2021物理通用一輪練習(xí)：考點(diǎn)9實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證牛頓第二定含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2021高考物理通用一輪練習(xí)：考點(diǎn)9實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證牛頓第二定含解析考點(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m?M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).答案(1）A(2)CD（3）eq\f（s4－s2，2T2）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，輕輕推動小車,使小車拖著紙帶沿木板運(yùn)動，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出來的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動，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m?M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:s4－s2＝2aT2，解得a＝eq\f（s4－s2，2T2）。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Ⅱ所掛砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量是小車Ⅰ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)動，按下裝置兩小車同時(shí)立即停止。某次實(shí)驗(yàn)時(shí)小車Ⅰ的位移為s1，小車Ⅱ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Ⅱ位移近似是小車Ⅰ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________。A．2s1＞s2 B．2s1＝s2C．2s1＜s2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，并同時(shí)停止，兩車運(yùn)動的位移s＝eq\f(1,2）at2，則位移與加速度成正比，實(shí)驗(yàn)測得小車Ⅱ位移近似是小車Ⅰ位移的兩倍，由題知小車Ⅱ所受合力為小車Ⅰ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)動的位移公式s＝eq\f(1,2)at2，結(jié)合牛頓第二定律F＝ma，可知s1和s2的大小關(guān)系是：2s1＝s2，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eq\f(m2g,2)(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（交流電的頻率為50Hz，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,由牛頓第二定律：m2g－2F＝m2a,解得測力計(jì)的讀數(shù)為：F＝eq\f（m2g－m2a，2），故D錯(cuò)誤。(2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式Δx＝aT2得：a＝eq\f(3.39－2.89×10－2,0。12)m/s2＝0。50m/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a。F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，利用鉤碼拉動滑塊在木板上運(yùn)動來測量木板和滑塊間的動摩擦因數(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）滑塊在鉤碼拉動下帶動紙帶運(yùn)動時(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,則木板和滑塊間的動摩擦因數(shù)μ可表示為________。答案（1）AC（2)eq\f（x2－x1f2,2)（3）eq\f（mg－m＋Ma,Mg)解析（1)若細(xì)繩與水平木板不平行，滑塊在運(yùn)動過程中，細(xì)繩與水平木板間的夾角會變化，滑塊與水平木板間的彈力會變化，則摩擦力也會變化,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Δx＝aT2，可得加速度為a＝eq\f(Δx,T2）＝eq\f(x2－x1,2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,f））)2）＝eq\f(x2－x1f2,2)。（3）設(shè)細(xì)繩拉力為T，對滑塊有T－μMg＝Ma，對鉤碼有mg－T＝ma，聯(lián)立可得μ＝eq\f(mg－m＋Ma，Mg）.題組二高考真題5.（2019·全國卷Ⅱ）如圖a，某同學(xué)設(shè)計(jì)了測量鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn).所用器材有：鐵架臺、長木板、鐵塊、米尺、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、頻率50Hz的交流電源、紙帶等?；卮鹣铝袉栴}：（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(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)整木板與水平面的夾角使θ＝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。80m/s2,可以計(jì)算出鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)為____________(結(jié)果保留2位小數(shù)).答案(1)eq\f(gsinθ－a，gcosθ)(2）0.35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：mgsinθ－μFN＝ma且FN＝mgcosθ聯(lián)立以上兩式解得μ＝eq\f(gsinθ－a,gcosθ)。(2）由逐差法求鐵塊加速度：a＝eq\f（x5＋x6＋x7－x1＋x2＋x3，12T2）＝eq\f(［76.39－31。83－20.90]，12×0.12)×10－2m/s2≈1.97m/s2代入μ＝eq\f（gsinθ－a，gcosθ），得μ≈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：①用米尺量出重錘1底端距地面的高度H；②在重錘1上加上質(zhì)量為m的小鉤碼；③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；④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（1)步驟④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2D．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)eq\f(22M＋m＋m0H,mt2)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，所以屬于偶然誤差。(2)由于自由落體運(yùn)動的加速度較大，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，則表示平衡了阻力。(4)根據(jù)牛頓第二定律有mg＝(M＋m0＋m＋M)a，又H＝eq\f（1,2)at2，解得g＝eq\f（22M＋m0＋mH，mt2）。7。(2016·全國卷Ⅲ）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N＝5個(gè)，每個(gè)質(zhì)量均為0.010kg.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n＝1,2，3,4，5)個(gè)鉤碼掛在輕繩右端，其余N－n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s-t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。n＝2時(shí)的s。t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/（m·s－2）0。200。580。781。00(4）利用表中的數(shù)據(jù)在圖c中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn),并作出a。n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a。n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g＝9.8m·s－2）。(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）.A．a(chǎn)。n圖線不再是直線B．a(chǎn)。n圖線仍是直線，但該直線不過原點(diǎn)C．a(chǎn).n圖線仍是直線,但該直線的斜率變大答案(3)0.39（在0。37～0.49范圍內(nèi)也可）（4)如圖所示(5)0.45(在0。43～0.47范圍內(nèi)也可）(6）BC解析(3)由s＝eq\f(1，2）at2得：a＝eq\f(2s,t2)，在s-t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)用牛頓第二定律：nmg＝（M＋Nm)a，則a＝eq\f（nmg，M＋Nm）＝eq\f（0.098n,M＋0。05),a-n圖象的斜率k＝eq\f(0.098，M＋0。05)，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＝（M＋Nm）a，則a＝eq\f（mg,M＋Nm)n①；對于木板水平的情況，對整體應(yīng)用牛頓第二定律：nmg－μ［M＋（N－n)m]g＝(M＋Nm）a，整理得:a＝eq\f（1＋μmg,M＋Nm)n－μg②，比較①②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300g，另配置質(zhì)量20g的鉤碼5個(gè)，質(zhì)量500g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)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a-F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）eq\f（d2－2d1，9T2）(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)d2－d1－d1＝a（3T）2得，加速度a＝eq\f(d2－2d1，9T2).(4)a。F圖線中圖線上端偏離直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)間分別為Δt1和Δt2，計(jì)算出滑塊的加速度a1＝________________（用d、s、Δt1和Δt2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a。F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)eq\f（\b\lc\（\rc\）(\a\vs4\al\co1(\f(d，Δt2））)2－\b\lc\（\rc\）(\a\vs4\al\co1(\f（d，Δt1))）2，2s)(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5mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為0。05×10mm＝0。50mm，則d＝5.50mm＝0.550cm。(2)兩光電門之間的距離s＝70.30cm－20。30cm＝50.00cm。(3)當(dāng)氣墊導(dǎo)軌調(diào)成水平時(shí)，滑塊做勻速直線運(yùn)動，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＝eq\f（d，Δt1)，v2＝eq\f（d，Δt2），根據(jù)速度位移公式得滑塊的加速度為：a1＝eq\f（v\o\al（2,2)－v\o\al(2，1）,2s)＝eq\f(\b\lc\(\rc\)（\a\vs4\al\co1（\f(d,Δt2)))2－\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1（\f（d，Δt1）)）2,2s)。(7)若a-F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，小車帶動紙帶運(yùn)動，若相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝0。1s，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)、小車對應(yīng)的加速度a為縱坐標(biāo),作出的a。F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,由勻加速直線運(yùn)動的推論Δx＝aT2,得a＝eq\f(x06－2x03，9T2）＝eq\f（42。08－24。08×10－2，9×0。01）m/s2＝2.00m/s2。（2）由題意知，小車所受拉力T＝2又T＝Ma由a。F圖象知，當(dāng)F＝0。30N時(shí)a＝2.40m/s2聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得M＝0.25kg。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摩擦因數(shù)μ，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的變化規(guī)律如圖乙所示。(1)根據(jù)圖乙，計(jì)算0。4s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）為了測定動摩擦因數(shù)μ，還需要測量的量是________;得出μ的表達(dá)式為μ＝________（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θeq\f(gsinθ－a，gcosθ）解析（1)根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動的物體某段時(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。4s末的速度為v＝eq\f(0.30－0。14，0。4）m/s＝0.40m/s；0.2s末的速度為v′＝eq\f(0.32－0。24,0.4)m/s＝0.20m/s；則木塊的加速度a＝eq\f(Δv，Δt）＝1.0m/s2.(2)選取木塊為研究對象,由牛頓第二定律有mgsinθ－μmgcosθ＝ma,解得μ＝eq\f(gsinθ－a，gcosθ)，所以要測定動摩擦因數(shù)，還需要測出木板與水平面間的夾角θ。(在求解加速度時(shí)，還可以結(jié)合題圖用Δx＝aT2來計(jì)算，T＝0。2s,Δx＝0.04m,可得出加速度a＝1.0m/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50Hz，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摩擦因數(shù),還需要測量的物理量有________________________________________（寫出物理量的名稱及符號)，根據(jù)測得的物理量，求得木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為μ＝________。（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θ滿足tanθ＝________。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a。m′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meq\f(mg－m＋Ma,Mg)（2)eq\f（mg－m＋Ma,Mg）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)Δx＝aT2，運(yùn)用逐差法得a＝eq\f（xCE－xAC,4T2）＝eq\f（21.60－8。79－8.79×10－2,4×0。12）m/s2≈1.0m/s2以木塊為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得T－f＝Ma其中滑動摩擦力f＝μMg以托盤和砝碼整體為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得:mg－T＝ma聯(lián)立解得μ＝eq\f(mg－m＋Ma,Mg),故要測出動摩擦因數(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，Mgsinθ＝μMgcosθ得tanθ＝μ＝eq\f（mg－m＋Ma，Mg)。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)動方向垂直的薄板以增大空氣阻力。用圖乙所示的裝置探究物體受到的空氣阻力與運(yùn)動速度大小間的關(guān)系得到小車（含薄板）的v。t圖象如圖丙所示，該組同學(xué)通過分析得出：隨著運(yùn)動速度的增加,小車所受的空氣阻力________(選填