十年(14-23)高考物理真題分項匯編專題72 實驗三：探究加速度與力質(zhì)量的關系（含解析）

專題73實驗三：探究加速度與力質(zhì)量的關系1．（2013·天津·高考真題）某實驗小組利用圖示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關系。（1）下列做法正確的是()A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行B．在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴在木塊上C．實驗時，先放開木塊再接通打點計時器的電源D．通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度（2）為使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運動時受到的拉力，應滿足的條件是砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量__________________木塊和木塊上砝碼的總質(zhì)量．（填“遠大于”、“遠小于”或“近似等于“）（3）甲、乙兩同學在同一實驗室，各取一套圖示的裝置放在水平桌面上，木塊上均不放砝碼，在沒有平衡摩擦力的情況下，研究加速度a與拉力F的關系，分別得到圖中甲、乙兩條直線．設甲、乙用的木塊質(zhì)量分別為m甲、m乙，甲、乙用的木塊與木板間的動摩擦因數(shù)分別為μ甲、μ乙，由圖可知，m甲________m乙，μ甲______μ乙。（填“大于”、“小于”或“等于”）【答案】AD遠小于小于大于【詳解】（1）[1]A．為了保證滑塊受到的繩子拉力是恒力，需要調(diào)節(jié)滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行，A正確；B．在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，不能將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴木塊上，B錯誤；C．實驗時，先接通打點計時器的電源再放開木塊，C錯誤；D．平衡摩擦力后，每次改變木塊上的砝碼質(zhì)量時，只要保持傾角不變，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度，D正確。故選AD；（2）[2]為了保證在改變木塊上的砝碼質(zhì)量時，木塊所受的拉力近似不變，以木塊和木塊上砝碼為對象，根據(jù)牛頓第二定律可得SKIPIF1<0以砝碼桶及桶內(nèi)砝碼為對象，根據(jù)牛頓第二定律可得SKIPIF1<0聯(lián)立可得SKIPIF1<0可知在改變SKIPIF1<0時，為了使繩子拉力幾乎等于砝碼桶及桶內(nèi)砝碼總重力SKIPIF1<0，需要砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠小于木塊和木塊上砝碼的總質(zhì)量；（3）[3][4]根據(jù)牛頓第二定律可得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0由圖像的斜率和縱軸截距大小關系可得SKIPIF1<0SKIPIF1<0可知SKIPIF1<0小于SKIPIF1<0，SKIPIF1<0大于SKIPIF1<0。2．（2022·遼寧·高考真題）某同學利用如圖所示的裝置測量重力加速度，其中光柵板上交替排列著等寬度的遮光帶和透光帶（寬度用d表示）。實驗時將光柵板置于光電傳感器上方某高度，令其自由下落穿過光電傳感器。光電傳感器所連接的計算機可連續(xù)記錄遮光帶、透光帶通過光電傳感器的時間間隔SKIPIF1<0。（1）除圖中所用的實驗器材外，該實驗還需要___________（填“天平”或“刻度尺”）；（2）該同學測得遮光帶（透光帶）的寬度為SKIPIF1<0，記錄時間間隔的數(shù)據(jù)如表所示，編號1遮光帶2遮光帶3遮光帶…SKIPIF1<073.0438.6730.00…根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)，可得編號為3的遮光帶通過光電傳感器的平均速度大小為SKIPIF1<0___________SKIPIF1<0（結果保留兩位有效數(shù)字）；（3）某相鄰遮光帶和透光帶先后通過光電傳感器的時間間隔為SKIPIF1<0，則重力加速度SKIPIF1<0___________（用d、SKIPIF1<0表示）；（4）該同學發(fā)現(xiàn)所得實驗結果小于當?shù)氐闹亓铀俣?，請寫出一條可能的原因：___________?！敬鸢浮靠潭瘸?.5SKIPIF1<0光柵板受到空氣阻力的作用【詳解】（1）[1]該實驗測量重力加速度，不需要天平測質(zhì)量；需要用刻度尺測量遮光帶（透光帶）的寬度，故需要刻度尺；（2）[2]根據(jù)平均速度的計算公式可知SKIPIF1<0（3）[3]根據(jù)勻變速直線運動平均速度等于中間時刻的速度，有SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0（4）[4]光柵板的長度明顯，下落過程中受到空氣阻力的影響，所以豎直向下的加速度小于重力加速度。3．（2022·浙江·統(tǒng)考高考真題）（1）①“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗裝置如圖1所示，長木板水平放置，細繩與長木板平行。圖2是打出紙帶的一部分，以計數(shù)點O為位移測量起點和計時起點，則打計數(shù)點B時小車位移大小為______cm。由圖3中小車運動的數(shù)據(jù)點，求得加速度為______m/s2（保留兩位有效數(shù)字）。②利用圖1裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”的實驗，需調(diào)整的是______。A．換成質(zhì)量更小的小車

B．調(diào)整長木板的傾斜程度C．把鉤碼更換成砝碼盤和砝碼

D．改變連接小車的細繩與長木板的夾角（2）“探究求合力的方法”的實驗裝置如圖4所示，在該實驗中，①下列說法正確的是______；A．拉著細繩套的兩只彈簧秤，穩(wěn)定后讀數(shù)應相同

B．在已記錄結點位置的情況下，確定一個拉力的方向需要再選擇相距較遠的兩點C．測量時彈簧秤外殼與木板之間不能存在摩擦D．測量時，橡皮條、細繩和彈簧秤應貼近并平行于木板②若只有一只彈簧秤，為了完成該實驗至少需要______（選填“2”、“3”或“4”）次把橡皮條結點拉到O點?！敬鸢浮?.15~6.251.7~2.1BC/CBD3【詳解】（1）[1]依題意，打計數(shù)點B時小車位移大小為6.20cm，考慮到偶然誤差，6.15cm~6.25cm也可；[2]由圖3中小車運動的數(shù)據(jù)點，有SKIPIF1<0SKIPIF1<0考慮到偶然誤差，1.7m/s2~2.1m/s2也可；[3]A．利用圖1裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”的實驗時，需要滿足小車質(zhì)量遠遠大于鉤碼質(zhì)量，所以不需要換質(zhì)量更小的車，故A錯誤；B．利用圖1裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”的實驗時，需要利用小車斜向下的分力以平衡其摩擦阻力，所以需要將長木板安打點計時器一端較滑輪一端適當?shù)母咭恍?，故B正確；C．以系統(tǒng)為研究對象，依題意“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗時有SKIPIF1<0考慮到實際情況，即SKIPIF1<0，有SKIPIF1<0則可知SKIPIF1<0而利用圖1裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”的實驗時要保證所懸掛質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量，即SKIPIF1<0；可知目前實驗條件不滿足，所以利用當前裝置在“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”時，需將鉤碼更換成砝碼盤和砝碼，以滿足小車質(zhì)量遠遠大于所懸掛物體的質(zhì)量，故C正確；D．實驗過程中，需將連接砝碼盤和小車的細繩應跟長木板始終保持平行，與之前的相同，故D錯誤。故選BC。（2）[4]A．在不超出彈簧測力計的量程和橡皮條形變限度的條件下，使拉力適當大些，不必使兩只測力計的示數(shù)相同，故A錯誤；B．在已記錄結點位置的情況下，確定一個拉力的方向需要再選擇相距較遠的一個點就可以了，故B錯誤；C．實驗中拉彈簧秤時，只需讓彈簧與外殼間沒有摩擦，此時彈簧測力計的示數(shù)即為彈簧對細繩的拉力相等，與彈簧秤外殼與木板之間是否存在摩擦無關，故C錯誤；D．為了減小實驗中摩擦對測量結果的影響，拉橡皮條時，橡皮條、細繩和彈簧秤應貼近并平行于木板，故D正確。故選D。[5]若只有一只彈簧秤，為了完成該實驗，用手拉住一條細繩，用彈簧稱拉住另一條細繩，互成角度的拉橡皮條，使其結點達到某一點O，記下位置O和彈簧稱示數(shù)F1和兩個拉力的方向；交換彈簧稱和手所拉細繩的位置，再次將結點拉至O點，使兩力的方向與原來兩力方向相同，并記下此時彈簧稱的示數(shù)F2；只有一個彈簧稱將結點拉至O點，并記下此時彈簧稱的示數(shù)F的大小及方向；所以若只有一只彈簧秤，為了完成該實驗至少需要3次把橡皮條結點拉到O。4．（2022·山東·統(tǒng)考高考真題）在天宮課堂中、我國航天員演示了利用牛頓第二定律測量物體質(zhì)量的實驗。受此啟發(fā)。某同學利用氣墊導軌、力傳感器、無線加速度傳感器、輕彈簧和待測物體等器材設計了測量物體質(zhì)量的實驗，如圖甲所示。主要步驟如下：①將力傳感器固定在氣墊導軌左端支架上，加速度傳感器固定在滑塊上；②接通氣源。放上滑塊。調(diào)平氣墊導軌；③將彈簧左端連接力傳感器，右端連接滑塊。彈簧處于原長時滑塊左端位于O點。A點到O點的距離為5.00cm，拉動滑塊使其左端處于A點，由靜止釋放并開始計時；④計算機采集獲取數(shù)據(jù)，得到滑塊所受彈力F、加速度a隨時間t變化的圖像，部分圖像如圖乙所示。回答以下問題（結果均保留兩位有效數(shù)字）：（1）彈簧的勁度系數(shù)為_____N/m。（2）該同學從圖乙中提取某些時刻F與a的數(shù)據(jù)，畫出a—F圖像如圖丙中I所示，由此可得滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量為________kg。（3）該同學在滑塊上增加待測物體，重復上述實驗步驟，在圖丙中畫出新的a—F圖像Ⅱ，則待測物體的質(zhì)量為________kg?！敬鸢浮?20.200.13【詳解】（1）[1]由題知，彈簧處于原長時滑塊左端位于O點，A點到O點的距離為5.00cm。拉動滑塊使其左端處于A點，由靜止釋放并開始計時。結合圖乙的F—t圖有x=5.00cm，F(xiàn)=0.610N根據(jù)胡克定律SKIPIF1<0計算出k≈12N/m（2）[2]根據(jù)牛頓第二定律有F=ma則a—F圖像的斜率為滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量的倒數(shù)，根據(jù)圖丙中I，則有SKIPIF1<0則滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量為m=0.20kg（3）[3]滑塊上增加待測物體，同理，根據(jù)圖丙中II，則有SKIPIF1<0則滑塊、待測物體與加速度傳感器的總質(zhì)量為m′≈0.33kg則待測物體的質(zhì)量為m=m′-m=0.13kg5．（2021·福建·統(tǒng)考高考真題）某實驗小組利用圖（a）所示的實驗裝置探究空氣阻力與速度的關系，實驗過程如下：（1）首先將未安裝薄板的小車置于帶有定滑輪的木板上，然后將紙帶穿過打點計時器與小車相連。（2）用墊塊將木板一端墊高，調(diào)整墊塊位置，平衡小車所受摩擦力及其他阻力。若某次調(diào)整過程中打出的紙帶如圖（b）所示（紙帶上的點由左至右依次打出），則墊塊應該___________（填“往左移”“往右移”或“固定不動”）。（3）在細繩一端掛上鉤碼，另一端通過定滑輪系在小車前端。（4）把小車靠近打點計時器，接通電源，將小車由靜止釋放。小車拖動紙帶下滑，打出的紙帶一部分如圖（c）所示。已知打點計時器所用交流電的頻率為SKIPIF1<0，紙帶上標出的每兩個相鄰計數(shù)點之間還有4個打出的點未畫出。打出F點時小車的速度大小為___________SKIPIF1<0（結果保留2位小數(shù)）。（5）保持小車和鉤碼的質(zhì)量不變，在小車上安裝一薄板。實驗近似得到的某時刻起小車v-t圖像如圖（d）所示，由圖像可知小車加速度大小___________（填“逐漸變大”“逐漸變小”或“保持不變”）。據(jù)此可以得到的實驗結論是___________?！敬鸢浮客乙?.15逐漸變小空氣阻力隨速度增大而增大【詳解】（2）[1]由題圖（b）可知從左往右點間距逐漸增大，說明小車做加速運動，即平衡摩擦力過度，應減小木板的傾角，即將墊塊往右移。（4）[2]打F點時小車的速度大小等于打E、G兩點之間小車的平均速度大小，即SKIPIF1<0（5）[3]v-t圖像的斜率表示加速度，所以由圖像可知小車加速度大小逐漸變小。[4]小車加速度隨速度的增大而變小，根據(jù)牛頓第二定律可知小車和鉤碼組成的系統(tǒng)所受合外力F隨速度的增大而變小。裝上薄板后，設小車所受空氣阻力大小為f，則SKIPIF1<0而鉤碼重力mg不變，故由此得到的結論是空氣阻力隨速度增大而增大。6．（2021·北京·高考真題）物理實驗一般都涉及實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、數(shù)據(jù)分析等。例如：（1）實驗儀器。用游標卡尺測某金屬管的內(nèi)徑，示數(shù)如圖1所示。則該金屬管的內(nèi)徑為_______mm。（2）數(shù)據(jù)分析。打點計時器在隨物體做勻變速直線運動的紙帶上打點，其中一部分如圖2所示，B、C、D為紙帶上標出的連續(xù)3個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點之間還有4個計時點沒有標出。打點計時器接在頻率為50Hz的交流電源上。則打C點時，紙帶運動的速度vC=________m/s（結果保留小數(shù)點后兩位）。（3）實驗原理。圖3為“探究加速度與力的關系”的實驗裝置示意圖。認為桶和砂所受的重力等于使小車做勻加速直線運動的合力。實驗中平衡了摩擦力后，要求桶和砂的總質(zhì)量m比小車質(zhì)量M小得多。請分析說明這個要求的理由。()【答案】31.40.44見解析【詳解】（1）[1]根據(jù)游標卡尺的讀數(shù)規(guī)則有SKIPIF1<0（2）[2]每隔4個點取一個點作為計數(shù)點，故兩計數(shù)點間有5個間隔；故兩點間的時間間隔為SKIPIF1<0勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，則有SKIPIF1<0（3）[3]設繩的拉力為T，小車運動的加速度為a。對桶和砂，有SKIPIF1<0對小車，有SKIPIF1<0得SKIPIF1<0小車受到細繩的拉力T等于小車受到的合力F，即SKIPIF1<0可見，只有桶和砂的總質(zhì)量m比小車質(zhì)量M小得多時，才能認為桶和砂所受的重力mg等于使小車做勻加速直線運動的合力F。7．（2021·全國·高考真題）為測量小銅塊與瓷磚表面間的動摩擦因數(shù)，一同學將貼有標尺的瓷磚的一端放在水平桌面上，形成一傾角為SKIPIF1<0的斜面（已知sinSKIPIF1<0=0.34，cosSKIPIF1<0=0.94），小銅塊可在斜面上加速下滑，如圖所示。該同學用手機拍攝小銅塊的下滑過程，然后解析視頻記錄的圖像，獲得5個連續(xù)相等時間間隔（每個時間間隔?T=0.20s）內(nèi)小銅塊沿斜面下滑的距離si（i=1，2，3，4，5），如下表所示。s1s2s3s4s55.87cm7.58cm9.31cm11.02cm12.74cm由表中數(shù)據(jù)可得，小銅塊沿斜面下滑的加速度大小為___________m/s2，小銅塊與瓷磚表面間的動摩擦因數(shù)為___________。（結果均保留2位有效數(shù)字，重力加速度大小取9.80m/s2）【答案】0.430.32【詳解】[1]根據(jù)逐差法有SKIPIF1<0[2]對小銅塊受力分析根據(jù)牛頓第二定律有SKIPIF1<0代入數(shù)據(jù)解得SKIPIF1<08．（2021·湖南·高考真題）某實驗小組利用圖（a）所示裝置探究加速度與物體所受合外力的關系。主要實驗步驟如下：（1）用游標卡尺測量墊塊厚度SKIPIF1<0，示數(shù)如圖（b）所示，SKIPIF1<0___________SKIPIF1<0；（2）接通氣泵，將滑塊輕放在氣墊導軌上，調(diào)節(jié)導軌至水平；（3）在右支點下放一墊塊，改變氣墊導軌的傾斜角度；（4）在氣墊導軌合適位置釋放滑塊，記錄墊塊個數(shù)SKIPIF1<0和滑塊對應的加速度SKIPIF1<0；（5）在右支點下增加墊塊個數(shù)（墊塊完全相同），重復步驟（4），記錄數(shù)據(jù)如下表：SKIPIF1<0123456SKIPIF1<00.0870.1800.2600.4250.519根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖（c）上描點，繪制圖線___________。如果表中缺少的第4組數(shù)據(jù)是正確的，其應該是___________SKIPIF1<0（保留三位有效數(shù)字）。【答案】1.020.342【詳解】（1）[1]墊塊的厚度為h=1cm+2×0.1mm=1.02cm（5）[2]繪制圖線如圖；[3]根據(jù)SKIPIF1<0可知a與n成正比關系，則根據(jù)圖像可知，斜率SKIPIF1<0解得a=0.342m/s29．（2020·北京·統(tǒng)考高考真題）在“探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關系”實驗中，做如下探究：（1）為猜想加速度與質(zhì)量的關系，可利用圖1所示裝置進行對比實驗。兩小車放在水平板上，前端通過鉤碼牽引，后端各系一條細線，用板擦把兩條細線按在桌上，使小車靜止。抬起板擦，小車同時運動，一段時間后按下板擦，小車同時停下。對比兩小車的位移，可知加速度與質(zhì)量大致成反比。關于實驗條件，下列正確的是：________(選填選項前的字母)。A．小車質(zhì)量相同，鉤碼質(zhì)量不同B．小車質(zhì)量不同，鉤碼質(zhì)量相同C．小車質(zhì)量不同，鉤碼質(zhì)量不同（2）某同學為了定量驗證(1)中得到的初步關系，設計實驗并得到小車加速度SKIPIF1<0與質(zhì)量SKIPIF1<0的7組實驗數(shù)據(jù)，如下表所示。在圖2所示的坐標紙上已經(jīng)描好了6組數(shù)據(jù)點，請將余下的一組數(shù)據(jù)描在坐標紙上，并作出SKIPIF1<0圖像______。次數(shù)1234567SKIPIF1<00.620.560.480.400.320.240.15SKIPIF1<00.250.290.330.400.500.711.00（3）在探究加速度與力的關系實驗之前，需要思考如何測“力”。請在圖3中畫出小車受力的示意圖。為了簡化“力”的測量，下列說法正確的是：__________（選填選項前的字母）。A．使小車沿傾角合適的斜面運動，小車受力可等效為只受繩的拉力B．若斜面傾角過大，小車所受合力將小于繩的拉力C．無論小車運動的加速度多大，砂和桶的重力都等于繩的拉力D．讓小車的運動趨近與勻速運動，砂和桶的重力才近似等于繩的拉力【答案】BAD【詳解】（1）[1]為了探究加速度與質(zhì)量的關系，必須控制小車所受拉力相同，而讓小車的質(zhì)量不同，所以鉤碼質(zhì)量相同，故B正確。（2）[2]數(shù)據(jù)描點和SKIPIF1<0圖像如圖所示（3）[3]A．使小車沿傾角合適的斜面運動，小車所受重力沿斜面的分力剛好等于小車所受的摩擦力，則小車受力可等效為只受繩的拉力，故A正確；B．若斜面傾角過大，重力沿斜面的分力大于摩擦力，小車所受合力將大于繩的拉力，不利于簡化“力”的測量，故B錯誤；C．由牛頓第二定律可知，無論小車運動的加速度多大，砂和桶的重力都大于繩的拉力，故C錯誤D．當小車的運動為勻速時，由平衡可知，砂和桶的重力近似等于繩的拉力，故D正確；故選AD。10．（2020·山東·統(tǒng)考高考真題）2020年5月，我國進行了珠穆朗瑪峰的高度測量，其中一種方法是通過使用重力儀測量重力加速度，進而間接測量海拔高度。某同學受此啟發(fā)就地取材設計了如下實驗，測量當?shù)刂亓铀俣鹊拇笮?。實驗步驟如下：（i）如圖甲所示，選擇合適高度的墊塊，使木板的傾角為53°，在其上表面固定一與小物塊下滑路徑平行的刻度尺（圖中未畫出）。（ii）調(diào)整手機使其攝像頭正對木板表面，開啟視頻錄像功能。將小物塊從木板頂端釋放，用手機記錄下小物塊沿木板向下做加速直線運動的情況。然后通過錄像的回放，選擇小物塊運動路徑上合適的一點作為測量參考點，得到小物塊相對于該點的運動距離L與運動時間t的數(shù)據(jù)。（iii）該同學選取部分實驗數(shù)據(jù)，畫出了SKIPIF1<0—t圖像，利用圖像數(shù)據(jù)得到小物塊下滑的加速度大小為5.6m/s2（iv）再次調(diào)節(jié)墊塊，改變木板的傾角，重復實驗?；卮鹨韵聠栴}：（1）當木板的傾角為37°時，所繪圖像如圖乙所示。由圖像可得，物塊過測量參考點時速度的大小為___________m/s；選取圖線上位于坐標紙網(wǎng)格交叉點上的A、B兩點，利用A、B兩點數(shù)據(jù)得到小物塊下滑加速度的大小為___________m/s2。（結果均保留2位有效數(shù)字）（2）根據(jù)上述數(shù)據(jù)，進一步分析得到當?shù)氐闹亓铀俣却笮開__________m/s2。（結果保留2位有效數(shù)字，sin37°=0.60，cos37°=0.80）【答案】0.32/0.333.19.4【詳解】（1）[1][2]根據(jù)SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0則由SKIPIF1<0圖像可知SKIPIF1<0則v0=0.33m/sSKIPIF1<0（2）[3]由牛頓第二定律可知SKIPIF1<0即SKIPIF1<0當θ=53°時a=5.6m/s2，即SKIPIF1<0當θ=37°時a=3.0m/s2，即SKIPIF1<0聯(lián)立解得g=9.4m/s211．（2020·浙江·統(tǒng)考高考真題）做“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”實驗時，圖甲是教材中的實驗方案；圖乙是拓展方案，其實驗操作步驟如下：（ⅰ）掛上托盤和砝碼，改變木板的傾角，使質(zhì)量為M的小車拖著紙帶沿木板勻速下滑；（ⅱ）取下托盤和砝碼，測出其總質(zhì)量為m，讓小車沿木板下滑，測出加速度a；（ⅲ）改變砝碼質(zhì)量和木板傾角，多次測量，通過作圖可得到SKIPIF1<0的關系。①實驗獲得如圖所示的紙帶，計數(shù)點a、b、c、d、e、f間均有四個點未畫出，則在打d點時小車的速度大小SKIPIF1<0_____SKIPIF1<0（保留兩位有效數(shù)字）；②需要滿足條件SKIPIF1<0的方案是_____（選填“甲”、“乙”或“甲和乙”）；在作SKIPIF1<0圖象時，把SKIPIF1<0作為F值的是_____（選填“甲”、“乙”或“甲和乙”）。【答案】0.18～0.19甲甲和乙【詳解】①[1]．打點計時器打點周期SKIPIF1<0由勻加速直線運動中，平均速度等于中間時刻的瞬時速度可得，在打d點時小車的速度SKIPIF1<0②[2][3]．在圖甲的實驗方案中，由托盤和砝碼的重力提供拉力，讓小車做勻加速直線運動，由牛頓第二定律可得SKIPIF1<0則SKIPIF1<0則繩子對小車的拉力SKIPIF1<0當SKIPIF1<0時，繩子拉力近似等于托盤和砝碼的重力。故甲需要滿足SKIPIF1<0。在圖乙的實驗方案中，掛上托盤和砝碼，小車勻速下滑，設斜面的傾斜角為SKIPIF1<0，斜面和紙帶對小車的摩擦力或阻力總和為f，則有SKIPIF1<0取下托盤和砝碼，小車做勻加速直線運動，由牛頓第二定律可得SKIPIF1<0即SKIPIF1<0故乙方案中，不需要滿足SKIPIF1<0。在甲乙方案中，均用托盤和砝碼的重力mg作為小車勻加速的直線運動的合力及F。12．（2020·全國·統(tǒng)考高考真題）一細繩跨過懸掛的定滑輪，兩端分別系有小球A和B，如圖所示。一實驗小組用此裝置測量小球B運動的加速度。令兩小球靜止，細繩拉緊，然后釋放小球，測得小球B釋放時的高度h0=0.590m，下降一段距離后的高度h=0.100m；由h0下降至h所用的時間T=0.730s。由此求得小球B加速度的大小為a=_______m/s2（保留3位有效數(shù)字）。從實驗室提供的數(shù)據(jù)得知，小球A、B的質(zhì)量分別為100.0g和150.0g，當?shù)刂亓铀俣却笮間=9.80m/s2。根據(jù)牛頓第二定律計算可得小球B加速度的大小為a′=_______m/s2（保留3位有效數(shù)字）?？梢钥闯?，a′與a有明顯差異，除實驗中的偶然誤差外，寫出一條可能產(chǎn)生這一結果的原因：__________?！敬鸢浮?.841.96滑輪的軸不光滑，繩和滑輪之間有摩擦（或滑輪有質(zhì)量）【詳解】①有題意可知小球下降過程中做勻加速直線運動，故根據(jù)運動學公式有SKIPIF1<0代入數(shù)據(jù)解得a=1.84m/s2；②根據(jù)牛頓第二定律可知對小球A有SKIPIF1<0對小球B有SKIPIF1<0帶入已知數(shù)據(jù)解得SKIPIF1<0；③在實驗中繩和滑輪之間有摩擦會造成實際計算值偏小。13．（2019·全國·高考真題）如圖（a），某同學設計了測量鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)的實驗．所用器材有：鐵架臺、長木板、鐵塊、米尺、電磁打點計時器、頻率50Hz的交流電源，紙帶等．回答下列問題：（1）鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)μ=______（用木板與水平面的夾角θ、重力加速度g和鐵塊下滑的加速度a表示）（2）某次實驗時，調(diào)整木板與水平面的夾角θ=30°．接通電源．開啟打點計時器，釋放鐵塊，鐵塊從靜止開始沿木板滑下．多次重復后選擇點跡清晰的一條紙帶，如圖（b）所示．圖中的點為計數(shù)點（每兩個相鄰的計數(shù)點間還有4個點未畫出）．重力加速度為9.8m/s2．可以計算出鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)為_____________（結果保留2位小數(shù)）．【答案】SKIPIF1<00.35【詳解】（1）由mgsinθ-μmgcosθ=ma，解得：μ=SKIPIF1<0……①（2）由逐差法a=SKIPIF1<0得：SII=（76.39-31.83）×10-2m，T=0.10s，SI=（31.83-5.00）×10-2m，故a=SKIPIF1<0m/s2=1.97m/s2，代入①式，得：μ=SKIPIF1<0=0.3514．（2015·全國·高考真題）某學生用圖（a）所示的實驗裝置測量物塊與斜面的動摩擦因數(shù)。已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，物塊下滑過程中所得到的紙帶的一部分如圖（b）所示，圖中標出了5個連續(xù)點之間的距離。（1）物塊下滑是的加速度a=_____m/s2；打點C點時物塊的速度v=____m/s；（2）已知重力加速度大小為g，求出動摩擦因數(shù)，還需測量的物理量是____（填正確答案標號）。A．物塊的質(zhì)量

B．斜面的高度

C．斜面的傾角【答案】3.251.79C【詳解】（1）[1]根據(jù)逐差法有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0[2]打C點時物塊的速度SKIPIF1<0（2）[3]對滑塊，根據(jù)牛頓第二定律，有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故還需要測量斜面的傾角。故選C?！究键c】測量動摩擦因數(shù)實驗【點睛】實驗的核心是實驗原理，根據(jù)原理選擇器材，安排實驗步驟，分析實驗誤差，進行數(shù)據(jù)處理等等。15．（2014·全國·高考真題）某同學利用圖（a）所示實驗裝置即數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量m的對應關系圖，如圖（b）所示，實驗中小車（含發(fā)射器）的質(zhì)量為200g，實驗時選擇了不可伸長的輕質(zhì)細繩和輕定滑輪，小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計算機得到，回答下列問題：（1）根據(jù)該同學的結果，小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成______（填“線性”或“非線性”）的關系．（2）由圖（b）可知，SKIPIF1<0圖線不經(jīng)過遠點，可能的原因是__________．（3）若利用本實驗裝置來驗證“在小車質(zhì)量不變的情況下，小車的加速度與作用力成正比”的結論，并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力，則實驗中應采取的改進措施是______，鉤碼的質(zhì)量應滿足的條件是___________．【答案】非線性存在摩擦力調(diào)整軌道傾斜度以平衡摩擦力遠小于小車質(zhì)量【詳解】試題分析：（1）根據(jù)該同學描繪的加速度和鉤碼質(zhì)量的圖象是一條曲線而不是直線，所以是非線性關系．（2）根據(jù)圖（b）可知當鉤碼有一定質(zhì)量，即細線有一定拉力時，小車加速度仍等于0，說明小車合力等于0，所以可能除拉力外小車還受到摩擦力作用（3）實驗改進部分由兩個要求，第一個就是圖象不過遠點，需要平衡摩擦力，所以調(diào)整軌道傾斜度，第二個就是圖象時曲線，因為小車的合力即細線拉力并不等于鉤碼重力，而是拉力SKIPIF1<0只有當SKIPIF1<0時．SKIPIF1<0，圖象近似為直線．考點：探究牛頓第二定律實驗探究16．（2014·山東·高考真題）某實驗小組利用彈簧秤和刻度尺，測量滑塊在木板上運動的最大速度，實驗步驟：①用彈簧秤測量橡皮泥和滑塊的總重力，記作SKIPIF1<0；②將裝有橡皮泥的滑塊放在水平木板上，通過水平細繩和固定彈簧秤相連，如圖甲所示，在SKIPIF1<0端向右拉動木板，待彈簧秤示數(shù)穩(wěn)定后，將讀數(shù)記作SKIPIF1<0；③改變滑塊上橡皮泥的質(zhì)量，重復步驟①②；實驗數(shù)據(jù)如下表所示：G/N1.502.002.503.003.504.00F/N0.620.830.991.221.371.61④如圖乙所示，將木板固定在水平桌面上，滑塊置于木板上左端SKIPIF1<0處，細繩跨過定滑輪分別與滑塊和重物SKIPIF1<0連接，保持滑塊靜止，測量重物SKIPIF1<0離地面的高度h；⑤滑塊由靜止釋放后開始運動并最終停在木板上的SKIPIF1<0點（未與滑輪碰撞），測量SKIPIF1<0間的距離s；完成下列作圖和填空：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定坐標紙上作出SKIPIF1<0圖線____；（2）由圖線求得滑塊和木板間的動摩擦因數(shù)SKIPIF1<0=____（保留2位有效數(shù)字）；（3）滑塊最大速度的大小v=_____（用h、s、SKI