2021年高考物理一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)9實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證牛頓第二定練習(xí)含解析

1、考點(diǎn)9實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證牛頓第二定律題組一基礎(chǔ)與經(jīng)典題1某實(shí)驗(yàn)小組探究小車的加速度與質(zhì)量和合外力的關(guān)系時(shí)，用了圖a所示的裝置，設(shè)小車及砝碼的質(zhì)量為m，砂和砂桶的質(zhì)量為m，則：(1)本實(shí)驗(yàn)采用的實(shí)驗(yàn)方法是_。a控制變量法 b轉(zhuǎn)換法c理想實(shí)驗(yàn)法 d等效替代法(2)下列操作與說法正確的是_。a實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開小車，后接通電源b平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將砂桶用細(xì)繩繞過定滑輪系在小車上c每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力d在滿足mm時(shí)，繩拉力近似等于砂和砂桶的重力(3)實(shí)驗(yàn)得到如圖b所示的一條紙帶，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為t，b、c間距為s2，d、e間距為s4，則小車加速度的表達(dá)式a_(用t、s2、s4表示)。答

2、案(1)a(2)cd(3)解析(1)為了探究小車的加速度與質(zhì)量和合外力之間的定量關(guān)系，可以在小車質(zhì)量一定的情況下，探究小車的加速度與合外力的關(guān)系；再在小車受力一定的情況下，探究小車的加速度與其質(zhì)量的關(guān)系；最后歸納出加速度與合外力、質(zhì)量之間的關(guān)系，這樣的物理方法稱為控制變量法，故選a。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開小車，由于小車運(yùn)動(dòng)得較快，若先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，可能會(huì)使打在紙帶上的點(diǎn)較少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，同時(shí)要求開始時(shí)小車要靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，故a錯(cuò)誤；平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將細(xì)繩從小車上拿去，輕輕推動(dòng)小車，使小車拖著紙帶沿木板運(yùn)動(dòng)，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出來的紙帶判斷小車

3、是否做勻速運(yùn)動(dòng)，故b錯(cuò)誤；每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，小車的重力沿斜面的分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力，故c正確；依據(jù)牛頓第二定律，當(dāng)滿足mm時(shí)，繩的拉力才近似等于砂和砂桶的重力，故d正確。(3)根據(jù)逐差法得：s4s22at2，解得a。2.在“探究加速度與力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。圖中上下兩層前端均固定有光滑滑輪，兩相同小車前端各系一條細(xì)線，細(xì)線跨過定滑輪并掛上一個(gè)砝碼盤，盤中可放砝碼，小車所掛砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量是小車所掛砝碼和砝碼盤總質(zhì)量的兩倍。將砝碼和砝碼盤的總重力作為小車所受合外力，兩小車尾部各系一條細(xì)線連到控制裝置上，實(shí)驗(yàn)時(shí)通過控制裝置使兩小車同時(shí)開始運(yùn)

4、動(dòng)，按下裝置兩小車同時(shí)立即停止。某次實(shí)驗(yàn)時(shí)小車的位移為s1，小車的位移為s2。(1)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，下列說法正確的是_。a實(shí)驗(yàn)之前將軌道傾斜來平衡摩擦力，平衡摩擦力時(shí)需要掛上砝碼盤和砝碼b實(shí)驗(yàn)之前將軌道傾斜來平衡摩擦力，平衡摩擦力時(shí)不需要掛上砝碼盤和砝碼c砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于小車的質(zhì)量d砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量(2)若實(shí)驗(yàn)測得小車位移近似是小車位移的兩倍，則可得實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在質(zhì)量一定的情況下，物體的加速度與所受到的合外力成_(填“正比”或“反比”)。(3)由于實(shí)驗(yàn)中將砝碼和砝碼盤的總重力作為小車所受合外力的大小，因此s1和s2的大小關(guān)系是_。a2s1s2 b2s1s2 c

5、2s1s2答案(1)bd(2)正比(3)b解析(1)實(shí)驗(yàn)前需要平衡摩擦力，平衡摩擦力時(shí)不需要掛上砝碼盤和砝碼，故a錯(cuò)誤，b正確；若要將砝碼和砝碼盤的總重力作為小車所受合力，須滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，故c錯(cuò)誤，d正確。(2)使兩小車同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)，并同時(shí)停止，兩車運(yùn)動(dòng)的位移sat2，則位移與加速度成正比，實(shí)驗(yàn)測得小車位移近似是小車位移的兩倍，由題知小車所受合力為小車的兩倍，則可得實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在質(zhì)量一定的情況下，物體的加速度與所受到的合外力成正比。(3)由于實(shí)驗(yàn)中將砝碼和砝碼盤的總重力作為小車所受合外力的大小，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的位移公式sat2，結(jié)合牛頓第二定律fma，可知s1和s2的大小關(guān)系

6、是：2s1s2，故a、c錯(cuò)誤，b正確。3如圖甲所示為“探究加速度與物體所受合外力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置圖。圖甲中a為小車，質(zhì)量為m1，連接在小車后面的紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器b，它們均置于一端帶有定滑輪的足夠長的木板上，p的質(zhì)量為m2，c為彈簧測力計(jì)，實(shí)驗(yàn)時(shí)改變p的質(zhì)量，讀出測力計(jì)不同讀數(shù)f，不計(jì)繩與滑輪之間的摩擦。(1)下列說法正確的是_。a一端帶有定滑輪的長木板必須保持水平b實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源后釋放小車c實(shí)驗(yàn)中m2應(yīng)遠(yuǎn)小于m1d測力計(jì)的讀數(shù)始終為(2)如圖乙所示為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，紙帶上標(biāo)出了所選的四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出。由此可求得小車的加速度的大小是_ m/s2(交

7、流電的頻率為50 hz，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，他測量得到的圖象，可能是下列哪個(gè)選項(xiàng)中的圖象_。答案(1)b(2)0.50(3)c解析(1)該實(shí)驗(yàn)首先必須要平衡摩擦力，一端帶有定滑輪的長木板要傾斜，故a錯(cuò)誤；為使打點(diǎn)的個(gè)數(shù)較多，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在使用時(shí)都要求先接通電源后釋放小車，故b正確；由于該實(shí)驗(yàn)中繩的拉力可由測力計(jì)示數(shù)獲得，不需要用重物的重力來代替，故不要求重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，故c錯(cuò)誤；由于重物向下做加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律：m2g2fm2a，解得測力計(jì)的讀數(shù)為：f，故d錯(cuò)誤。(2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式xat2得：a m/s20

8、.50 m/s2。(3)若沒有平衡摩擦力，當(dāng)繩上的拉力增大到一定值時(shí)，小車才有加速度，即af的圖線在f正半軸上有截距，c正確，a、b錯(cuò)誤。4如圖甲所示，一端帶滑輪的木板固定在水平桌面上，利用鉤碼拉動(dòng)滑塊在木板上運(yùn)動(dòng)來測量木板和滑塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)。(1)下列操作中必要的有_。a調(diào)整定滑輪高度，使細(xì)繩與水平木板平行b將木板右端墊起一個(gè)角度c釋放滑塊的位置應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器d鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量(2)滑塊在鉤碼拉動(dòng)下帶動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)打出的一條紙帶如圖乙所示，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接頻率為f的交流電源，則滑塊的加速度可表示為a_。(3)若m為滑塊的質(zhì)量，m為鉤碼的質(zhì)量，a為滑塊的加速度，重力加速度為g，

9、則木板和滑塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)可表示為_。答案(1)ac(2)(3)解析(1)若細(xì)繩與水平木板不平行，滑塊在運(yùn)動(dòng)過程中，細(xì)繩與水平木板間的夾角會(huì)變化，滑塊與水平木板間的彈力會(huì)變化，則摩擦力也會(huì)變化，故應(yīng)該調(diào)整定滑輪高度，使細(xì)繩與水平木板平行，a正確；本實(shí)驗(yàn)不需要平衡摩擦力，故不需要將木板右端墊起一個(gè)角度，b錯(cuò)誤；為使紙帶上有盡量多的范圍打點(diǎn)，釋放滑塊的位置盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，故c正確；本實(shí)驗(yàn)的對象為鉤碼與滑塊組成的系統(tǒng)，故不需要滿足鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，故d錯(cuò)誤。(2)根據(jù)位移差公式xat2，可得加速度為a。(3)設(shè)細(xì)繩拉力為t，對滑塊有tmgma，對鉤碼有mgtma，聯(lián)立可得。題組二高考真

10、題5.(2019全國卷)如圖a，某同學(xué)設(shè)計(jì)了測量鐵塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)。所用器材有：鐵架臺(tái)、長木板、鐵塊、米尺、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、頻率50 hz的交流電源、紙帶等。回答下列問題：(1)鐵塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)_(用木板與水平面的夾角、重力加速度g和鐵塊下滑的加速度a表示)。(2)某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)整木板與水平面的夾角使30。接通電源，開啟打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放鐵塊，鐵塊從靜止開始沿木板滑下。多次重復(fù)后選擇點(diǎn)跡清晰的一條紙帶，如圖b所示。圖中的點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)(每兩個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出)。重力加速度為9.80 m/s2，可以計(jì)算出鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為_(結(jié)果保留2位小數(shù))。答案(1)(2)0

11、.35解析(1)鐵塊受重力、木板彈力及摩擦力作用，受力分析如圖。由牛頓第二定律得：mgsinfnma且fnmgcos聯(lián)立以上兩式解得。(2)由逐差法求鐵塊加速度：a102 m/s21.97 m/s2代入，得0.35。6(2018江蘇高考)某同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來測量重力加速度g。細(xì)繩跨過固定在鐵架臺(tái)上的輕質(zhì)滑輪，兩端各懸掛一只質(zhì)量為m的重錘。實(shí)驗(yàn)操作如下：用米尺量出重錘1底端距地面的高度h；在重錘1上加上質(zhì)量為m的小鉤碼；左手將重錘2壓在地面上，保持系統(tǒng)靜止。釋放重錘2，同時(shí)右手開啟秒表，在重錘1落地時(shí)停止計(jì)時(shí)，記錄下落時(shí)間；重復(fù)測量3次下落時(shí)間，取其平均值作為測量值t。請回答下列問題(

12、1)步驟可以減小對下落時(shí)間t測量的_(選填“偶然”或“系統(tǒng)”)誤差。(2)實(shí)驗(yàn)要求小鉤碼的質(zhì)量m要比重錘的質(zhì)量m小很多，主要是為了_。a使h測得更準(zhǔn)確b使重錘1下落的時(shí)間長一些c使系統(tǒng)的總質(zhì)量近似等于2md使細(xì)繩的拉力與小鉤碼的重力近似相等(3)滑輪的摩擦阻力會(huì)引起實(shí)驗(yàn)誤差?，F(xiàn)提供一些橡皮泥用于減小該誤差，可以怎么做？_。(4)使用橡皮泥改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后，重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量，并測出所用橡皮泥的質(zhì)量為m0。用實(shí)驗(yàn)中的測量量和已知量表示g，得g_。答案(1)偶然(2)b(3)在重錘1上粘上橡皮泥，調(diào)整橡皮泥質(zhì)量直至輕拉重錘1能觀察到其勻速下落(4)解析(1)時(shí)間測量是人為操作快慢和讀數(shù)問題帶來的誤差，所以

13、屬于偶然誤差。(2)由于自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度較大，下落h高度的時(shí)間較短，為了減小測量時(shí)間的實(shí)驗(yàn)誤差，就要使重錘下落的時(shí)間長一些，因此系統(tǒng)下降的加速度要小，所以小鉤碼的質(zhì)量要比重錘的質(zhì)量小很多。(3)為了消除滑輪的摩擦阻力，可用橡皮泥粘在重錘1上，輕拉重錘放手后若系統(tǒng)做勻速運(yùn)動(dòng)，則表示平衡了阻力。(4)根據(jù)牛頓第二定律有mg(mm0mm)a，又hat2，解得g。7.(2016全國卷)某物理課外小組利用圖a中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關(guān)系。圖中，置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的長木板水平放置，其右端固定一輕滑輪；輕繩跨過滑輪，一端與放在木板上的小滑車相連，另一端可懸掛鉤碼。本實(shí)驗(yàn)中可用的鉤碼共有n5個(gè)

14、，每個(gè)質(zhì)量均為0.010 kg。實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)將5個(gè)鉤碼全部放入小車中，在長木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物塊，使小車(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑。(2)將n(依次取n1,2,3,4,5)個(gè)鉤碼掛在輕繩右端，其余nn個(gè)鉤碼仍留在小車內(nèi)；用手按住小車并使輕繩與木板平行。釋放小車，同時(shí)用傳感器記錄小車在時(shí)刻t相對于其起始位置的位移s，繪制st圖象，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應(yīng)的加速度a。(3)對應(yīng)于不同的n的a值見下表。n2時(shí)的st圖象如圖b所示；由圖b求出此時(shí)小車的加速度(保留兩位有效數(shù)字)，將結(jié)果填入下表。n12345a/(ms2)0.200.580.781.00(4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖c中補(bǔ)齊

15、數(shù)據(jù)點(diǎn)，并作出an圖象。從圖象可以看出：當(dāng)物體質(zhì)量一定時(shí)，物體的加速度與其所受的合外力成正比。(5)利用an圖象求得小車(空載)的質(zhì)量為_kg(保留兩位有效數(shù)字，重力加速度取g9.8 ms2)。(6)若以“保持木板水平”來代替步驟(1)，下列說法正確的是_(填入正確選項(xiàng)前的標(biāo)號(hào))。aan圖線不再是直線ban圖線仍是直線，但該直線不過原點(diǎn)can圖線仍是直線，但該直線的斜率變大答案(3)0.39(在0.370.49范圍內(nèi)也可)(4)如圖所示(5)0.45(在0.430.47范圍內(nèi)也可)(6)bc解析(3)由sat2得：a，在st圖象中找一點(diǎn)坐標(biāo)，代入公式即可求出a。(5)對小車和鉤碼組成的系統(tǒng)應(yīng)用

16、牛頓第二定律：nmg(mnm)a，則a，an圖象的斜率k，從而可解出m。(6)對于已平衡摩擦力的情況，對整體應(yīng)用牛頓第二定律：nmg(mnm)a，則an；對于木板水平的情況，對整體應(yīng)用牛頓第二定律：nmgm(nn)mg(mnm)a，整理得：ang，比較可見，b、c均正確。題組三模擬題8(2019江蘇七市二模)利用圖甲所示裝置探究物體的加速度與所受合外力的關(guān)系，小車質(zhì)量約300 g，另配置質(zhì)量20 g的鉤碼5個(gè)，質(zhì)量500 g的砝碼1個(gè)。(1)實(shí)驗(yàn)中，平衡摩擦力的具體做法是_(選填“掛上”或“移去”)鉤碼，長木板右端用墊塊抬高，調(diào)至適當(dāng)高度，接通電源，輕推小車，使紙帶上打出的點(diǎn)間距相等。(2)實(shí)

17、驗(yàn)通過添加鉤碼改變小車的受力。關(guān)于小車，下列說法中正確的有_。a當(dāng)鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車總質(zhì)量時(shí)，可認(rèn)為小車所受合外力與鉤碼重力大小相等b開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)將砝碼放入小車c小車內(nèi)放入砝碼后需重新平衡摩擦力d實(shí)驗(yàn)中不需要測出小車的質(zhì)量(3)實(shí)驗(yàn)中打出一條紙帶，如圖乙所示，從某清晰點(diǎn)開始取計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)為0、1、2、3、4、5、6，測量點(diǎn)0到點(diǎn)3的距離為d1，點(diǎn)0到點(diǎn)6的距離為d2，已知相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔均為t，則加速度a_。(4)實(shí)驗(yàn)小組由小車受到的拉力f和對應(yīng)的加速度a，作出af圖線，如圖丙中實(shí)線所示，下列對實(shí)驗(yàn)圖線偏離直線的原因分析，正確的是_。a測量不準(zhǔn)確引起的，屬于偶然誤差b實(shí)驗(yàn)原理、方法

18、引起的，屬于系統(tǒng)誤差c加速度大，空氣阻力作用更加明顯d滑輪與軸間有摩擦答案(1)移去(2)abd(3)(4)b解析(1)平衡摩擦力時(shí)，移去鉤碼，長木板右端用墊塊抬高，調(diào)至適當(dāng)高度，接通電源，輕推小車，使紙帶上打出的點(diǎn)間距相等。(2)當(dāng)鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車總質(zhì)量時(shí)，可以認(rèn)為小車所受的合外力等于鉤碼的重力，故a正確；開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)將砝碼放入小車，使得鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，故b正確；小車內(nèi)放入砝碼后，不需要重新平衡摩擦力，故c錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)探究加速度與合外力的關(guān)系，只需保持小車的總質(zhì)量不變即可，不需要測出小車的質(zhì)量，故d正確。(3)根據(jù)d2d1d1a(3t)2得，加速度a。(4)af圖線中圖線上端偏離直

19、線的原因是隨著所掛鉤碼個(gè)數(shù)的增加，不再滿足鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，該誤差屬于系統(tǒng)誤差，是由實(shí)驗(yàn)原理、方法引起的，故選b。9(2019安徽合肥二模)某課外小組利用圖甲裝置探究物體的加速度與所受合力之間的關(guān)系，請完善如下主要實(shí)驗(yàn)步驟。(1)用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d如圖乙所示，則d_ cm；(2)安裝好光電門，從圖甲中讀出兩光電門之間的距離s_ cm；(3)接通氣源，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌，根據(jù)滑塊通過兩光電門的時(shí)間_(選填“相等”或“不相等”)可判斷出導(dǎo)軌已調(diào)成水平；(4)安裝好其他器材，并調(diào)整定滑輪，使細(xì)繩水平；(5)讓滑塊從光電門1的左側(cè)由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計(jì)測出遮光條經(jīng)過光電門1和2的時(shí)間分

20、別為t1和t2，計(jì)算出滑塊的加速度a1_(用d、s、t1和t2表示)，并記錄對應(yīng)的拉力傳感器的讀數(shù)f1；(6)改變重物質(zhì)量，多次重復(fù)步驟(5)，分別計(jì)算出加速度a2、a3、a4、，并記錄對應(yīng)的f2、f3、f4、；(7)在af坐標(biāo)系中描點(diǎn)，得到一條通過坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線，由此得出_。答案(1)0.550(2)50.00(3)相等(5)(7)物體質(zhì)量一定時(shí)，物體的加速度與所受合力成正比解析(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為5 mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為0.0510 mm0.50 mm，則d5.50 mm0.550 cm。(2)兩光電門之間的距離s70.30 cm20.30 cm50.00 cm。(3)當(dāng)氣墊導(dǎo)軌調(diào)

21、成水平時(shí)，滑塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，滑塊通過兩光電門的時(shí)間相等。(5)滑塊通過兩光電門的瞬時(shí)速度分別為：v1，v2，根據(jù)速度位移公式得滑塊的加速度為：a1。(7)若af圖線為通過原點(diǎn)的傾斜直線，可知在物體質(zhì)量一定時(shí)，物體的加速度與所受合力成正比。10(2019河北石家莊二模)某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來研究加速度和力的關(guān)系，其中小車的質(zhì)量為m，砂桶和砂子的總質(zhì)量為m，不計(jì)所有摩擦。(1)松開砂桶，小車帶動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)，若相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔t0.1 s，數(shù)據(jù)如圖乙所示，則小車的加速度a_ m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。(2)改變砂桶內(nèi)砂子的質(zhì)量，多次實(shí)驗(yàn)，以力傳感器的示數(shù)f為橫坐標(biāo)、小車對

22、應(yīng)的加速度a為縱坐標(biāo)，作出的af圖象如圖丙，可知小車的質(zhì)量m_ kg。答案(1)2.00(2)0.25解析(1)由題知，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由勻加速直線運(yùn)動(dòng)的推論xat2，得a m/s22.00 m/s2。(2)由題意知，小車所受拉力t2f又tma由af圖象知，當(dāng)f0.30 n時(shí)a2.40 m/s2聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得m0.25 kg。11(2020安徽示范高中高三上學(xué)期聯(lián)考)為了測量木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，某小組使用dis位移傳感器設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，讓木塊從傾斜木板上一點(diǎn)a由靜止釋放，位移傳感器可以測出木塊到傳感器的距離。位移傳感器連接計(jì)算機(jī)，描繪出木塊相對傳感器的位移x隨時(shí)間t的

23、變化規(guī)律如圖乙所示。(1)根據(jù)圖乙，計(jì)算0.4 s時(shí)木塊的速度v_ m/s，木塊的加速度a_ m/s2。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(2)為了測定動(dòng)摩擦因數(shù)，還需要測量的量是_；得出的表達(dá)式為_(已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭)。答案(1)0.401.0(2)木板與水平面的夾角解析(1)根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度得，木塊0.4 s末的速度為v m/s0.40 m/s；0.2 s末的速度為v m/s0.20 m/s；則木塊的加速度a1.0 m/s2。(2)選取木塊為研究對象，由牛頓第二定律有mgsinmgcosma，解得，所以要測定動(dòng)摩擦因數(shù)，還需要測出

24、木板與水平面間的夾角。(在求解加速度時(shí)，還可以結(jié)合題圖用xat2來計(jì)算，t0.2 s，x0.04 m，可得出加速度a1.0 m/s2。)12(2019安徽江淮十校三模)實(shí)驗(yàn)室小車壞了，某同學(xué)用木塊做探究加速度與力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)的裝置如圖甲所示。(1)該同學(xué)想知道木塊與長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)有多大，將長木板放置在水平桌面上，連接好裝置，調(diào)節(jié)定滑輪，使連接木塊的輕繩_，接通電源、釋放木塊，打出的紙帶如圖乙所示，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50 hz，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，則木塊的加速度大小a_ m/s2(保留兩位有效數(shù)字)。要測出木塊與長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，還需要測量的物理量有_(寫出

25、物理量的名稱及符號(hào))，根據(jù)測得的物理量，求得木塊與長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為_。(2)要用該裝置做探究加速度與合外力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，需要將長木板沒有定滑輪的一端墊高，木塊不連細(xì)繩和托盤，接通電源，輕推木塊，當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)間隔均勻時(shí)，則說明摩擦力已被平衡，此時(shí)木板的傾角滿足tan_。平衡摩擦力后，在保證砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊質(zhì)量的條件下，改變砝碼的質(zhì)量m進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，測得多組加速度a與砝碼的質(zhì)量m，作出am圖象如圖丙所示，圖象不過原點(diǎn)的原因是_。答案(1)與長木板平行1.0木塊的質(zhì)量m與托盤和砝碼的總質(zhì)量m(2)未考慮托盤的質(zhì)量解析(1)調(diào)節(jié)定滑輪，使連接木塊的輕繩與長木板平行。根據(jù)xat2，運(yùn)用

26、逐差法得a m/s21.0 m/s2以木塊為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得tfma其中滑動(dòng)摩擦力fmg以托盤和砝碼整體為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得：mgtma聯(lián)立解得，故要測出動(dòng)摩擦因數(shù)，還需要測出木塊的質(zhì)量m與托盤和砝碼的總質(zhì)量m。(2)平衡摩擦力后，mgsinmgcos得tan。探究加速度與力關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，平衡摩擦力后，在保證砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊質(zhì)量的條件下，圖象不過原點(diǎn)的原因是未考慮托盤的質(zhì)量。13(2019福建南平二模)(1)某研究性學(xué)習(xí)小組使用速度傳感器探究小車的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。為使細(xì)線下端懸掛砝碼和砝碼盤的總重力可視為小車受到的合力，正確的操作是_。a小車的質(zhì)量m應(yīng)遠(yuǎn)小于砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量mb實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪高度，使滑輪和小車間的細(xì)線與木板平行c不掛砝碼和砝碼盤，將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車恰好能勻速下滑d每次改變小車質(zhì)量后都要重新平衡摩擦力(2)該組同學(xué)在平衡小車與木板間的摩擦力后，在小車上固定一與運(yùn)動(dòng)方向垂直的薄板以增大空氣阻力。用圖乙所示的