10．在探究物體的加速度a與物體所受外力F、物體質(zhì)量M間的關(guān)系時(shí)，采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置．小車(chē)及車(chē)中的砝碼質(zhì)量用M表示，盤(pán)及盤(pán)中的砝碼質(zhì)量用m表示．

（1）當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足m＜＜M時(shí)，才可以認(rèn)為繩子對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)和砝碼的重力．
（2）某一組同學(xué)先保持盤(pán)及盤(pán)中的砝碼質(zhì)量m一定來(lái)做實(shí)驗(yàn)，其具體操作步驟如下，以下做法正確的是B．
A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤(pán)及盤(pán)中的砝碼用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車(chē)上
B．每次改變小車(chē)的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車(chē)，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
D．用天平測(cè)出m以及小車(chē)質(zhì)量M，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度可直接用公式a=$\frac{mg}{M}$求出
（3）另兩組同學(xué)保持小車(chē)及車(chē)中的砝碼質(zhì)量M一定，探究加速度a與所受外力F的關(guān)系，由于他們操作不當(dāng)，這兩組同學(xué)得到的a-F關(guān)系圖象分別如圖2和圖3所示，其原因分別是：
圖2：不滿足m＜＜M；
圖3：沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

分析 當(dāng)盤(pán)及盤(pán)中砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)及砝碼總質(zhì)量時(shí)，可以認(rèn)為小車(chē)受到的拉力等于盤(pán)及砝碼的重力．平衡摩擦力時(shí)，不能掛盤(pán)；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)保證繩和紙帶與木板平行；小車(chē)的加速度應(yīng)由紙帶求出．

解答 解：（1）該實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是小車(chē)，采用控制變量法研究．當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，研究小車(chē)的加速度和小車(chē)所受合力的關(guān)系．那么小車(chē)的合力怎么改變和測(cè)量呢？為消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，可以把木板D的右端適當(dāng)墊高，以使小車(chē)的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車(chē)的合力就是繩子的拉力．
根據(jù)牛頓第二定律得：
對(duì)m：mg-T=ma
對(duì)M：T=Ma
解得：T=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$ 當(dāng)m＜＜M時(shí)，即當(dāng)砝碼和盤(pán)的總重力要遠(yuǎn)小于小車(chē)的重力，繩子的拉力近似等于砝碼和盤(pán)的總重力．
（2）A、平衡摩擦力時(shí)，不能將及盤(pán)中的砝碼用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車(chē)上．故A錯(cuò)誤．
B、改變小車(chē)質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力．故B正確．
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通電源，再釋放小車(chē)．故C錯(cuò)誤．
D、小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度通過(guò)紙帶求出，不能通過(guò)a=$\frac{mg}{M}$ 求出．故D錯(cuò)誤．
故選：B．
（3）①圖2中隨著F的增大，即砝碼和盤(pán)的質(zhì)量增大，不再滿足砝碼和盤(pán)的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量，因此曲線上部出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象．
②從圖象3可知，F(xiàn)大于零時(shí)，加速度為零，知沒(méi)有平衡摩擦力，或平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板的傾角過(guò)�。�
故答案為：
（1）m＜＜M；（2）B；（3）不滿足m＜＜M；沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

點(diǎn)評(píng) 解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，注意實(shí)驗(yàn)的條件是：砝碼和盤(pán)的總重力要遠(yuǎn)小于小車(chē)的重力，此時(shí)才有繩子的拉力近似等于砝碼和盤(pán)的總重力．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

20．利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，某實(shí)驗(yàn)小組做了“探究加速度與合外力的關(guān)系”及“探究動(dòng)能變化與合外力做功的關(guān)系”兩組實(shí)驗(yàn)．

在“探究加速度與合外力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，小車(chē)質(zhì)量為M、彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F，改變沙桶和沙子總質(zhì)量m，用紙帶測(cè)出小車(chē)加速度為a，得到多組a、F值．
（1）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，下列做法正確的是AC（填序號(hào)）
A．首先要平衡摩擦力，使小車(chē)受到合力就是細(xì)繩對(duì)小車(chē)的拉力
B．沙桶和沙的總質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量
C．滑輪摩擦足夠小，繩的質(zhì)量足夠輕
D．每次改變拉小車(chē)?yán)蠖夹枰匦缕胶饽Σ亮?br />E．先釋放小車(chē)，后接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源開(kāi)關(guān)
（2）圖乙為實(shí)驗(yàn)中打下的一條紙帶，A點(diǎn)為小車(chē)剛釋放時(shí)打下的起始點(diǎn)．每?jī)牲c(diǎn)間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫(huà)出，測(cè)得AB=2.0cm、AC=8.0cm、AD=18.0cm、AE=32.0cm．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz，則C點(diǎn)的速度為0.8m/s，小車(chē)的加速度為4m/s2．
（3）該實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)利用上述實(shí)驗(yàn)中一條比較理想的紙帶，從點(diǎn)跡清楚的某點(diǎn)開(kāi)始記為0點(diǎn)，順次選取5個(gè)點(diǎn)，分別測(cè)量這5個(gè)點(diǎn)到0點(diǎn)之間的距離，并計(jì)算出它們與0點(diǎn)之間的速度平方差△v2（△v2=v2-v02）．如表：
 點(diǎn)跡s/cm △v2/m2•s-2 
 0//
1 1.60 0.04 
2 3.60 0.09 
 3 6.000.15 
 4 7.000.18 
 59.20 0.23 

由表中數(shù)據(jù)作出如圖8所示的圖象，由圖象可得實(shí)驗(yàn)結(jié)論為物體動(dòng)能變化量正比于合外力做的功．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

1．“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示．
 
（1）關(guān)于此實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是BCD
A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將砝碼盤(pán)及盤(pán)內(nèi)砝碼通過(guò)定滑輪拴在小車(chē)上
B．連接砝碼盤(pán)和小車(chē)的細(xì)繩應(yīng)跟長(zhǎng)木板保持平行
C．平衡摩擦力后，長(zhǎng)木板的位置不能移動(dòng)
D．小車(chē)釋放前應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，且應(yīng)先接通電源再釋放小車(chē)
（2）在平衡小車(chē)與桌面之間摩擦力的過(guò)程中，打出了一條紙帶如圖乙所示．計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02 s．從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離．該小車(chē)的加速度a=0.16m/s2．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）平衡摩擦力后，掛上砝碼盤(pán)，然后每次取一個(gè)砝碼添加到砝碼盤(pán)中，測(cè)量小車(chē)的加速度．小車(chē)的加速度a與砝碼盤(pán)中砝碼總重力F的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：
砝碼盤(pán)中砝碼總重力F（N）0.1960.3920.5880.7840.980
加速度a（m•s-2）0.691.181.662.182.70
請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出a-F的關(guān)系圖象．
（3）根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的a-F圖線不通過(guò)原點(diǎn)．請(qǐng)說(shuō)明主要原因．
 原因：平衡摩擦力過(guò)大．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

18．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車(chē)及車(chē)中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤(pán)及盤(pán)中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車(chē)的加速度可由小車(chē)后拖動(dòng)的紙帶打上的點(diǎn)計(jì)算出

（1）當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足M＞＞m時(shí)，才可以認(rèn)為繩對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)及盤(pán)中砝碼的重力．
（2）一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持盤(pán)及盤(pán)中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車(chē)及車(chē)中砝碼的質(zhì)量，測(cè)出相應(yīng)的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù)．為了比較容易地檢查出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該做a與$\frac{1}{M}$的圖象．（選填“M”或“$\frac{1}{M}$”）
（3）如圖2（a），甲同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)做出的a-F圖線，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題是平衡摩擦力過(guò)大
（4）乙、丙同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn)，畫(huà)出了各自得到的a-F圖線，如圖2（b）所示，兩個(gè)同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)的哪一個(gè)物理量取值不同？答：小車(chē)及車(chē)中砝碼的質(zhì)量M；
（5）已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，利用圖3給出的數(shù)據(jù)可求A點(diǎn)時(shí)的速度VA=0.360m/s，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度a=1.58m/s2．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

5．如圖所示，物體的運(yùn)動(dòng)分三段，第1、2s為第Ⅰ段，第 3、4s為第Ⅱ段，第5s為第Ⅲ段，則下列說(shuō)法中正確的是（　　）
A．第1s與第5s的速度方向相反
B．第1s的加速度大于第5s的加速度
C．第Ⅰ段與第Ⅲ段平均速度相等
D．第Ⅰ段和第Ⅲ段的加速度與速度的方向都相同

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

15．在一次“模擬微重力環(huán)境”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)人員乘座實(shí)驗(yàn)飛艇到達(dá)h1=6000m 的高空，然后讓飛艇由靜止下落，下落過(guò)程中飛艇所受阻力為其重力的0.04倍．實(shí) 驗(yàn)人員可以在飛艇內(nèi)進(jìn)行微重力影響的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)飛艇下落到距地面的高度皮h2=3000m 時(shí)，開(kāi)始做勻減速運(yùn)動(dòng)，以保證飛艇離地面的高度不得低于h=500m，取g=lOm/s2，求：
（1）飛艇加速下落的時(shí)間t；
（2）減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)人員對(duì)座椅的壓力F與其重力mg的比值$\frac{F}{mg}$的最小值．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

2．某實(shí)驗(yàn)小組利用圖1所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系．

（1）實(shí)驗(yàn)中除了需要小車(chē)、砝碼、小桶、細(xì)繩、附有定滑輪的長(zhǎng)木板、墊木、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓交流電源、導(dǎo)線兩根、紙帶之外，還需要天平、刻度尺
（2）下列做法正確的是AD．（填字母代號(hào)）
A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行
B．在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動(dòng)摩擦力時(shí)，將裝有砝碼的砝碼桶通過(guò)定滑輪拴在木塊上
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)木塊再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
D．通過(guò)增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時(shí)，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度
（3）某同學(xué)在探究a與F的關(guān)系時(shí)，忘記平衡摩擦力，設(shè)桶和砝碼的質(zhì)量為m，小車(chē)的質(zhì)量為M，車(chē)與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，寫(xiě)出a與m變化的關(guān)系式$a=\frac{mg}{M+m}-\frac{μMg}{M+m}$．
在圖2中畫(huà)出a與mg變化的圖象（注意圖中要有必要的標(biāo)記）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

19．（1）某同學(xué)在“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示．他想用鉤碼的重力表示小車(chē)受到的合外力，為減小這種做法帶來(lái)的誤差，實(shí)驗(yàn)中要采取的兩項(xiàng)措施是：
①平衡摩擦力；  
②使鉤碼的重力遠(yuǎn)小于小車(chē)的總重力
（2）如圖2所示是某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E是計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T(mén)，距離如圖．則打B點(diǎn)時(shí)的速度為vB=$\frac{△{x}_{1}^{\;}+△{x}_{2}^{\;}}{2T}$；計(jì)算加速度的公式為a=$\frac{△{x}_{4}^{\;}+△{x}_{3}^{\;}-△{x}_{2}^{\;}-△{x}_{1}^{\;}}{4{T}_{\;}^{2}}$．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

20．在物理學(xué)的發(fā)展過(guò)程中，科學(xué)家們創(chuàng)造出了許多物理學(xué)研究方法，以下關(guān)于所用物理 學(xué)研究方法的敘述正確的是（　�。�
A．在不需要考慮物體本身的大小和形狀時(shí)，用質(zhì)點(diǎn)來(lái)代替物體的方法叫微元法
B．牛頓首先采用了以實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)猜想和假設(shè)的科學(xué)方法
C．在推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式時(shí)，把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程劃分成很多小段，每一小段近似看作勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后把各小段的位移相加，這里采用了理想模型法
D．伽利略認(rèn)為自由落體運(yùn)動(dòng)就是物體在傾角為90°的斜面上的運(yùn)動(dòng)，再根據(jù)銅球在斜 面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律得出自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，這是采用了實(shí)驗(yàn)和邏輯推理相結(jié)合的方法

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