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2025年高考物理试题分类汇编 专题17 力学实验
展开 这是一份2025年高考物理试题分类汇编 专题17 力学实验,共23页。试卷主要包含了请完成下列实验操作和计算等内容,欢迎下载使用。
1.(2025·河南·高考试题)实验小组利用图1所示装置验证机械能守恒定律。可选用的器材有:交流电源(频率)、铁架台、电子天平、重锤、打点计时器、纸带、刻度尺等。
(1)下列所给实验步骤中,有4个是完成实验必需且正确的,把它们选择出来并按实验顺序排列:________(填步骤前面的序号)
①先接通电源,打点计时器开始打点,然后再释放纸带
②先释放纸带,然后再接通电源,打点计时器开始打点
③用电子天平称量重锤的质量
④将纸带下端固定在重锤上,穿过打点计时器的限位孔,用手捏住纸带上端
⑤在纸带上选取一段,用刻度尺测量该段内各点到起点的距离,记录分析数据
⑥关闭电源,取下纸带
(2)图2所示是纸带上连续打出的五个点A、B、C、D、E到起点的距离。则打出B点时重锤下落的速度大小为________ (保留3位有效数字)。
(3)纸带上各点与起点间的距离即为重锤下落高度h,计算相应的重锤下落速度v,并绘制图3所示的关系图像。理论上,若机械能守恒,图中直线应________(填“通过”或“不通过”)原点且斜率为________(用重力加速度大小g表示)。由图3得直线的斜率________(保留3位有效数字)。
(4)定义单次测量的相对误差,其中是重锤重力势能的减小量,是其动能增加量,则实验相对误差为________(用字母k和g表示);当地重力加速度大小取,则________(保留2位有效数字),若,可认为在实验误差允许的范围内机械能守恒。
【答案】(1)④①⑥⑤
(2)1.79
(3) 通过 19.0
(4) 3.1
【详解】(1)实验步骤为:将纸带下端固定在重锤上,穿过打点计时器的限位孔,用手捏住纸带上端,先接通电源,打点计时器开始打点,然后再释放纸带,关闭电源,取下纸带,在纸带上选取一段,用刻度尺测量该段内各点到起点的距离,记录分析数据,根据原理可知质量可以约掉,不需要用电子天平称量重锤的质量。
故选择正确且正确排序为④①⑥⑤。
(2)根据题意可知纸带上相邻计数点时间间隔
根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度可得
代入数据可得
(3)[1][2]根据
整理可得
可知理论上,若机械能守恒,图中直线应通过原点,且斜率
[3]由图3得直线的斜率
(4)[1]根据题意有
可得
[2]当地重力加速度大小取,代入数据可得。
2.(2025·广东·高考试题)请完成下列实验操作和计算。
(1)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中,用螺旋测微器测量小球的直径,示数如图所示,读数_________mm。
(2)实验小组利用小车碰撞实验测量吸能材料的性能,装置如图所示,图中轨道由轨道甲和乙平滑拼接而成,且轨道乙倾角较大。
①选取相同的两辆小车,分别安装宽度为1.00 cm的遮光条。
②轨道调节。
调节螺母使轨道甲、乙连接处适当升高。将小车在轨道乙上释放,若测得小车通过光电门A和B的_________。证明已平衡小车在轨道甲上所受摩擦力及其他阻力。
③碰撞测试
先将小车1静置于光电门A和B中间,再将小车2在M点由静止释放,测得小车2通过光电门A的时间为t2,碰撞后小车1通过光电门B的时间为t1。若t2_________t1,可将两小车的碰撞视为弹性碰撞。
④吸能材料性能测试。
将吸能材料紧贴于小车2的前端。重复步骤③。测得小车2通过光电门A的时间为10.00 ms,两车碰撞后,依次测得小车1和2通过光电门B的时间分别为15.00 ms、30.00 ms,不计吸能材料的质量,计算可得碰撞后两小车总动能与碰撞前小车2动能的比值为_________(结果保留2位有效数字)。
【答案】(1)8.260/8.261/8.259
(2) 时间相等 = 0.56
【详解】(1)根据题意,由图可知,小球的直径为
(2)②[1]若已平衡小车在轨道甲上所受摩擦力及其他阻力,小车将在轨道甲上做匀速直线运动,通过两个光电门的速度相等,即通过光电门A和B的时间相等。
③[2]若两个小车发生弹性碰撞,由于两个小车的质量相等,则碰撞后两个小车的速度互换,即碰撞后小车1的速度等于碰撞前小车2的速度,则有t2 = t1
④[3]根据题意可知,碰撞前小车2的速度为
碰撞后,小车1和小车2的速度分别为,
则碰撞后两小车总动能与碰撞前小车2动能的比值为
3.(2025·安徽·高考试题)某实验小组通过实验探究加速度与力、质量的关系。
(1)利用图甲装置进行实验,要平衡小车受到的阻力。平衡阻力的方法是:调整轨道的倾斜度,使小车___________。(选填正确答案标号)
a.能在轨道上保持静止
b.受牵引时,能拖动纸带沿轨道做匀速运动
c.不受牵引时,能拖动纸带沿轨道做匀速运动
(2)利用图乙装置进行实验,箱体的水平底板上安装有力传感器和加速度传感器,将物体置于力传感器上,箱体沿竖直方向运动。利用传感器测得物体受到的支持力和物体的加速度a,并将数据实时传送到计算机。
①图丙是根据某次实验采集的数据生成的和a随时间t变化的散点图,以竖直向上为正方向。时,物体处于___________(选填“超重”或“失重”)状态;以为横轴、a为纵轴,根据实验数据拟合得到的图像为图丁中的图线a、
②若将物体质量增大一倍,重新进行实验,其图像为图丁中的图线___________。(选填“b”“c”或“d”)
【答案】(1)c
(2) 失重 d
【详解】(1)平衡阻力的方法是:调整轨道的倾斜度,使小车不受牵引时,能拖动纸带沿轨道做匀速运动。
故选c。
(2)[1]根据图像可知时,加速度方向竖直向下,故处于失重状态;
[2]对物体根据牛顿第二定律
整理得
可知图像的斜率为,故将物体质量增大一倍,图像斜率变小,纵轴截距不变,其图像为图丁中的图线d。
4.(2025·山东·高考试题)某小组采用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律,部分实验步骤如下:
(1)将两光电门安装在长直轨道上,选择宽度为d的遮光片固定在小车上,调整轨道倾角,用跨过定滑轮的细线将小车与托盘及砝码相连。选用________(填“5.00”或“1.00”)的遮光片,可以较准确地测量遮光片运动到光电门时小车的瞬时速度。
(2)将小车自轨道右端由静止释放,从数字毫秒计分别读取遮光片经过光电门1、光电门2时的速度、,以及从遮光片开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间,计算小车的加速度________(结果保留2位有效数字)。
(3)将托盘及砝码的重力视为小车受到的合力F,改变砝码质量,重复上述步骤,根据数据拟合出图像,如图乙所示。若要得到一条过原点的直线,实验中应________(填“增大”或“减小”)轨道的倾角。
(4)图乙中直线斜率的单位为________(填“”或“”)。
【答案】(1)1.00
(2)
(3)增大
(4)
【详解】(1)实验用遮光片通过光电门的平均速度代替瞬时速度,遮光片宽度越小,代替时的误差越小,故为较准确地测量遮光片运动到光电门时小车的瞬时速度,选择宽度较小的的遮光片;
(2)根据加速度的定义式可得
(3)根据图像可知当有一定大小的外力F时此时小车的加速度仍为零,可知平衡摩擦力不足,若要得到一条过原点的直线,需要平衡摩擦力,故实验中应增大轨道的倾角;
(4)图乙中直线斜率为,根据可知直线斜率的单位为。
5.(2025·云南·高考试题)某实验小组做了测量木质滑块与橡胶皮之间动摩擦因数的实验,所用器材如下:钉有橡胶皮的长木板、质量为的木质滑块(含挂钩)、细线、定滑轮、弹簧测力计、慢速电机以及砝码若干。实验装置如图甲所示。
实验步骤如下:
①将长木板放置在水平台面上,滑块平放在橡胶面上;
②调节定滑轮高度,使细线与长木板平行(此时定滑轮高度与挂钩高度一致);
③用电机缓慢拉动长木板,当长木板相对滑块匀速运动时,记录弹簧测力计的示数F;
④在滑块上分别放置和的砝码,重复步骤③;
⑤处理实验数据(重力加速度g取)。
实验数据如下表所示:
完成下列填空:
(1)表格中a处的数据为________(保留3位有效数字);
(2)其它条件不变时,在实验误差允许的范围内,滑动摩擦力的大小与接触面上压力的大小________,与接触面上压力的大小________(以上两空填“成正比”“成反比”或“无关”);
(3)若在实验过程中未进行步骤②,实验装置如图乙所示,挂钩高于定滑轮,则的测量结果将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)0.459
(2) 成正比 无关
(3)偏大
【详解】(1)表格中a处的数据
(2)[1]根据表中数据分析可知其它条件不变时,在实验误差允许的范围内,滑动摩擦力的大小与接触面上压力的大小成正比;
[2]根据表中数据分析可知其它条件不变时,在实验误差允许的范围内,与接触面上压力的大小无关。
(3)实验装置如图乙所示,挂钩高于定滑轮,则绳子拉力有竖直向下的分力,实际的正压力大于测量值的正压力,即
根据
可得
6.(2025·海南·高考试题)小组用如图所示单摆测量当地重力加速度
(1)用游标卡尺测得小球直径,刻度尺测得摆线长,则单摆摆长_____(保留四位有效数字);
(2)拉动小球,使摆线伸直且与竖直方向的夹角为(),无初速度的释放小球,小球经过_____点(选填:“最高”或“最低”)时,开始计时,记录小球做了次全振动用时,则单摆周期_____,由此可得当地重力加速度_____()。
【答案】(1)
(2) 最低
【详解】(1)单摆的摆长为
(2)[1]为减小实验计时误差,需小球经过最低点时开始计时;
[2]单摆周期
[3]根据单摆周期公式
可得
代入数值得
7.(2025·黑吉辽蒙卷·高考试题)某兴趣小组设计了一个可以测量质量的装置。如图(a),细绳1、2和橡皮筋相连于一点,绳1上端固定在A点,绳2下端与水杯相连,橡皮筋的另一端与绳套相连。
为确定杯中物体质量m与橡皮筋长度x的关系,该小组逐次加入等质量的水,拉动绳套,使绳1每次与竖直方向夹角均为且橡皮筋与绳1垂直,待装置稳定后测量对应的橡皮筋长度。根据测得数据作出关系图线,如图(b)所示。
回答下列问题:
(1)将一芒果放入此空杯,按上述操作测得,由图(b)可知,该芒果的质量_________g(结果保留到个位)。若杯中放入芒果后,绳1与竖直方向夹角为但与橡皮筋不垂直,由图像读出的芒果质量与相比_________(填“偏大”或“偏小”)。
(2)另一组同学利用同样方法得到的图像在后半部分弯曲,下列原因可能的是_________。
A.水杯质量过小B.绳套长度过大
C.橡皮筋伸长量过大,弹力与其伸长量不成正比
(3)写出一条可以使上述装置测量质量范围增大的措施_________。
【答案】(1) 106 偏大
(2)C
(3)减小细线与竖直方向的夹角
【详解】(1)[1]操作测得,由图(b)的图像坐标可知,该芒果的质量为106g;
[2]若杯中放入芒果后,绳1与竖直方向夹角为但与橡皮筋不垂直,根据共点力平衡可知橡皮条的拉力变大,导致橡皮筋的长度偏大,若仍然根据图像读出芒果的质量与相比偏大。
(2)另一组同学利用同样方法得到的图像在后半部分弯曲,可能是所测物体的质量过大,导致橡皮筋所受的弹力过大超过了弹簧的弹性限度,从而使橡皮筋弹力与其伸长量不成正比。
故选C。
(3)根据共点力平衡条件可知,当减小绳子与竖直方向的夹角时,相同的物体质量对应橡皮筋的拉力较小,故相同的橡皮筋,可减小细线与竖直方向的夹角可增大质量测量范围。
8.(2025·浙江·高考试题)“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示。
(1)如图是某次实验中得到的纸带的一部分。每5个连续打出的点为一个计数点,电源频率为,打下计数点3时小车速度为_____(保留三位有效数字)。
(2)下列说法正确的是_____(多选)
A.改变小车总质量,需要重新补偿阻力
B.将打点计时器接到输出电压为的交流电源上
C.调节滑轮高度,使牵引小车的细线跟长木板保持平行
D.小车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电源,后释放小车
(3)改用如图1所示的气垫导轨进行实验。气垫导轨放在水平桌面上并调至水平,滑块在槽码的牵引下先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光条通过光电门1、2的遮光时间分别为,测得两个光电门间距为x,用游标卡尺测量遮光条宽度d,结果如图2所示,其读数_____mm,则滑块加速度_____(用题中所给物理量符号表示)。
【答案】(1)0.390
(2)CD
(3) 10.00
【详解】(1)相邻计数点间的时间间隔T=0.1s打计数点3时的速度
(2)A.平衡摩擦力时满足
两边质量消掉,改变小车质量时不需要重新平衡摩擦力,选项A错误;
B.电火花计时器需要接220V交流电源,选项B错误;
C.调节滑轮高度,使牵引小车的细线根长木板保持平行,选项C正确;
D.小车应尽量接近打点计时器,并应该先接通电源后释放小车,以充分利用纸带,选项D正确。
故选CD。
(3)[1]遮光条宽度d=10mm+0.05mm×0=10.00mm
[2]经过两光电门时的速度分别为
根据
解得
2025年高考模拟试题分类汇编
1.(2025河南模拟)某同学设计了一个如图甲所示用打点计时器来验证动量守恒定律的实验:让前端贴有橡皮泥的小车A,后端连一打点计时器纸带,以某速度做匀速直线运动,与置于木板上静止的小车B相碰并粘在一起,继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为50Hz,接通打点计时器电源后,让小车A得到的纸带如图乙所示。小车A的质量为0.4kg,小车B的质量为0.2kg。
(1)若要计算小车A碰撞前的速度大小应该选择_
A.AB段B.BC段C.CD段D.DE段
(2)用你在(1)中的选择,对应的小车碰撞前的总动量大小______ kg·m/s(保留三位有效数字)
(3)在(1)中你的选择理由是______
【答案】(1)B
(2)0.685
(3)见解析
【详解】(1)小车A碰撞前做匀速直线运动,纸带上的点迹均匀分布,由于碰撞前的速度大于碰撞后的速度,则相邻点迹之间的间距大于碰撞后相邻点迹之间的间距,根据图乙可知,若要计算小车A碰撞前的速度大小应该选择BC段。
故选B。
(2)小车A碰撞前的速度
打点计时器电源频率为50Hz,则周期为
小车碰撞前的总动量大小
解得
(3)在(1)中选择理由是打点计时器在BC、DE段打的点分布均匀,表明小车在这两段内做匀速直线运动,又BC段大于DE段,碰前速度大于碰后速度。
2.(2025河南模拟)某同学尝试测量单摆周期和当地的重力加速度。
(1)如图(a),用一个磁性小球制作一个单摆,在单摆下方放置一个磁传感器,其轴线恰好位于单摆悬挂点正下方,图中磁传感器的引出端A接数字采集器。
(2)使单摆做小角度摆动,当磁感应强度测量值最大时,磁性小球位于______(选填“最高点”、“最低点”)。若测得连续N个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t,则单摆周期的测量值为______(用N和t表示)。
(3)多次改变摆长使单摆做小角度摆动,测量摆长L及相应的周期T。分别取L和T的对数,利用计算机得到图线如图(b),读得图线与纵轴交点的纵坐标为c,由此得到该地重力加速度g=______。
【答案】 最低点
【详解】(2)当磁感应强度测量值最大时,小球离传感器最近,所以小球位于最低点
每隔半个周期磁感应强度达到最大值一次,所以t时间内共经历个周期
即,故得周期
(3)由单摆周期公式得
两边取对数整理得
故得图象横轴截距为,斜率为
又已知纵轴截距
故得
3.(2025河南模拟)某同学用如图所示的实验装置验证牛顿第二定律,测量工具除力传感器外还有一台天平。实验前将长木板右端垫高,在不悬挂砂桶时,使左端固定有定滑轮的小车能沿木板向左匀速运动。
(1)此实验中正确的操作是_____。
A.不需要测量砂和砂桶的质量m
B.不需要测量小车(含滑轮)的质量M
C.实验前需要调整力传感器及滑轮,使细线与木板平行
D.实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
(2)砂和砂桶在匀加速下落的过程中,砂和砂桶的加速度为小车加速度的_____倍。
(3)某次实验过程中,砂和砂桶的质量为m,小车(含滑轮)的质量为M,释放小车后的一段时间内,力传感器的示数稳定为F,其他操作均正确,若要验证牛顿第二定律,只需要验证当地的重力加速度大小_____即可。
【答案】(1)C
(2)2
(3)
【详解】(1)ABD.由题图可知,细线上的拉力大小由力传感器读出,不需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量,要完成该实验还需测出砂和砂桶及小车的质量,ABD错误;
C.实验前平衡摩擦后,还需要调整力传感器及滑轮,使细线与木板平行,C正确。
故选C。
(2)相同时间内,砂和砂桶移动的位移为小车移动位移的2倍,则有
解得
(3)设小车的加速度大小为,对砂和砂桶则有
对小车(含滑轮)则有
解得
4.(2025河南模拟)某实验小组成员用如图甲所示装置测量滑块与长木板间的动摩擦因数。长木板固定在水平桌面上。测得滑块和遮光片的总质量为M。测得两光电门间的距离为L。已知重力加速度为g。
(1)小组成员小王同学做该实验前,先用游标卡尺测遮光片的宽度,测得的示数如图乙所示,则遮光片的宽度为_____;
(2)小王同学在砂桶内装适量的砂,测出砂和砂桶的质量m,由静止释放滑块,测得滑块通过光电门1、2时遮光片的挡光时间分别为,则根据测得的物理量求得滑块与长木板间的动摩擦因数_____(用所测和已知的物理量字母表示);
(3)小李同学用该装置测动摩擦因数时,并没有测遮光片的宽度,只是在砂桶里装适量的砂,轻推滑块,观察滑块通过光电门1、2时遮光片的挡光时间分别为,如果,则通过_____(填“增大”或“减小”)砂桶中砂的质量,直至轻推滑块后,滑块通过两光电门时,遮光片的挡光时间相等,测出这时砂和砂桶的总质量,则滑块与长木板间的动摩擦因数为_____;将砂和砂桶的总质量从增大为,由静止释放滑块,滑块通过光电门1,2时遮光片挡光时间分别为,则小李同学认为:如果已知遮光片的宽度为d,在误差允许的范围内,表达式一定成立,你认为小李同学的观点是_____(填“正确”或“错误”)的。
【答案】(1)6.25
(2)
(3) 减小 正确
【详解】(1)遮光片的宽度
(2)根据能量守恒,有
解得
(3)[1][2][3]观察滑块通过光电门1、2时遮光片的挡光时间分别为,如果,则说明滑块做加速运动,需减小砂桶中砂的质量,直至轻推滑块后,滑块通过两光电门时,遮光片的挡光时间相等,根据力的平衡有
解得
如果质量从增大为,根据能量守恒,有
由于
则有
小李同学观点正确。
5.某学习小组准备用铁架台、光电计时器、电磁铁和铁球等验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示。先测出A、B之间的距离h,再让电磁铁控制的小铁球从A点自由下落,下落过程中经过光电门B时,通过与之相连的光电计时器记录下小球的挡光时间为t。已知当地的重力加速度为g。
(1)如图乙所示,该小组同学先用游标卡尺测量出小球的直径d=_______cm;
(2)关于该实验下列说法正确的是_______(填字母);
A.小球的直径越小越好
B.实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束
C.实验时应先释放铁球,后打开光电计时器
(3)该小组同学通过改变A、B之间的距离h(h≫d),得到多组t的数值,通过描绘图像,可验证机械能守恒,为使图像呈直线,应描绘t²-_______(用h表示)图像,若图像的斜率k=_______(用d、g表示),可验证机械能守恒;
(4)由于存在空气阻力,该小组同学用实验数据描绘的图像的斜率_______(填“大于”“小于”或“等于”)理论值。
【答案】(1)0.98
(2)B
(3)
(4)大于
【详解】(1)游标卡尺的最小分度值为0.1mm,该读数为
;
(2)A.小球的直径小,小球通过光电门的平均速度越接近瞬时速度,但小球的直径越小,用游标卡尺测量时的测量产生的偶然误差越大,可知小球的直径应当适当小一些,而不是越小越好,A错误;
B.实验中如果球心轨迹与激光束不相交,则小球的挡光距离将小于直径,导致挡光时间偏小,结果导致速度测量值偏大,可知实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束,B正确;
C.实验时应先打开光电计时器,后释放铁球,防止小球提前通过计时器时无法记录时间,C错误。
故选B。
(3)[1]小球通过光电门的速度
从A到B,根据机械能守恒定律得
解得
为使图像呈直线,应描绘图像。
[2]图像的斜率,可验证机械能守恒。
(4)由于存在空气阻力,在相等的下落高度h内,小球通过光电门B的挡光时间大于理论值,导致绘制的过原点的倾斜直线偏上,可知用实验数据描绘的图像的斜率大于理论值。
6.实验小组探究“加速度与力、质量的关系”的装置如图所示。小钢球置于一小车内,车内后壁装有压力传感器,车顶安装有遮光条。细绳一端系于小车上,另一端跨过固定在长木板上的定滑轮,挂上钩码。
(1)若将压力传感器的示数视为小球所受合力的大小,则在实验过程中,______(选填“需要”或“不需要”)满足钩码质量远小于小车质量,细线______(选填“需要”或“不需要”)调节至与长木板平行,长木板要调节至下列选项中的______(填选项字母)状态。
A.保持水平 B.倾斜一特定角度
C.倾斜任意一小角度 D.倾斜任意一大角度
(2)光电门安装在长木板的位置A,在长木板上标记另一位置B。改变钩码个数,让小车每次都从位置B开始运动,记录多组压力传感器示数F和光电门测量的遮光时间t。某同学猜想小球的加速度与F成正比,若用图像法验证他的猜想,则最直观、合理的关系图像是下列选项中的______(填选项符号)。
A.B.
C.D.
(3)若作出(2)中正确选项的图像为一条过原点的直线,图像斜率为k,并测出遮光条的宽度为d,AB间距为x,则小钢球的质量m=______(用字母k、d、x表示)。
【答案】(1) 不需要 需要 A
(2)D
(3)
【详解】(1)[1]由于本实验采用了压力传感器,不需要用钩码的总重力代替绳子的拉力,因此不需要满足钩码质量远小于小车质量;
[2]为了保证小车所受拉力的方向不变,因此细线需要调节至与长木板平行;
[3]为了使小球所受压力传感器的力在水平方向,因此长木板要调至水平状态,故选A。
(2)遮光条通过光电门的瞬时速度
AB间距为x,根据运动学公式v2=2ax
对小球,根据牛顿第二定律F=ma
联立解得
因此为了直观第反映小球的加速度与F成正比,需要建立图像。
故选D。
(3)根据上述(2)图像的斜率
解得小钢球的质量
7.实验小组采用如图甲所示的装置探究小车的加速度与小车质量和合外力的关系。为平衡摩擦力,先取下砝码盘和砝码,调节木板的倾角,轻推系着纸带的小车,小车获得初速度后通过打点计时器,打出了如图乙所示纸带,纸带靠点的一端连着小车,由图乙可以推测,小车运动过程中速度______(选填“越来越大”或“越来越小”),受到的合力________(选填“越来越大”“越来越小”或“不变”)。
继续调整木板倾角,完成平衡摩擦力的操作后,挂上砝码和砝码盘进行实验,最终获得小车运动的(为砝码和砝码盘的重力)图像,如图丙所示,根据图像,可以判断_________
A.平衡摩擦力时,倾角仍然过小
B.随着F增大,小车的加速度a可能大于重力加速度g
C.小车的质量一定时,其加速度与所受合外力成正比
【答案】 越来越大 不变 C
【详解】[1]由乙图可知,纸带上点迹之间的距离越来越大,说明小车的速度越来越大;
[2]由乙图可知,点迹间的间距均匀增大,小车做匀加速直线运动,故小车受到的合外力不变;
[3]由于小车的图像是一条通过原点的直线,说明质量一定时,小车的加速度与合外力成正比。
故选C。
8.某实验小组用图甲所示的装置探究“加速度与力和质量”的关系,打点计时器使用的交流电频率为,纸带每5个点取一个计数点,、、、、为选取的连续5个计数点。已知重物质量为,重力加速度为,滑轮重力及绳与滑轮间的摩擦不计。
(1)本实验中,重物的质量______(选填“需要”或“不需要”)远小于小车的质量。
(2)依据图乙纸带计算,小车做匀加速运动的加速度大小为______(保留两位有效数字)。
(3)若不计小车与水平面间的摩擦,则实验中弹簧秤读数应为______(用、、表示)。
(4)由于绳与滑轮间存在摩擦或存在空气阻力,实验中发现的计算值总是略______(选填“大于”或“小于”)弹簧秤的读数。
【答案】(1)不需要
(2)2.0
(3)
(4)大于
【详解】(1)该实验绳子拉力可以利用弹簧秤直接测量得到,而不是将重物的重力近似等于绳子的拉力,故该实验,重物的质量不需要远小于小车的质量。
(2)小车的加速度
(3)由图可知,弹簧秤的示数等于绳子的拉力,且小车加速度为重物的2倍,则有
则
(4)由于绳与滑轮间存在摩擦或存在空气阻力,故
故
故的计算值总是略 大于弹簧秤的读数。滑块和砝码的总质量
弹簧测力计示数
动摩擦因数
250
1.12
0.457
300
1.35
a
350
1.57
0.458
400
1.79
0.457
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