2024年高考物理一輪復(fù)習(xí)專題3.3實(shí)驗(yàn)四探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系精練含解析

PAGEPAGE1專題3.3試驗(yàn)四探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系1．（山東省臨沂市2025屆模擬）如圖所示為探究牛頓其次定律的試驗(yàn)裝置．該裝置由氣墊導(dǎo)軌、兩個(gè)光電門、滑塊和沙桶等組成．光電門可以測出滑塊通過光電門的時(shí)間，導(dǎo)軌標(biāo)尺可以測出兩個(gè)光電門間的距離，另用天平測出滑塊(含遮光片）和沙桶（含沙子）的質(zhì)量分別為M和m．(1)在探究牛頓其次定律的試驗(yàn)中，運(yùn)用氣墊導(dǎo)軌的主要目的是____________A．減小噪聲B．減小滑塊速度C．減小摩擦力D．增加摩擦力(2)假如滑塊上的遮光板寬度為d，通過1、2兩個(gè)光電門時(shí)的擋光時(shí)問分別為t1和t2，測量出兩個(gè)光電門之間的距離s，那么滑塊運(yùn)動的加速度a的計(jì)算式是a=__________．【答案】C【解析】(1)在探究牛頓其次定律的傳統(tǒng)試驗(yàn)裝置中，我們須要抬高木板的一端，使得小車重力沿斜面得分力等于小車受到的摩擦力，即平衡小車受到的摩擦力。運(yùn)用氣墊導(dǎo)軌后，可以大大減小滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦力。所以運(yùn)用氣墊導(dǎo)軌的主要目的是減小摩擦力，故C正確；(2)因?yàn)檩^短時(shí)間內(nèi)的平均速度可以表示瞬時(shí)速度，滑塊經(jīng)過光電門1時(shí)的速度表達(dá)式同理得：依據(jù)運(yùn)動學(xué)的公式：解得：。2．（重慶市2025屆調(diào)研測試）在“探究加速度與力的關(guān)系”試驗(yàn)中，某小組設(shè)計(jì)了如圖所示的試驗(yàn)裝置。圖中上下兩層前端固定有光滑滑輪，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作為小車所受合外力，兩小車尾部各系一條細(xì)線連到限制裝置上，試驗(yàn)時(shí)通過限制裝置使兩小車同時(shí)起先運(yùn)動，按下裝置兩小車同時(shí)馬上停止。某次試驗(yàn)時(shí)小車Ⅰ的位移為s1，小車Ⅱ的位移為s2。(1)為了減小試驗(yàn)誤差,下列說法正確的是（________）A.試驗(yàn)之前將軌道傾斜來平衡摩擦力，平衡摩擦力時(shí)須要掛上砝碼盤和砝碼B.試驗(yàn)之前將軌道傾斜來平衡摩擦力，平衡摩擦力時(shí)不須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)若試驗(yàn)測得小車Ⅱ位移近似是小車Ⅰ位移的兩倍，則可得試驗(yàn)結(jié)論是：在質(zhì)量肯定的狀況下，物體的加速度與所受到的合外力成______(填“正比”或“反比”)(3)由于試驗(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>s2B．2s1=s2C．2s1<s2【答案】BD正比B【解析】(1)AB：試驗(yàn)前須要平衡摩擦力，平衡摩擦力時(shí)，砝碼盤不須要掛上，但小車必需掛上紙帶，將軌道傾斜來平衡摩擦力．故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確．CD：若要將砝碼和砝碼盤的總重力作為小車所受合力，繩中拉力約等于砝碼和砝碼盤的總重力，需滿意砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量．故C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確．(2)兩小車同時(shí)起先運(yùn)動，并同時(shí)停止，兩車運(yùn)動的位移，則有：位移與加速度成正比；試驗(yàn)測得小車Ⅱ位移近似是小車Ⅰ位移的兩倍，小車Ⅱ加速度近似是小車Ⅰ加速度的兩倍，則可得試驗(yàn)結(jié)論是：在質(zhì)量肯定的狀況下，物體的加速度與所受到的合外力成正比．(3)由于試驗(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，依據(jù)運(yùn)動的位移公式，結(jié)合牛頓其次定律，因此s1和s2的大小關(guān)系是：2s1=s2．故AC項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確．3．（河北邯鄲一中2025屆期中）某同學(xué)利用如圖裝置探究加速度與合外力的關(guān)系．利用力傳感器測量細(xì)線上的拉力．依據(jù)如下步驟操作：①安裝好打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶，調(diào)整導(dǎo)軌的傾斜程度，平衡小車摩擦力；②細(xì)線通過導(dǎo)軌一端光滑的定滑輪和動滑輪，與力傳感器相連，動滑輪上掛上肯定質(zhì)量的鉤碼，將小車?yán)娇拷螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端；③打開力傳感器并接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源(頻率為50Hz的溝通電源)；④釋放小車，使小車在軌道上做勻加速直線運(yùn)動；⑤關(guān)閉傳感器，記錄下力傳感器的示數(shù)F.通過分析紙帶得到小車加速度a；⑥變更鉤碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟①②③④⑤；⑦作出a－F圖象，得到試驗(yàn)結(jié)論．(1)本試驗(yàn)在操作中是否要滿意鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量？(填寫“須要”或“不須要”)；某次釋放小車后，力傳感器示數(shù)為F，通過天平測得小車的質(zhì)量為M，動滑輪和鉤碼的總質(zhì)量為m，不計(jì)滑輪的摩擦，則小車的加速度理論上應(yīng)等于．A．a(chǎn)＝eq\f(F,2M)B．a(chǎn)＝eq\f(F,M)C．a(chǎn)＝eq\f(mg－2F,M) D．a(chǎn)＝eq\f(2F,M)(2)如圖是某次試驗(yàn)測得的紙帶的一段，可以推斷紙帶的(填“左”或“右”)端與小車連接，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)6時(shí)，鉤碼的瞬時(shí)速度大小為m/s.(保留兩位有效數(shù)字)【答案】(1)不須要B(2)左0.75【解析】(1)本試驗(yàn)利用力傳感器測量細(xì)線上的拉力，不須要用鉤碼的重力代替，所以不須要滿意鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，依據(jù)牛頓其次定律得：a＝eq\f(F,m)，故B正確．(2)紙帶右側(cè)兩點(diǎn)間的距離越來越大，故左端與小車相連，瞬時(shí)速度為5到7的平均速度故v＝eq\f(0.03,0.04)m/s＝0.75m/s.4．（山東青島二中2025屆期中）兩試驗(yàn)小組分別作“探究加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系”試驗(yàn)．(1)A組用如圖甲所示裝置做試驗(yàn)，圖中帶滑輪的長木板放置于水平桌面上，拉力傳感器可干脆顯示所受拉力的大小．做試驗(yàn)時(shí)，下列操作必要且正確的是．A．將長木板右端適當(dāng)墊高，使小車能自由勻速滑動B．小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時(shí)記錄傳感器的示數(shù)C．為了減小誤差，試驗(yàn)中肯定要保證砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量D．用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量(2)B組用如圖乙所示的試驗(yàn)裝置來做試驗(yàn)．①在正確、規(guī)范的操作中，打出一條如下圖所示的紙帶，每兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒有畫出來，紙帶上的數(shù)字為相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz.打第4個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車的速度v4＝m/s；小車做勻加速直線運(yùn)動的加速度a＝m/s.(保留三位有效數(shù)字)②平衡了摩擦力后，在小車質(zhì)量M保持不變的狀況下，不斷往砂桶里加砂，直到砂的質(zhì)量最終達(dá)到eq\f(1,3)M.測出每次加砂后，砂和砂桶的總重力F和小車的加速度a，作a－F的圖象．下列圖線正確的是．【答案】(1)AB(2)①1.212.02②C【解析】(1)試驗(yàn)前要平衡摩擦力，將長木板右端適當(dāng)墊高，使小車能自由勻速滑動，選項(xiàng)A正確；為重復(fù)利用紙帶，小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時(shí)記錄傳感器的示數(shù)，選項(xiàng)B正確；繩子的拉力可以由拉力傳感器，讀出，試驗(yàn)中不須要保證砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，不須要用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．(2)①每兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒有畫出來，因此相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T＝0.1s，打計(jì)數(shù)點(diǎn)4時(shí)小車的瞬時(shí)速度等于計(jì)數(shù)點(diǎn)3～5間的平均速度，則有：v4＝eq\f(0.111＋0.131,0.2)m/s＝1.21m/s；依據(jù)Δx＝aT2，解得a＝eq\f(0.111＋0.131＋0.151－0.05－0.0705－0.091,9×0.12)m/s2≈2.02m/s2.②平衡了摩擦力后，對小車有：T＝Ma，對砂和砂桶有：mg－T＝ma，聯(lián)立可得：a＝eq\f(mg,M＋m).若滿意m≤M，則有a＝eq\f(mg,M)＝eq\f(F,M)，即a－F的圖象為直線，當(dāng)砂和砂桶的質(zhì)量較大時(shí)，不再滿意m≤M這一條件，此狀況下按相同方式描點(diǎn)的圖象遵循a＝eq\f(F,M＋m)規(guī)律，隨著砂的質(zhì)量的增加，a－F的圖象的斜率為k＝eq\f(1,M＋m)將減小，所以圖線將向下彎曲．5.（海南海口一中2025屆期末）某試驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖(a)所示的試驗(yàn)裝置，通過變更重物的質(zhì)量，利用計(jì)算機(jī)可得滑塊運(yùn)動的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象．他們在軌道水平和傾斜的兩種狀況下分別做了試驗(yàn)，得到了兩條a－F圖線，如圖(b)所示．滑塊和位移傳感器放射部分的總質(zhì)量m＝kg；滑塊和軌道間的動摩擦因數(shù)μ＝.(重力加速度g取10m/s2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)【答案】0.50.2【解析】當(dāng)軌道水平常，依據(jù)牛頓其次定律得a＝eq\f(F－μmg,m)＝eq\f(F,m)－μg上圖(b)可知圖線的斜率k＝eq\f(1,m)＝2，計(jì)算得出m＝0.5kg縱軸截距μg＝2，計(jì)算得出μ＝0.2.6.（江蘇徐州試驗(yàn)中學(xué)2025屆期末）其學(xué)習(xí)小組用圖甲所示的裝置探究加速度與合力的關(guān)系．裝置中的鋁箱下端連接紙帶，砂桶中可放置砂子以變更鋁箱所受的外力大小，鋁箱向上運(yùn)動的加速度a可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測出，現(xiàn)保持鋁箱總質(zhì)量不變，漸漸增大砂桶和砂的總質(zhì)量進(jìn)行多次試驗(yàn)，得到多組a、F值(F為力傳感器的示數(shù)，等于懸掛滑輪繩子的拉力)，不計(jì)滑輪的重力．(1)某同學(xué)依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出了a－F關(guān)系圖線如圖乙所示，則由該圖象可得鋁箱總質(zhì)量m＝，重力加速度g＝.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(2)當(dāng)砂桶和砂的總質(zhì)量M較大導(dǎo)致a較大時(shí)，實(shí)際得到的加速度a的值可能是(填選項(xiàng)前的字母)A．120m/s2B．10.0m/s2C．5.0m/s2 D．6.0m/s2【答案】(1)0.20kg10m/s2(2)CD【解析】(1)對鋁箱分析，應(yīng)有FT－mg＝ma，對滑輪應(yīng)有F＝2FT，聯(lián)立可解得a＝eq\f(1,m)(eq\f(F,2)－mg)＝eq\f(1,2m)F－g，可知圖線的斜率k＝eq\f(1,2m)＝eq\f(10,4)，解得m＝0.20kg，縱軸截距－g＝－10，解得g＝10m/s2；(2)對砂桶和砂分析，應(yīng)有Mg－FT＝Ma，對滑輪應(yīng)有F＝2FT，聯(lián)立可解得a＝g－eq\f(1,2M)F，當(dāng)砂桶和砂的總質(zhì)量較大，加速度a接近g，故實(shí)際得到的加速度a＜g，故C、D正確，A、B錯(cuò)誤．7．（天津市和平區(qū)2025屆高三高考二模）某探討性學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行物理試驗(yàn)，試驗(yàn)裝置如圖（a）所示。在氣墊導(dǎo)軌上相隔肯定距離的兩處安裝兩個(gè)光電門，滑塊上固定一遮光條，光電門可以記錄下遮光條通過光電門時(shí)所用的時(shí)間?；瑝K上裝有拉力傳感器，可以讀出細(xì)線上的拉力大小。①試驗(yàn)前用螺旋測微器測遮光條寬度d，測量結(jié)果如圖（b）所示，則d=_____mm。②滑塊用細(xì)線跨過氣墊導(dǎo)軌右端的定滑輪與托盤（盤內(nèi)有砝碼）相連，將滑塊由圖（a）所示位置釋放，若己知遮光條通過兩個(gè)光電門所用時(shí)間分別為△t1、△t2以及遮光條寬度d，還測出兩光電門間距離L，則滑塊的加速度可用上述物理量表示為a=_____。③利用該試驗(yàn)裝置還可以進(jìn)行牛頓定律的驗(yàn)證，關(guān)于牛頓定律的驗(yàn)證某同學(xué)提出如下觀點(diǎn)，其中正確的是_____。A.測量遮光條寬度時(shí)可以實(shí)行多次測量取平均值的方法消退系統(tǒng)誤差B.試驗(yàn)中加速度己由②中獲得，只需讀取拉力傳感器的讀數(shù)F并測得滑塊、遮光條、拉力傳感器的總質(zhì)量M，即可驗(yàn)證牛頓定律C.因?yàn)槔鞲衅骺梢愿纱嘧x取拉力，所以不須要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌右端定滑輪的高度，使?fàn)恳瑝K的細(xì)繩與導(dǎo)軌平行D.因?yàn)槔鞲衅骺梢愿纱嘧x取拉力，所以不須要托盤和砝碼的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊、遮光條、拉力傳感器的總質(zhì)量M【答案】8.473mm；；BD【解析】①由圖可知，螺旋測微器的讀數(shù)為：；②通過兩個(gè)光電門的速度分別為：，，由勻變速直線運(yùn)動的速度位移公式得：，解得：；③A項(xiàng)：系統(tǒng)誤差不行能消退，只可能減小，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)：由于拉力傳感器的示數(shù)即為小車的合力，所以只需讀取拉力傳感器的讀數(shù)F并測得滑塊、遮光條、拉力傳感器的總質(zhì)量M，即可驗(yàn)證牛頓定律，故B正確；C項(xiàng)：要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌右端定滑輪的高度，使?fàn)恳瑝K的細(xì)繩與導(dǎo)軌平行，這樣才能保證小車的合力為力傳感器的示數(shù)，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)：因?yàn)槔鞲衅骺梢愿纱嘧x取拉力，所以不須要托盤和砝碼的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊、遮光條、拉力傳感器的總質(zhì)量M，故D正確。8．（廣東省高三“六校聯(lián)盟”2025屆第四次聯(lián)考）如圖所示，試驗(yàn)小組的同學(xué)將力傳感器固定在小車上，然后把細(xì)繩的一端固定在傳感器拉鉤上，用來測量繩對小車的拉力，探究在小車及傳感器總質(zhì)量不變時(shí)加速度跟它們所受拉力的關(guān)系，依據(jù)所測數(shù)據(jù)作出了如圖所示的a－F圖象。已知電源頻率為50Hz，重力加速度g取9.8m/s2，忽視細(xì)繩的質(zhì)量和滑輪的摩擦以及空氣阻力，計(jì)算結(jié)果均取兩位有效數(shù)字。（1）圖線不過坐標(biāo)原點(diǎn)的可能緣由是__________；A．試驗(yàn)過程中沒有滿意“砂和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和傳感器的總質(zhì)量”的條件B．試驗(yàn)過程中先釋放小車運(yùn)動，再接通電源打點(diǎn)C．試驗(yàn)過程中沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足（2）由圖線求出小車和傳感器的總質(zhì)量為__________kg；（3）其中一次試驗(yàn)過程中得到的紙帶如圖所示，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)未標(biāo)出，則該次試驗(yàn)過程中，砂和桶的總質(zhì)量等于__________kg【答案】C1.00.27【解析】（1）由圖像可知，當(dāng)F增加到某一值時(shí)，小車才起先有加速度，可知緣由是試驗(yàn)過程中沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足，故選C.（2）由，可知（3）相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，則兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔為：T=0.1s，

依據(jù)△x=aT2，運(yùn)用逐差法得，小車運(yùn)動的加速度為：由牛頓其次定律：，，由第（1）問可知，解得砂和桶的總質(zhì)量:m=0.27kg9．（福建省福州市2025屆中學(xué)畢業(yè)班其次次質(zhì)量檢查）某試驗(yàn)小組的同學(xué)利用如圖1所示的裝置“探究物體速度和位移的關(guān)系”，并測量物塊和桌面間的動摩擦因數(shù)。已知彈簧處于原長時(shí)，物塊位于光電門左側(cè)。(1)按如圖1所示安裝試驗(yàn)器材，物塊上方裝有較窄的遮光條，用游標(biāo)卡尺測量其寬度如圖2所示，則遮光條的寬度為__________mm。(2)試驗(yàn)步驟如下：①讓物塊壓縮彈簧并鎖定；②釋放物塊，讀出物塊通過光電門時(shí)的遮光時(shí)間Δt；③測量出物塊停止運(yùn)動時(shí)遮光條的位置到光電門之間的位移x；④重復(fù)②③步驟，測出多組遮光時(shí)間Δt和位移x的值；⑤計(jì)算出物塊通過光電門時(shí)對應(yīng)的速度v。(3)依據(jù)測量的數(shù)據(jù)在如圖3所示的坐標(biāo)紙上做出v2－x圖象，由圖象可知，物塊在桌面上運(yùn)動的加速度大小為__________m/s2。已知重力加速度g取10m/s2，則物塊和桌面間的動摩擦因數(shù)為____________。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)【答案】6.755.0(4.7～5.1均可)0.50(0.47～0.51均可)【解析】(1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為6mm＋0.05×15mm=6.75mm。(3)由勻變速直線運(yùn)動規(guī)律有v2=2ax，圖象的斜率k=2a，所以a=。依據(jù)圖象求得斜率k=10.0m/s2，所以物塊在桌面上運(yùn)動的加速度大小a=5.0m/s2；依據(jù)牛頓其次定律有μmg=ma，所以μ=0.50。10．（四川省德陽市2025屆高三模擬）為了測量木塊與木板間動摩擦因數(shù)，某小組運(yùn)用位移傳感器設(shè)計(jì)了如圖所示試驗(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)，描繪出滑塊相對傳感器的位移s隨時(shí)間t變更規(guī)律，如圖所示。①依據(jù)上述圖線，計(jì)算0.4s時(shí)木塊的速度=_______m/s，木塊加速度a=________m/s2；②現(xiàn)測得斜面傾角為，g取10m/s2，則=________；③為了提高木塊與木板間動摩擦因數(shù)μ的測量精度，下列措施可行的是________A．A點(diǎn)與傳感器距離適當(dāng)大些B．木板的傾角越大越好C．選擇體積較大的空心木塊D．傳感器起先計(jì)時(shí)的時(shí)刻必需是木塊從A點(diǎn)釋放的時(shí)刻【答案】0.410.625A【解析】①依據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間內(nèi)中點(diǎn)時(shí)刻的瞬時(shí)速度，得0.4s末的速度為：，0.2s末的速度為：，則木塊的加速度為：；②選取木塊為探討的對象，木塊沿斜面方向是受力：，得：，若，則；③依據(jù)②的分析可知，在試驗(yàn)中，為了削減試驗(yàn)誤差，應(yīng)使木塊的運(yùn)動時(shí)間長一些，可以：可以減小斜面的傾角、增加木塊在斜面上滑行的位移等，傳感器起先的計(jì)時(shí)時(shí)刻不肯定必需是木塊從A點(diǎn)釋放的時(shí)刻。故A正確，BCD錯(cuò)誤。11．（山西省太原市2025屆高三模擬）用圖甲的裝置測量木塊與水平木板間的動摩擦因數(shù)μ時(shí)，所用木塊的質(zhì)量與重物的質(zhì)量相等.若測得木塊的加速度為a，用g表示重力加速度的值，則：(1)計(jì)算動摩擦因數(shù)的表達(dá)式為μ=________（用題中物理量的符號表示）.試驗(yàn)中得到一條紙帶如圖乙所示A-E為5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn)未畫出，各計(jì)數(shù)點(diǎn)距離如圖。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器運(yùn)用的電源頻率為50Hz，可求得:（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）(2)打下D點(diǎn)時(shí)木塊的速度vD=____m/s；(3)運(yùn)動過程中木塊的加速度a=______m/s2.【答案】0.9753.15（3.14-3.16）【解析】(1)設(shè)木塊質(zhì)量和重物質(zhì)量為m，對重物依據(jù)牛頓其次定律：，對木塊有：，聯(lián)立解得：.(2)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該點(diǎn)前后相鄰兩個(gè)點(diǎn)的平均速度，故.依據(jù)位移差公式得：加速度.12．(山東師大附中2025屆模擬)(1)有一游標(biāo)卡尺，主尺的最小分度是1mm，游標(biāo)上有20個(gè)小的等分刻度．用它測量一小球的直徑，如圖甲所示的讀數(shù)是mm.用螺旋測微器測量一根金屬絲的直徑，如圖乙所示的讀數(shù)是mm.(2)某試驗(yàn)小組利用如圖丙所示的試驗(yàn)裝置來驗(yàn)證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．在調(diào)整好導(dǎo)軌水平的條件下，試驗(yàn)中測得遮光條的寬度d＝0.50cm；試驗(yàn)時(shí)將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門的時(shí)間Δt＝2.0×10－2s，則滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度為m/s.在本次試驗(yàn)中還須要測量的物理量有：鉤碼的質(zhì)量m、和(文字說明并用相應(yīng)的字母表示)．本試驗(yàn)通過比較和在試驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等(用測量的物理量符號表示)，從而驗(yàn)證了系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．(3)如圖所示，A、B兩條直線是在A、B兩地分別用豎直向上的力F拉質(zhì)量分別為mA和mB的兩個(gè)物體得出的加速度a與力F之間的關(guān)系圖線，分析圖線可知①比較兩地的重力加速度，有g(shù)A＞gB；②比較兩物體的質(zhì)量，有mA＜mB；③比較兩地的重力加速度，有g(shù)A＝gB④比較兩物體的質(zhì)量，有mA＞mBA．③④ B．①②C．①④ D．②③【答案】(1)10.507.500(2)0.25m/s滑塊質(zhì)量M光電門與滑塊初始位置距離LmgLeq\f(1,2)(M＋m)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,t)))2(3)D【解析】(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為10mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.05×10mm＝0.50mm，所以最終讀數(shù)為：10mm＋0.50mm＝10.50mm；螺旋測微的固定刻度讀數(shù)為7.5mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×0.0mm＝0.000mm，所以最終讀數(shù)為：7.5mm＋0.000mm＝7.500mm；(2)滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度v＝eq\f(d,Δt)＝eq\f(0.50×10－2,2×10－2)m/s＝0.25m/s；試驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒，系統(tǒng)動能的增加量ΔEk＝eq\f(1,2)(M＋m)v2＝eq\f(1,2)(M＋m)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,t)))2，系統(tǒng)重力勢能的減小量ΔEp＝mgL，推斷eq\f(1,2)(M＋m)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,t)))2與mgL在誤差允許的范圍內(nèi)是否相等，所以本試驗(yàn)還須要測量的物理量有：滑塊的質(zhì)量M，滑塊初始位置與光電門間距離L；(3)物體受拉力和重力，依據(jù)牛頓其次定律，有：F－mg＝ma，解得：a＝eq\f(F,m)－g，可知a－F圖象中斜率表示eq\f(1,m)，由圖可知A的斜率大于B的斜率，所以mA＜mB，依據(jù)圖象的縱軸截距的肯定值表示當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，所以gA＝gB，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤．1.（2024·新課標(biāo)全國Ⅱ卷）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)的試驗(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的溝通電源，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）某次試驗(yàn)時(shí)，調(diào)整木板與水平面的夾角θ=30°。接通電源。開啟打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放鐵塊，鐵塊從靜止起先沿木板滑下。多次重復(fù)后選擇點(diǎn)跡清楚的一條紙帶，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9.8m/s2?？梢杂?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）（2）0.35【解析】（1）由mgsinθ-μmgcosθ=ma，解得：μ=①（2）由逐差法a=得：SII=（76.39-31.83）×10-2m，T=0.15s，SI=（31.83-5.00）×10-2m，故a=m/s2=1.97m/s2，代入①式，得：μ==0.352.（2024年江蘇卷）某同學(xué)利用如圖所示的試驗(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．試驗(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）試驗(yàn)要求小鉤碼的質(zhì)量m要比重錘的質(zhì)量M小許多，主要是為了______．A、使H測得更精確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）滑輪的摩擦阻力會引起試驗(yàn)誤差．現(xiàn)供應(yīng)一些橡皮泥用于減小該誤差，可以怎么做_________________?（4）運(yùn)用橡皮泥改進(jìn)試驗(yàn)后，重新進(jìn)行試驗(yàn)測量，并測出所用橡皮泥的質(zhì)量為m0．用試驗(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能視察到其勻速下落（4）【解析】本題考查重力加速度的測量，意在考查考生的試驗(yàn)探究實(shí)力。（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)間的試驗(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)量小許多。（3）為了消退滑輪的摩擦阻力，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。（3）依據(jù)牛頓其次定律有，又，解得。3．[2024·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，置于試驗(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．本試驗(yàn)中可用的鉤碼共有N＝5個(gè)，每個(gè)質(zhì)量均為0.010kg.試驗(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．圖1-(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圖像，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圖像如圖(b)所示；由圖(b)求出此時(shí)小車的加速度(保留2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圖像．從圖像可以看出：當(dāng)物體質(zhì)量肯定時(shí)，物體的加速度與其所受的合外力成正比．圖1-(5)利用a-n圖像求得小車(空載)的質(zhì)量為______kg(保留2位有效數(shù)字，重力加速度g取9.8m/s2)．(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(0.37～0.49均可)(4)a-n圖線如圖所示(5)0.45(0.43～0.47均可)(6)BC【解析】(3)系統(tǒng)做勻加速直線運(yùn)動，s＝eq\f(1,2)at2，由圖(b)可知，當(dāng)t＝2s時(shí)，s＝0.78m，代入解得a＝0.39m/s2.(4)由題意知描點(diǎn)法作圖所得的必需是一條直線．(5)對于掛在下面的n個(gè)鉤碼，有nmg－F＝nma；對于小車(含剩下的鉤碼)，有F＝[M＋(N－n)m]a；兩式相加得nmg＝(M＋Nm)a；解得a＝eq\f(nmg,M＋Nm)＝eq\f(0.098,M＋0.05)n，可見a-n圖像的斜率表示eq\f(0.098,M＋0.05)，由a-n圖可知斜率k＝0.196，所以eq\f(0.098,M＋0.05)＝0.196，解得M＝0.45kg.(6)木板水平常要考慮摩擦力的影響，對于掛在下面的n個(gè)鉤碼，有nmg－F′＝nma；對于小車(含剩下的鉤碼)，有F′－μ[M＋(N－n)m]g＝[M