高考物理一轮复习 知识点23：应用动力学方法测量物体的质量（提高原卷版）.docxVIP

知识点23：应用动力学方法测量物体的质量

题型一：应用牵引法+传感器进行测量

【典例1提高题】某同学利用图甲所示DIS装置探究滑块加速度与合力的关系，同时测量滑块与轨道间的动摩擦因数．重物通过光滑的定滑轮用细线拉滑块，在滑块和细线左端之间固定一力传感器，位移传感器(接收器)固定在轨道一端，位移传感器(发射器)随滑块一起沿水平轨道运动．实验中，保持滑块(包括位移传感器发射器和力传感器)的质量M不变，改变重物的质量m，重复实验若干次，得到滑块的加速度a与力传感器的示数F的关系如图乙所示．

(1)本实验________(选填“需要”或“不需要”)满足滑块(包括位移传感器发射器和力传感器)的质量远大于重物的质量．

(2)滑块(包括位移传感器发射器和力传感器)的质量为________kg；取g＝10m/s2，空气阻力不计，滑块与轨道间的动摩擦因数为________．

题型二：应用牵引法+打点计时器进行测量

【典例2提高题】用图甲所示装置探究物体的加速度与力、质量的关系．实验前已经调节滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行，已经平衡了摩擦力．g＝9.8m/s2.

（1）实验时保持小车(含车中砝码)的质量M不变，用打点计时器测出小车运动的加速度a.

图乙为悬挂一个钩码后实验中打出纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间均有4个点迹未标出，测得各计数点到A点的距离如图乙所示．已知所用电源的频率为50Hz，则小车的加速度大小a＝________________m/s2.若悬挂钩码的质量为50g，把悬挂的钩码和小车(含车中砝码)看成一个整体，则小车(含车中砝码)的质量M＝________________kg.(结果均保留两位有效数字)

（2）实验时保持悬挂钩码的质量m不变，在小车上增加砝码，改变小车的质量，得到对应的加速度，若用加速度作为纵轴，小车(含车中砝码)的质量用M表示，为得到线性图像，则横轴代表的物理量为________________．

A．小车(含车中砝码)的质量M

B．小车(含车中砝码)的质量与悬挂钩码的质量之和m＋M

C．小车(含车中砝码)的质量与悬挂钩码的质量之和的倒数eq\f(1,m＋M)

D．悬挂钩码质量的倒数eq\f(1,m)

【典例2提高题对应练习】如图甲所示，在“探究加速度与物体受力关系”的实验中，垫高长木板的一端，调节斜面倾角大小，小车前端不挂砂桶、没有拉力作用时，小车匀速下滑．

(1)小车平衡摩擦力后，为使砂和砂桶的总重力约等于小车所受的合外力，应该满足的条件是________________________________________________________________________．

(2)保持小车质量一定，细线的一端系在小车上，另一端系一砂桶，细线跨过滑轮，小车在拉力作用下做匀加速运动，分别测得不同拉力时小车加速度a的数据如表所示．其中F＝0.15N时得到如图乙所示的纸带，测量A、B、C点的坐标分别为xA＝0、xB＝5.09cm、xC＝10.78cm；已知相邻计数点之间的时间间隔是0.1s，则小车加速度大小为________m/s2(结果保留2位有效数字)．

(3)请根据多次实验的数据描点，在图中规范作出a－F图像．

(4)通过观察和分析a－F图像，可以得出小车的质量为________kg(结果保留2位有效数字)．

题型三：应用牵引法+打点计时器+弹簧测力计进行测量

【典例3提高题】为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图甲所示的实验装置，细线与弹簧测力计挂钩相连．其中M为带滑轮的小车的质量，放在一端带滑轮的长木板上，m为沙和沙桶的质量．(滑轮质量不计)

甲

(1)(多选)实验时，不需要进行的操作是________．(填选项前的字母)

A．用天平测出沙和沙桶的质量

B．将带滑轮的长木板右端垫高，以补偿阻力

C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数

D．改变沙和沙桶的质量，打出几条纸带

E．为减小误差，实验中一定要保证沙和沙桶的质量m远小于小车的质量M

(2)该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带(两计数点间还有两个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为________m/s2(结果保留三位有效数字)．

乙

(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a-F图像是一条直线，图线与横坐标轴的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为____________________．

题型四：应用牵引法+打点计时器+传感器进行测量

【典例4提高题】小明利用如图甲所示的实验装置探究加速度与