2024年高考物理一輪復習專題3.3實驗四探究加速度與力質量的關系精練含解析VIP

PAGEPAGE1專題3.3試驗四探究加速度與力、質量的關系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裝置．該裝置由氣墊導軌、兩個光電門、滑塊和沙桶等組成．光電門可以測出滑塊通過光電門的時間，導軌標尺可以測出兩個光電門間的距離，另用天平測出滑塊(含遮光片）和沙桶（含沙子）的質量分別為M和m．(1)在探究牛頓其次定律的試驗中，運用氣墊導軌的主要目的是____________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、2兩個光電門時的擋光時問分別為t1和t2，測量出兩個光電門之間的距離s，那么滑塊運動的加速度a的計算式是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。運用氣墊導軌后，可以大大減小滑塊與導軌之間的摩擦力。所以運用氣墊導軌的主要目的是減小摩擦力，故C正確；(2)因為較短時間內(nèi)的平均速度可以表示瞬時速度，滑塊經(jīng)過光電門1時的速度表達式同理得：依據(jù)運動學的公式：解得：。2．（重慶市2025屆調研測試）在“探究加速度與力的關系”試驗中，某小組設計了如圖所示的試驗裝置。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線，細線跨過定滑輪并掛上一個砝碼盤，盤中可放砝碼，小車Ⅱ所掛砝碼和砝碼盤的總質量是小車Ⅰ所掛砝碼和砝碼盤總質量的兩倍。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線連到限制裝置上，試驗時通過限制裝置使兩小車同時起先運動，按下裝置兩小車同時馬上停止。某次試驗時小車Ⅰ的位移為s1，小車Ⅱ的位移為s2。(1)為了減小試驗誤差,下列說法正確的是（________）A.試驗之前將軌道傾斜來平衡摩擦力，平衡摩擦力時須要掛上砝碼盤和砝碼B.試驗之前將軌道傾斜來平衡摩擦力，平衡摩擦力時不須要掛上砝碼盤和砝碼C.砝碼盤和砝碼的總質量應遠大于小車的質量D.砝碼盤和砝碼的總質量應遠小于小車的質量(2)若試驗測得小車Ⅱ位移近似是小車Ⅰ位移的兩倍，則可得試驗結論是：在質量肯定的狀況下，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的大小關系是（________）A．2s1>s2B．2s1=s2C．2s1<s2【答案】BD正比B【解析】(1)AB：試驗前須要平衡摩擦力，平衡摩擦力時，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項錯誤，B項正確．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量遠小于小車質量．故C項錯誤，D項正確．(2)兩小車同時起先運動，并同時停止，兩車運動的位移，則有：位移與加速度成正比；試驗測得小車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，則可得試驗結論是：在質量肯定的狀況下，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)運動的位移公式，結合牛頓其次定律，因此s1和s2的大小關系是：2s1=s2．故AC項錯誤，B項正確．3．（河北邯鄲一中2025屆期中）某同學利用如圖裝置探究加速度與合外力的關系．利用力傳感器測量細線上的拉力．依據(jù)如下步驟操作：①安裝好打點計時器和紙帶，調整導軌的傾斜程度，平衡小車摩擦力；②細線通過導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量的鉤碼，將小車拉到靠近打點計時器的一端；③打開力傳感器并接通打點計時器的電源(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動；⑤關閉傳感器，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變更鉤碼的質量，重復步驟①②③④⑤；⑦作出a－F圖象，得到試驗結論．(1)本試驗在操作中是否要滿意鉤碼的質量遠遠小于小車的質量？(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量為M，動滑輪和鉤碼的總質量為m，不計滑輪的摩擦，則小車的加速度理論上應等于．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，在打點計時器打下計數(shù)點6時，鉤碼的瞬時速度大小為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)本試驗利用力傳感器測量細線上的拉力，不須要用鉤碼的重力代替，所以不須要滿意鉤碼的質量遠遠小于小車的質量，依據(jù)牛頓其次定律得：a＝eq\f(F,m)，故B正確．(2)紙帶右側兩點間的距離越來越大，故左端與小車相連，瞬時速度為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）兩試驗小組分別作“探究加速度和力、質量的關系”試驗．(1)A組用如圖甲所示裝置做試驗，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．做試驗時，下列操作必要且正確的是．A．將長木板右端適當墊高，使小車能自由勻速滑動B．小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄傳感器的示數(shù)C．為了減小誤差，試驗中肯定要保證砂和砂桶的質量遠小于小車的質量D．用天平測出砂和砂桶的質量(2)B組用如圖乙所示的試驗裝置來做試驗．①在正確、規(guī)范的操作中，打出一條如下圖所示的紙帶，每兩個計數(shù)點之間還有四個計時點沒有畫出來，紙帶上的數(shù)字為相鄰兩個計數(shù)點間的距離，打點計時器的頻率為50Hz.打第4個計數(shù)點時小車的速度v4＝m/s；小車做勻加速直線運動的加速度a＝m/s.(保留三位有效數(shù)字)②平衡了摩擦力后，在小車質量M保持不變的狀況下，不斷往砂桶里加砂，直到砂的質量最終達到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)試驗前要平衡摩擦力，將長木板右端適當墊高，使小車能自由勻速滑動，選項A正確；為重復利用紙帶，小車應靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄傳感器的示數(shù)，選項B正確；繩子的拉力可以由拉力傳感器，讀出，試驗中不須要保證砂和砂桶的質量遠小于小車的質量，不須要用天平測出砂和砂桶的質量，選項C、D錯誤．(2)①每兩個計數(shù)點之間還有四個計時點沒有畫出來，因此相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為T＝0.1s，打計數(shù)點4時小車的瞬時速度等于計數(shù)點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，當砂和砂桶的質量較大時，不再滿意m≤M這一條件，此狀況下按相同方式描點的圖象遵循a＝eq\f(F,M＋m)規(guī)律，隨著砂的質量的增加，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?？谝恢?025屆期末）某試驗小組設計了如圖(a)所示的試驗裝置，通過變更重物的質量，利用計算機可得滑塊運動的加速度a和所受拉力F的關系圖象．他們在軌道水平和傾斜的兩種狀況下分別做了試驗，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，計算得出m＝0.5kg縱軸截距μg＝2，計算得出μ＝0.2.6.（江蘇徐州試驗中學2025屆期末）其學習小組用圖甲所示的裝置探究加速度與合力的關系．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，鋁箱向上運動的加速度a可由打點計時器和紙帶測出，現(xiàn)保持鋁箱總質量不變，漸漸增大砂桶和砂的總質量進行多次試驗，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)，不計滑輪的重力．(1)某同學依據(jù)試驗數(shù)據(jù)畫出了a－F關系圖線如圖乙所示，則由該圖象可得鋁箱總質量m＝，重力加速度g＝.(結果保留兩位有效數(shù)字)(2)當砂桶和砂的總質量M較大導致a較大時，實際得到的加速度a的值可能是(填選項前的字母)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，應有FT－mg＝ma，對滑輪應有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，應有Mg－FT＝Ma，對滑輪應有F＝2FT，聯(lián)立可解得a＝g－eq\f(1,2M)F，當砂桶和砂的總質量較大，加速度a接近g，故實際得到的加速度a＜g，故C、D正確，A、B錯誤．7．（天津市和平區(qū)2025屆高三高考二模）某探討性學習小組利用氣墊導軌進行物理試驗，試驗裝置如圖（a）所示。在氣墊導軌上相隔肯定距離的兩處安裝兩個光電門，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所用的時間?；瑝K上裝有拉力傳感器，可以讀出細線上的拉力大小。①試驗前用螺旋測微器測遮光條寬度d，測量結果如圖（b）所示，則d=_____mm。②滑塊用細線跨過氣墊導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光電門所用時間分別為△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利用該試驗裝置還可以進行牛頓定律的驗證，關于牛頓定律的驗證某同學提出如下觀點，其中正確的是_____。A.測量遮光條寬度時可以實行多次測量取平均值的方法消退系統(tǒng)誤差B.試驗中加速度己由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、拉力傳感器的總質量M，即可驗證牛頓定律C.因為拉力傳感器可以干脆讀取拉力，所以不須要調整氣墊導軌右端定滑輪的高度，使牽引滑塊的細繩與導軌平行D.因為拉力傳感器可以干脆讀取拉力，所以不須要托盤和砝碼的總質量m遠小于滑塊、遮光條、拉力傳感器的總質量M【答案】8.473mm；；BD【解析】①由圖可知，螺旋測微器的讀數(shù)為：；②通過兩個光電門的速度分別為：，，由勻變速直線運動的速度位移公式得：，解得：；③A項：系統(tǒng)誤差不行能消退，只可能減小，故A錯誤；B項：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、拉力傳感器的總質量M，即可驗證牛頓定律，故B正確；C項：要調整氣墊導軌右端定滑輪的高度，使牽引滑塊的細繩與導軌平行，這樣才能保證小車的合力為力傳感器的示數(shù)，故C錯誤；D項：因為拉力傳感器可以干脆讀取拉力，所以不須要托盤和砝碼的總質量m遠小于滑塊、遮光條、拉力傳感器的總質量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，試驗小組的同學將力傳感器固定在小車上，然后把細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量不變時加速度跟它們所受拉力的關系，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，忽視細繩的質量和滑輪的摩擦以及空氣阻力，計算結果均取兩位有效數(shù)字。（1）圖線不過坐標原點的可能緣由是__________；A．試驗過程中沒有滿意“砂和桶的總質量遠小于小車和傳感器的總質量”的條件B．試驗過程中先釋放小車運動，再接通電源打點C．試驗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量為__________kg；（3）其中一次試驗過程中得到的紙帶如圖所示，相鄰兩個計數(shù)點間還有4個打點未標出，則該次試驗過程中，砂和桶的總質量等于__________kg【答案】C1.00.27【解析】（1）由圖像可知，當F增加到某一值時，小車才起先有加速度，可知緣由是試驗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）相鄰兩計數(shù)點間還有4個點未畫出，則兩計數(shù)點間時間間隔為：T=0.1s，

依據(jù)△x=aT2，運用逐差法得，小車運動的加速度為：由牛頓其次定律：，，由第（1）問可知，解得砂和桶的總質量:m=0.27kg9．（福建省福州市2025屆中學畢業(yè)班其次次質量檢查）某試驗小組的同學利用如圖1所示的裝置“探究物體速度和位移的關系”，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，物塊位于光電門左側。(1)按如圖1所示安裝試驗器材，物塊上方裝有較窄的遮光條，用游標卡尺測量其寬度如圖2所示，則遮光條的寬度為__________mm。(2)試驗步驟如下：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的遮光時間Δt；③測量出物塊停止運動時遮光條的位置到光電門之間的位移x；④重復②③步驟，測出多組遮光時間Δt和位移x的值；⑤計算出物塊通過光電門時對應的速度v。(3)依據(jù)測量的數(shù)據(jù)在如圖3所示的坐標紙上做出v2－x圖象，由圖象可知，物塊在桌面上運動的加速度大小為__________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)游標卡尺的讀數(shù)為6mm＋0.05×15mm=6.75mm。(3)由勻變速直線運動規(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)，某小組運用位移傳感器設計了如圖所示試驗裝置，讓木塊從傾斜木板上一點A由靜止釋放，位移傳感器可以測出木塊到傳感器的距離。位移傳感器連接計算機，描繪出滑塊相對傳感器的位移s隨時間t變更規(guī)律，如圖所示。①依據(jù)上述圖線，計算0.4s時木塊的速度=_______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點與傳感器距離適當大些B．木板的傾角越大越好C．選擇體積較大的空心木塊D．傳感器起先計時的時刻必需是木塊從A點釋放的時刻【答案】0.410.625A【解析】①依據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間內(nèi)中點時刻的瞬時速度，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，在試驗中，為了削減試驗誤差，應使木塊的運動時間長一些，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，傳感器起先的計時時刻不肯定必需是木塊從A點釋放的時刻。故A正確，BCD錯誤。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，所用木塊的質量與重物的質量相等.若測得木塊的加速度為a，用g表示重力加速度的值，則：(1)計算動摩擦因數(shù)的表達式為μ=________（用題中物理量的符號表示）.試驗中得到一條紙帶如圖乙所示A-E為5個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間有4個點未畫出，各計數(shù)點距離如圖。已知打點計時器運用的電源頻率為50Hz，可求得:（計算結果保留三位有效數(shù)字）(2)打下D點時木塊的速度vD=____m/s；(3)運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)設木塊質量和重物質量為m，對重物依據(jù)牛頓其次定律：，對木塊有：，聯(lián)立解得：.(2)紙帶上某點的瞬時速度等于該點前后相鄰兩個點的平均速度，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)有一游標卡尺，主尺的最小分度是1mm，游標上有20個小的等分刻度．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)某試驗小組利用如圖丙所示的試驗裝置來驗證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機械能守恒．在調整好導軌水平的條件下，試驗中測得遮光條的寬度d＝0.50cm；試驗時將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門的時間Δt＝2.0×10－2s，則滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度為m/s.在本次試驗中還須要測量的物理量有：鉤碼的質量m、和(文字說明并用相應的字母表示)．本試驗通過比較和在試驗誤差允許的范圍內(nèi)相等(用測量的物理量符號表示)，從而驗證了系統(tǒng)的機械能守恒．(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拉質量分別為mA和mB的兩個物體得出的加速度a與力F之間的關系圖線，分析圖線可知①比較兩地的重力加速度，有gA＞gB；②比較兩物體的質量，有mA＜mB；③比較兩地的重力加速度，有gA＝gB④比較兩物體的質量，有mA＞mBA．③④ B．①②C．①④ D．②③【答案】(1)10.507.500(2)0.25m/s滑塊質量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)游標卡尺的主尺讀數(shù)為10mm，游標讀數(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)過光電門時的瞬時速度v＝eq\f(d,Δt)＝eq\f(0.50×10－2,2×10－2)m/s＝0.25m/s；試驗驗證系統(tǒng)機械能守恒，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，所以本試驗還須要測量的物理量有：滑塊的質量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?shù)氐闹亓铀俣?，所以gA＝gB，故D正確，A、B、C錯誤．1.（2024·新課標全國Ⅱ卷）如圖（a），某同學設計了測量鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)的試驗。所用器材有：鐵架臺、長木板、鐵塊、米尺、電磁打點計時器、頻率50Hz的溝通電源，紙帶等?；卮鹣铝袉栴}：（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）某次試驗時，調整木板與水平面的夾角θ=30°。接通電源。開啟打點計時器，釋放鐵塊，鐵塊從靜止起先沿木板滑下。多次重復后選擇點跡清楚的一條紙帶，如圖（b）所示。圖中的點為計數(shù)點（每兩個相鄰的計數(shù)點間還有4個點未畫出）。重力加速度為9.8m/s2?？梢杂嬎愠鲨F塊與木板間的動摩擦因數(shù)為（結果保留2位小數(shù)）?！敬鸢浮浚?）（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）某同學利用如圖所示的試驗裝置來測量重力加速度g．細繩跨過固定在鐵架臺上的輕質滑輪，兩端各懸掛一只質量為M的重錘．試驗操作如下：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，同時右手開啟秒表，在重錘1落地時停止計時，記錄下落時間；④重復測量3次下落時間，取其平均值作為測量值t．請回答下列問題（1）步驟④可以減小對下落時間t測量的______（選填“偶然”或“系統(tǒng)”）誤差．（2）試驗要求小鉤碼的質量m要比重錘的質量M小許多，主要是為了______．A、使H測得更精確B、使重錘1下落的時間長一些C、使系統(tǒng)的總質量近似等于2MD、使細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誤差．現(xiàn)供應一些橡皮泥用于減小該誤差，可以怎么做_________________?（4）運用橡皮泥改進試驗后，重新進行試驗測量，并測出所用橡皮泥的質量為m0．用試驗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，調整橡皮泥質量直至輕拉重錘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探究實力。（1）時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高度的時間較短，為了減小測量時間的試驗誤差，就要使重錘下落的時間長一些，因此系統(tǒng)下降的加速度要小，所以小鉤碼的質量要比重錘的質量小許多。（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系．圖中，置于試驗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．本試驗中可用的鉤碼共有N＝5個，每個質量均為0.010kg.試驗步驟如下：(1)將5個鉤碼全部放入小車中，在長木板左下方墊上適當厚度的小物塊，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)個鉤碼掛在輕繩右端，其余N－n個鉤碼仍留在小車內(nèi)；用手按住小車并使輕繩與木板平行．釋放小車，同時用傳感器記錄小車在時刻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)處理后可得到相應的加速度a.(3)對應于不同的n的a值見下表．n＝2時的s-t圖像如圖(b)所示；由圖(b)求出此時小車的加速度(保留2位有效數(shù)字)，將結果填入下表．n12345a/(m·s－2)0.200.580.781.00(4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖(c)中補齊數(shù)據(jù)點，并作出a-n圖像．從圖像可以看出：當物體質量肯定時，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________(填入正確選項前的標號)．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)做勻加速直線運動，s＝eq\f(1,2)at2，由圖(b)可知，當t＝2s時，s＝0.78m，代入解得a＝0.39m/s2.(4)由題意知描點法作圖所得的必需是一條直線．(5)對于掛在下面的n個鉤碼，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