- 二一组卷

题型：实验探究题题类：常考题难易度：普通

上海市浦东新区建平中学2021届高三上学期物理三模试卷

某同学利用图甲所示装置探究“加速度与力、物体质量的关系”。图中装有砝码的小车放在长木板上，左端拴有一不可伸长的细绳，跨过固定在木板边缘的定滑轮与一砝码盘相连。在砝码盘的牵引下，小车在长木板上做匀加速直线运动，图乙是该同学做实验时打点计时器打出的一条点迹清晰的纸带，已知纸带上每相邻两个计数点间还有一个点没有画出，相邻两计数点之间的距离分别是 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，打点计时器所接交流电的周期为 $\text{[math]}$ ，小车及车中砝码的总质量为 $\text{[math]}$ ，砝码盘和盘中砝码的总质量为 $\text{[math]}$ ，当地重力加速度为 $\text{[math]}$ 。

（1）、根据纸带上的数据可得小车运动的加速度表达式为 $\text{[math]}$ （要求结果尽可能准确）。

（2）、该同学探究在合力不变的情况下，加速度与物体质量的关系。下列说法正确的是________。

A、平衡摩擦力时，要把空砝码盘用细绳通过定滑轮系在小车上，纸带通过打点计时器与小车连接，再把木板不带滑轮的一端用小垫块垫起，移动小垫块，直到小车恰好能匀速滑动为止 B、平衡摩擦后，还要调节定滑轮的高度，使滑轮与小车间的细绳保持水平 C、若用 $\text{[math]}$ 表示小车受到的拉力，则为了减小误差，本实验要求 $\text{[math]}$ D、每次改变小车上砝码的质量时，都要重新平衡摩擦力

（3）、该同学探究在 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的总质量不变情况下，加速度与合力的关系时，他平衡摩擦力后，每次都将小车中的砝码取出一个放在砝码盘中，并通过打点计时器打出的纸带求出加速度。得到多组数据后，绘出如图丙所示的 $\text{[math]}$ 图像，发现图像是一条过坐标原点的倾斜直线。图像中直线的斜率为（用本实验中相关物理量的符号表示）。

举一反三

某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象．他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a﹣F图线，如图（b）所示．

某实验小组利用如图所示的装置进行验证：当质量m一定时，加速度a与力F成正比的关系，其中F=m₂g，m=m₁+m₂（m₁为小车及车内砝码的总质量，m₂为桶及桶中砝码的总质量）．具体做法是：将小车从A处由静止释放，用速度传感器测出它运动到B处时的速度v，然后将小车内的一个砝码拿到小桶中，小车仍从A处由静止释放，测出它运动到B处时对应的速度，重复上述操作．图1中AB相距x．

在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时，采用如图所示的实验装置．小车及车中的砝码质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示．

某实验小组利用如图甲所示装置探究加速度与合外力关系的实验.

如图所示，在水平放置的气垫导轨（能大幅度的减少摩擦阻力）上有一带有方盒的滑块，质量为M，气垫导轨右端固定一定滑轮，细线绕过滑轮，一端与滑块相连，另一端挂有6个钩码，设每个钩码的质量为m，且M=4m．

在“用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系的实验”时，某同学采用了如下图所示的实验方案。

试回答下列问题：

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