- 二一组卷

题型：实验探究题题类：常考题难易度：普通

安徽省池州市2020-2021学年高一上学期物理期末考试试卷

为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置。其中 $\text{[math]}$ 为小车的质量（不含与小车相连的滑轮质量）， $\text{[math]}$ （未知量且可改变）为砂和砂桶的质量， $\text{[math]}$ 为与小车相连的滑轮的质量。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。

实验过程如下：

①调节长木板使之水平；

②使细绳水平，调节砂桶中砂的质量，当纸带上打下的点间隔均匀时，力传感器的示数为 $\text{[math]}$ ；

③更换纸带，增加砂桶中砂的质量，记录力传感器的示数为 $\text{[math]}$ ，取下纸带；

④重复步骤③，多次进行实验。

根据以上实验操作回答下列问题：

（1）、在实验操作时是否需要满足砂和砂桶的总质量远小于车的质量？（填“需要”或“不需要”）

（2）、实验过程中，小车与木板之间的滑动摩擦力大小为。

（3）、该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为 $\text{[math]}$ 的交流电，根据纸带可求出砂桶的加速度为（计算结果保留两位有效数字）。

（4）、传感器的示数为 $\text{[math]}$ ，小车的加速度为 $\text{[math]}$ ，根据多次实验得到的数据作出的 $\text{[math]}$ 图像可能是下图中的______。

A、

B、

C、

D、

（5）、若重力加速度为 $\text{[math]}$ ，根据实验所测数据和题目中的已知量，可得小车与长木板之间的动摩擦因数为。

举一反三

某同学将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器挂钩上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，根据所测数据在坐标系中作出了如图甲所示的a﹣F图象；

图甲是用来探究加速度和力之间关系的实验装置示意图，图乙是其俯视图．两个相同的小车，放在比较光滑的水平板上（摩擦力很小，可以略去），前端各系一条细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里可放砝码．两个小车后端各系一条细线，细线后端用夹子固定，打开夹子，小盘和砝码牵引小车运动，合上夹子，两小车同时停止．用刻度尺测出两小车通过的位移，则位移之比就等于它们的加速度之比．为了探究加速度大小和力大小之间的关系，下列说法中正确的是（）

用斜面、小车、砂桶、砝码等器材做“探究加速度与力、质量的关系”实验，如图1是实验中一条打点的纸带，相邻记数点的时间间隔为T，且间距s₁ ， s₂ ， s₃ ， …，s₆已量出．

利用如图1所示的装置可以做力学中的一些实验，已知交流电的频率为f，小车质量为M，钩码质量为m．

①如果利用它来探究物体的加速度与力、质量的关系时，为使小车所受的合外力等于细线的拉力，应该采取的措施是{#blank#}1{#/blank#}，要使细线的拉力约等于钩码的总重量，应该满足的条件是M{#blank#}2{#/blank#}m（填“大于”、“远大于”、“小于”或“远小于”）．

②在满足了小车所受的合外力等于细线的拉力的条件下，且使细线的拉力等于钩码的总重量，如果利用它来探究外力做功与动能的关系时得到的纸带如图2所示．O为小车开始运动打下的第一点，A、B、C为过程中的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，有关数据如图2所示，要探究小车运动的动能定理，要满足一个怎样的关系式{#blank#}3{#/blank#}（用题中的字母符号表示）．

某实验小组设计了“探究加速度与合外力关系”的实验，实验装置如图1所示。已知小车的质量为500克，g取10 m/s² ，不计绳与滑轮间的摩擦。实验步骤如下：

①细绳一端系在小车上，另一端绕过定滑轮后挂一个小砝码盘；

②在盘中放入质量为m的砝码，用活动支柱将木板固定有定滑轮的一端垫高，调整木板倾角，恰好使小车沿木板匀速下滑；

③保持木板倾角不变，取下砝码盘，将纸带与小车相连，并穿过打点计时器的限位孔，接通打点计时器电源后，释放小车；

实验次数	1	2	3	4	5	6	7
m/kg	0.02	0.04	0.05	0.06	0.07	0.08	0.10
a/(m·s^－²)	1.40	1.79	2.01	2.20	2.38	2.61	3.02

④取下纸带后，计算小车加速度a；将砝码的质量m和对应的小车加速度a记入下表；

⑤改变盘中砝码的质量，重复②③④步骤进行实验。

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