂桶，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)15234為了使細(xì)線對(duì)小車?yán)Φ扔谛≤嚭晚来a所受的合外力，要保證細(xì)線與長(zhǎng)木板平行，還需要平衡摩擦力，平衡摩擦力時(shí)要撤去砂和砂桶并利用打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)，B項(xiàng)正確。解析15234(2)實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行質(zhì)量m和M的選取，以下最合理的一組是(

)A.M=20g，m=10g、15g、20g、25g、30g、35gB.M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120gC.M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、35gD.M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g15234

解析15234(3)圖乙是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出。測(cè)出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為xAB=4.22cm、xBC=4.65cm、xCD=5.08cm、xDE=5.49cm、xEF=5.91cm、xFG=6.34cm。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz，則小車的加速度a=________m/s2(保留2位有效數(shù)字)。

152340.42

解析152344.某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置探究“小車的加速度與所受合外力的關(guān)系”，具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：A.按照?qǐng)D甲安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，掛上砂桶(含少量砂子)；B.調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車后，使小車沿長(zhǎng)木板向下運(yùn)動(dòng)，且通過兩個(gè)光電門的時(shí)間相等；C.取下細(xì)線和砂桶，測(cè)量砂子和桶的總質(zhì)量為m，并記下；D.保持長(zhǎng)木板的傾角不變，不掛砂桶，將小車置于靠近滑輪的位

置，由靜止釋放小車，記錄小車先后通過光電門甲和乙時(shí)顯示的時(shí)間；15234E.重新掛上細(xì)繩和砂桶，改變砂桶中砂子的質(zhì)量，重復(fù)B、C、D步驟。15234(1)若砂桶和砂子的總質(zhì)量為m，小車的質(zhì)量為M，重力加速度為g，則步驟D中小車加速下滑時(shí)所受合力大小為_____。(忽略空氣阻力)

由于掛上砂桶時(shí)，小車沿長(zhǎng)木板向下運(yùn)動(dòng)通過兩個(gè)光電門的時(shí)間相等，表明此時(shí)小車向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則有Mgsin

θ=Ff+mg，保持長(zhǎng)木板的傾角不變，不掛砂桶，將小車由靜止釋放，小車沿長(zhǎng)木板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則有F合=Mgsin

θ-Ff，解得F合=mg。解析15234

mg

(2)如圖乙所示，用游標(biāo)卡尺測(cè)得小車上遮光條的寬度為__________cm。

根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)律，該讀數(shù)為3

mm+0.05×0

mm=3.00

mm=0.300

cm。解析152340.300(3)有關(guān)本實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是_____(填選項(xiàng)字母)。

A.砂桶和砂子的總質(zhì)量必須小于小車的質(zhì)量B.砂桶和砂子的總質(zhì)量必須遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量C.砂桶和砂子的總質(zhì)量必須大于小車的質(zhì)量D.砂桶和砂子的總質(zhì)量必須遠(yuǎn)大于小車的質(zhì)量15234A實(shí)驗(yàn)中并沒有近似認(rèn)為砂桶和砂子的總重力等于細(xì)線的拉力，而是通過勻速直線運(yùn)動(dòng)與勻加速直線運(yùn)動(dòng)間接得到小車所受外力的合力，因此不需要滿足砂桶和砂子的總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于或者遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，B、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤；由于掛上砂桶時(shí)，輕推小車后，使小車沿長(zhǎng)木板向下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)有Mgsin

θ=Ff+mg，砂桶和砂子的總質(zhì)量必須小于小車的質(zhì)量，A項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤。解析152345.(2023·湖北卷)某同學(xué)利用測(cè)質(zhì)量的小型家用電子秤，設(shè)計(jì)了測(cè)量木塊和木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ的實(shí)驗(yàn)。如圖甲所示，木板和木塊A放在水平桌面上，電子秤放在水平地面

上，木塊A和放在電子秤上的重物B通過跨過定滑輪的輕繩相連。調(diào)節(jié)滑輪，使其與木塊A間的輕繩水平，與重物B間的輕繩豎直。在木塊A上放置n(n=0，1，2，3，4，5)個(gè)砝碼(電子秤稱得每個(gè)砝碼的質(zhì)量m0為20.0g)，向左拉動(dòng)木板的同時(shí)，記錄電子秤的對(duì)應(yīng)示數(shù)m。1523415234(1)實(shí)驗(yàn)中，拉動(dòng)木板時(shí)________(填“必須”或“不必”)保持勻速。

木塊與木板間的滑動(dòng)摩擦力與兩者之間的相對(duì)速度無(wú)關(guān)，則實(shí)驗(yàn)拉動(dòng)木板時(shí)不必保持勻速。解析15234

不必

(2)用mA和mB分別表示木塊A和重物B的質(zhì)量，則m和mA、mB、m0、μ、n所滿足的關(guān)系式為m=_________________。