第26练实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系（时间20分钟）1．[2022·四川眉山市一诊]如图甲(侧视图只画了一个小车)所示的实验装置可以用来验证“牛顿第二定律”．两个相同的小车放在光滑水平桌面上，右端各系一条细绳，跨过定滑轮各挂一个相同的小盘，增减盘中的砝码可改变小车受到的合外力，增减车上的砝码可改变小车的质量．两车左端各系一条细线，用一个黑板擦把两细线同时按在固定、粗糙的水平垫片上，使小车静止(如图乙).拿起黑板擦两车同时运动，在两车尚未碰到滑轮前，迅速按下黑板擦，两车立刻停止，测出两车在此过程中位移的大小．图丙为某同学在验证“合外力不变，加速度与质量成反比”时的某次实验记录，已测得小车1的总质量m1＝100g，小车2的总质量m2＝200g．由图可读出小车1的位移x1＝5.00cm，小车2的位移x2＝________cm，可以算出eq\f(a1,a2)＝________(结果保留三位有效数字)；在实验误差允许的范围内，eq\f(a1,a2)________eq\f(m2,m1)(选填“大于”“小于”或“等于”).2．[2022·贵州贵阳市四校联考]为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录．滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为d，光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m.回答下列问题：(1)若取M＝0.4kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是________．A．m＝5gB．m＝15gC．m＝40gD．m＝400g(2)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度a的表达式为：________________．(用Δt1、Δt2、d、x表示)(3)为了减少实验误差，可以采取的措施是________．A．适当增大挡光片宽度dB．适当减小挡光片宽度dC．滑块释放时应尽量靠近光电门G1D．适当增大滑块释放点与光电门G1间的距离3．[2022·天津市部分区期末]某实验小组利用如图甲所示的装置进行“探究加速度与力、质量的关系”的实验．小车及车中的砝码质量用M表示，钩码质量用m表示，小车的加速度可由打点计时器打出的点计算出：(1)实验时，某同学没有进行平衡摩擦力这一步骤，他将每组数据在坐标纸上描点、画线得到a­F图像．可能是图乙中的________(选填“A”“B”或“C”)图线．(2)关于本实验，下列说法正确的是______________________．A．实验时应先释放小车后接通电源B．小车质量应远远大于钩码的质量C．每次改变小车质量时，都应重新平衡摩擦力D．平衡摩擦力时，应将钩码用细线绕过定滑轮系在小车上E．小车运动的加速度可用天平测出m和M，直接用公式a＝eq\f(mg,M)求出(3)如图丙为本实验中得到的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间的时间间隔T＝0.10s，由该纸带可求得小车的加速度a＝________m/s2.(计算结果保留两位有效数字)第26练实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系1．答案：2.45（2.43～2.47均可）2.04（2.02～2.06均可）等于解析：刻度尺最小分度为0.1cm，则小车2的位移为x2＝2.45cm，由于误差，2.43～2.47cm均可．由于小车都是做初速度为零的匀加速运动，根据x＝eq\f(1,2)at2可知，由于时间相同，则有eq\f(a1,a2)＝eq\f(x1,x2)＝eq\f(5.00,2.45)≈2.04，由于读数误差，则2.02～2.06均可，由题意可知eq\f(m2,m1)＝eq\f(200,100)＝2，故在误差允许范围内eq\f(a1,a2)＝eq\f(m2,m1).2．答案：（1）D（2）a＝eq\f(d2,2x)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1,（Δt2）2)－\f(1,（Δt1）2)))（3）BD解析：（1）本实验无法精确测量细绳的拉力得到滑行器所受的合外力，则需要用砝码的重力近似替代，而条件是要求m≪M，故A、B、C项的砝码质量较小满足条件，D项的m＝400g不满足近似替代的条件，故最不合适的质量选D.（2）由光电门测速度原理可得两个位置的瞬时速度为v1＝eq\f(d,Δt1)，v2＝eq\f(d,Δt2)，由匀变速直线运动的规律veq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(2))－veq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(