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题型:实验探究题 题类: 难易度:普通

北京市通州区潞河中学2024-2025学年高三上学期10月月考物理试卷

某小组探究物体加速度与其所受合外力的关系。实验装置如图(a)所示,水平轨道上安装两个光电门,小车上固定一遮光片,细线一端与小车连接,另一端跨过定滑轮挂上钩码。

(1)实验前调节轨道右端滑轮高度,使细线与轨道平行,再适当垫高轨道左端以平衡小车所受摩擦力。

(2)小车的质量为。利用光电门系统测出不同钩码质量m时小车加速度a。钩码所受重力记为F,作出图像,如图(b)中图线甲所示。

(3)由图线甲可知,F较小时,a与F成正比;F较大时,a与F不成正比。为了进一步探究,将小车的质量增加至 , 重复步骤(2)的测量过程,作出图像,如图(b)中图线乙所示。

(4)与图线甲相比,图线乙的线性区间,非线性区间。再将小车的质量增加至 , 重复步骤(2)的测量过程,记录钩码所受重力F与小车加速度a,如表所示(表中第组数据未列出)。

序号

1

2

3

4

5

钩码所受重力

0.020

0.040

0.060

0.080

0.100

小车加速度

0.26

0.55

0.82

1.08

1.36

序号

6

7

8

15

钩码所受重力

0.120

0.140

0.160

……

0.300

小车加速度

1.67

1.95

2.20

……

3.92

(5)请在图(b)中补充描出第6至8三个数据点,并补充完成图线丙

(6)根据以上实验结果猜想和推断:小车的质量时,a与F成正比。结合所学知识对上述推断进行解释:

举一反三
甲乙两个同学共同做“验证牛顿第二定律”的实验,装置如图所示。

①两位同学用砝码盘(连同砝码)的重力作为小车(对象)受到 的合外力,需要平衡桌面的摩擦力对小车运动的影响。他们将长木板的一端适当垫高,在不挂砝码盘的情况下,小车能够自由地做{#blank#}1{#/blank#}运动。另外,还应满足砝码盘(连同砝码)的质量m{#blank#}2{#/blank#}小车的质量M。(填“远小于”、“远大于”或“近似等于”)接下来,甲同学研究:在保持小车的质量不变的条件下,其加速度与其受到的牵引力的关系;乙同学研究:在保持受到的牵引力不变的条件下,小车的加速度与其质量的关系。

②甲同学通过对小车所牵引纸带的测量,就能得出小车的加速度a。下图是某次实验所打出的一条纸带,在纸带上标出了5个计数点,在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出,图中数据的单位是cm。实验中使用的电源是频率f=50Hz的交变电流。根据以上数据,可以算出小车的加速度a={#blank#}3{#/blank#}m/s2。(结果保留三位有效数字)

③乙同学通过给小车增加砝码来改变小车的质量M,得到小车的加速度a与质量M的数据,画出a— 图线后,发现:当 较大时,图线发生弯曲。于是,该同学后来又对实验方案进行了进一步地修正,避免了图线的末端发生弯曲的现象。那么,该同学的修正方案可能是{#blank#}4{#/blank#}.

A.改画a与 的关系图线

B.改画a与 的关系图线

C.改画 a与 的关系图线

D.改画a与 的关系图线

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