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（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基础题】某同学利用如图所示装置研究外力与加速度的关系．将力传感器安装在置于水平轨道的小车上，通过细绳绕过定滑轮悬挂钩码，小车与轨道及滑轮间的摩擦可忽略不计．开始实验后，依次按照如下步骤操作：

①同时打开力传感器和速度传感器；

②释放小车；

③关闭传感器，根据F－t、v－t图象记录下绳子拉力F和小车加速度a；

④重复上述步骤．

（1）某次释放小车后得到的F－t、v－t图象如图所示．根据图象，此次操作应记录下的外力F大小为____________N，对应的加速度a为____________m/s2.（保留2位有效数字）

（2）利用上述器材和过程得到的多组数据作出小车的加速度a随F变化的图象(a－F图象)，如图所示．若图线斜率为k，则安装了力传感器的小车的质量为____________．

题型二：应用牵引法+打点计时器进行测量

【典例2基础题】某实验小组利用如图3甲所示的装置“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”。

甲

(1)实验中除了需要小车、砝码、托盘、细绳、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、两根导线、复写纸、纸带之外，还需要________、________。

乙

(2)某同学以小车和车上砝码的总质量的倒数eq\f(1,M)为横坐标，小车的加速度a为纵坐标，在坐标纸上作出的a－eq\f(1,M)关系图线如图乙所示。由图可分析得出：加速度与质量成________关系(填“正比”或“反比”)；图线不过原点说明实验有误差，引起这一误差的主要原因是平衡摩擦力时长木板的倾角________(填“过大”或“过小”)。

丙

图3

(3)有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他们在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条a－F图线，如图丙所示。

图线________(填“①”或“②”)是在轨道倾斜情况下得到的；小车及车中砝码的总质量m＝________kg。

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基础题】某同学用如图甲所示装置探究“加速度与合外力的关系”实验，按要求完成下列问题：

（1）实验中为了减小误差，下列做法正确的是________．

A．调节连接小车的轻绳至水平

B．钩码质量要远小于小车质量

C．平衡摩擦力时，将无滑轮端适当垫高，并在小车前端连接轻绳且悬挂钩码

D．平衡摩擦力时，将无滑轮端适当垫高，并在小车后端连纸带且穿过打点计时器，但前端不需要连接轻绳悬挂钩码

（2）调节完毕后，如图乙是某次实验打出的一条纸带，纸带上每隔四个点取一个计数点，测得相邻计数点间的间距．已知打点计时器采用的是频率为f的交流电，则小车加速度的表达式a＝________(用题及图中所给字母表示)．

（3）如果某次实验所用的钩码重力为G，弹簧测力计的示数为F，不计动滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦，则下列关系正确的是________．

A．FG B．F＝G

C．Feq\f(G,2) D．F＝eq\f(G,2)

（4）改变悬挂钩码的质量重复实验，测得多组加速度a与弹簧测力计的示数F，作出a－F图像为一过原点倾斜直线，其斜率为k，则小车质量M＝________.若实验中所用交流电的实际频率大于f，则根据图像求得的小车质量将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．

题型四：应用牵引法+打点计时器+传感器进行测量

【典例4基础题】某同学将带滑轮的滑板放置在水平桌面上，调节滑板上表面水平，将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器拉钩上，用来测量绳对小车的拉力，在小车及传感器总质量不变的情况下，探究加速度跟它们所受拉力的关系时，根据测得的数据在坐标系中作出了如图15所示的a－F图象．

图15

(1)由a－F图象可知小车和传感器的总质量为______kg.(保留两位有效数字)

(2)图象不过坐标原点的原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

(3)为使图象过原点可垫高滑板的________(填“左”或“右”)侧，使传感器拉钩不挂绳时，小车能做________(填“加速”“匀速”或“减速”)运动．

题型五：应用牵引法+光电门+气垫导轨进行测量

【典例5基础题】如图是探究加速度与力关系的实验装置．提供器材如下：带有刻度尺的气垫导轨、气泵、光电门2个、数字计时器、带挡光片的滑块(其上可放砝码)、砝码盘(质量5g)、质量5