物理练习（新教材鲁科版）第三章运动和力的关系实验四探究加速度与力质量的关系

1．(2023·云南省模拟)如图甲所示，在“探究加速度与物体受力关系”的实验中，垫高长木板的一端，调节斜面倾角大小，小车前端不挂砂桶，没有拉力作用时，小车匀速下滑．(1)小车补偿阻力后，为使砂和砂桶的总重力约等于小车所受的合外力，应该满足的条件是________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)保持小车质量一定，细线的一端系在小车上，另一端系一砂桶，细线跨过滑轮，小车在拉力作用下做匀加速运动，分别测得不同拉力时小车加速度a的数据如表所示．其中F＝N时得到如图乙所示的纸带，测量A、B、C三点的坐标分别为xA＝0、xB＝cm、xC＝cm；已知相邻计数点之间的时间间隔是s，则小车加速度大小为________m/s2(结果保留2位有效数字)．F/Na/(m·s－2)(3)请根据多次实验的数据描点，在图中规范作出a－F图像．(4)通过观察和分析a－F图像，可以得出小车的质量为________kg(结果保留2位有效数字)．2．(2023·湖北十堰市高三检测)小明利用如图甲所示的实验装置探究加速度与力的关系，滑块放在长木板上，长木板置于水平桌面上，砂桶通过滑轮用细线拉滑块，在细线上接有一个微型力传感器，通过力传感器可以直接读出细线的拉力大小F.保持滑块质量不变，在砂桶中添加少量细砂来改变力传感器的示数F，利用打点计时器打出的纸带求出不同拉力F时对应的加速度a，从而得到如图乙所示的F－a图像．(1)关于该实验，下列说法正确的是________；A．需要略微垫起长木板左端来补偿阻力B．砂桶和砂的总质量应远小于滑块的质量C．需要让细线与长木板保持平行(2)实验中打出的一条纸带如图丙所示，打点计时器打点的周期T＝s，在纸带上依次标上1、2、3、4、5、6、7计数点，相邻两个计数点之间还有四个点没有画出来，测得s1＝cm、s2＝cm、s3＝cm、s4＝cm、s5＝cm、s6＝cm.利用以上数据可知，打该纸带时滑块的加速度大小a＝________m/s2(结果保留三位有效数字)；(3)图乙中直线的延长线没有经过原点的原因是______________________________________________________________________________________________________________(任写一条即可)，由图乙可知滑块的质量m＝________kg(结果保留两位有效数字)．3．(2022·山东卷·13)在天宫课堂中、我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验．受此启发．某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验，如图甲所示．主要步骤如下：①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上；②接通气源，放上滑块．调平气垫导轨；③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块．弹簧处于原长时滑块左端位于O点．A点到O点的距离为cm，拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时；④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力F、加速度a随时间t变化的图像，部分图像如图乙所示．回答以下问题(结果均保留两位有效数字)：(1)弹簧的劲度系数为________N/m.(2)该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据，画出a—F图像如图丙中Ⅰ所示，由此可得滑块与加速度传感器的总质量为________kg.(3)该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步骤，在图丙中画出新的a—F图像Ⅱ，则待测物体的质量为________kg.4．(2023·福建龙岩市上杭县第一中学月考)用如图所示装置研究加速度a与物体受力F的关系．质量为M的小车通过细绳和动滑轮与力传感器相连，动滑轮下悬挂钩码．固定在小车上的挡光片宽度为d，两个相距为L的光电门传感器固定在轨道上．(1)实验中需保持____________不变，改变条件重新测量时，小车的初始位置________(选填“需要”或“不需要”)保持不变．(2)某次实验测得小车经过两个光电门的挡光时间分别为Δt1、Δt2，则小车的加速度大小为a＝______________________.(3)若仅用一个光电门测量小车加速度，将小车从距光电门L处由静止释放，测得挡光时间Δt，记录力传感器的示数F.多次改变动滑轮下悬挂的钩码个数，重复实验，测得多组Δt和F.在eq\f(1,Δt2)－F图中记录数据，得到一条过原点的直线，则该直线的函数关系式为______________．(4)本实验采用力传感器测量外力F，代替了用钩码重力作为小车外力F的传统做法，试分析这样改进的理由是__________________________．5．(2023·湖南省长郡中学模拟)在某次探究加速度与力、质量的关系的实验中，甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如图所示的实验装置，小车总质量用M表示，重物质量用m表示．(1)为便于测量合力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与所受合力成正比的结论，下列说法正确的是________；(填选项前的字母)A．四组实验中只有甲需要补偿阻力B．四组实验都需要补偿阻力C．四组实验中只有甲需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件D．四组实验都需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件(2)按甲同学设计装置完成实验，并根据实验得到的数据，画出小车的a－eq\f(1,M)图像如