16．在探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中：

（1）某同學(xué)在接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，將實(shí)驗(yàn)器材組裝，如圖甲所示．請(qǐng)你指出該裝置中錯(cuò)誤或不妥之處：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用直流電源，沒有平衡摩擦力，小車沒有靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．
（2）改正實(shí)驗(yàn)裝置后，該同學(xué)順利地完成了實(shí)驗(yàn)，如圖乙是他在實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，圖中相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s，由圖中的數(shù)據(jù)可算得小車的加速度為0.193m/s2．（保留三位有效數(shù)字）
（3）該同學(xué)要探究小車的加速度a和質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該保持拉力不變；若該同學(xué)要探究加速度a和拉力F的關(guān)系，應(yīng)保持小車質(zhì)量不變．
（4）該同學(xué)通過數(shù)據(jù)的處理作出了a-F圖象，如圖丙所示，則
①圖中的直線不過原點(diǎn)的原因是平衡摩擦力過度．
②此圖中直線發(fā)生彎曲的原因是砂桶質(zhì)量偏大（填“偏大”或“偏小”）．

分析 （1）電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是利用4～6v的交流電源，電火花計(jì)時(shí)器是利用220v交流電源；釋放前小車應(yīng)緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；實(shí)驗(yàn)前要首先平衡摩擦力．
（2）利用逐差法根據(jù)△x=at2可求物體的加速度．
（3）該實(shí)驗(yàn)是探究加速度與力、質(zhì)量的三者關(guān)系，研究三者關(guān)系必須運(yùn)用控制變量法，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_定需要控制的變量．
（4）探究加速度與拉力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，要平衡摩擦力，平衡摩擦力時(shí)，要求小車在無動(dòng)力的情況下平衡摩擦力，不需要掛任何東西．小車的加速度應(yīng)根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶求出；平衡摩擦力時(shí)，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，由圖象可知，還沒有掛重物時(shí)，小車已經(jīng)產(chǎn)生了加速度，由此可知圖象不過原點(diǎn)的原因．

解答 解：（1）由圖示實(shí)驗(yàn)裝置可知：該實(shí)驗(yàn)中電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是利用4～6V的交流電源，電火花計(jì)時(shí)器是利用220V交流電源；不是直流電源．
在本實(shí)驗(yàn)中我們認(rèn)為繩子的拉力等于物體所受的合外力，故在實(shí)驗(yàn)前要首先平衡摩擦力；
為了盡可能的利用紙帶在釋放前小車應(yīng)緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；
（2）由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論△x=at2可知，加速度：a=$\frac{{x}_{4}-{x}_{1}}{3{t}^{2}}$=$\frac{0.0404-0.0274-0.0072}{3×0．{1}^{2}}$≈0.193m/s2．
（3）該實(shí)驗(yàn)是運(yùn)用控制變量法研究的，該同學(xué)要探究小車的加速度a和質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該保持細(xì)線對(duì)車的拉力F不變；若該同學(xué)要探究加速度a和拉力F的關(guān)系，應(yīng)該保持小車的質(zhì)量M不變．
（4）①圖中當(dāng)F=0時(shí)，a≠0．也就是說當(dāng)繩子上沒有拉力時(shí)，小車的加速度不為0，說明小車的摩擦力小于重力的分力，所以原因是實(shí)驗(yàn)前木板右端墊得過高，即平衡摩擦力過度導(dǎo)致．
②設(shè)小車的加速度為a，繩子拉力為F，以砂和砂桶為研究對(duì)象得：mg-F=ma，
以小車為研究對(duì)象：F=Ma，解得：a=$\frac{mg}{M+m}$，F(xiàn)=Ma=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，所以要使得繩子拉力等于砂和砂桶的重力大小，必有m＜＜M，
而不滿足m＜＜M時(shí)，隨m的增大物體的加速度a逐漸減�。蕡D象彎曲的原因是：未滿足砂和砂桶質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，砂桶質(zhì)量偏大．
故答案為：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用直流電源，沒有平衡摩擦力，小車沒有靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；（2）0.193；（3）拉力；小車質(zhì)量；
（2）①平衡摩擦力過度；②偏大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，考查了控制變量法的應(yīng)用；探究加速與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，要平衡摩擦力、應(yīng)根據(jù)紙帶求出小車的加速度，掌握實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)是正確解題的關(guān)鍵，要清楚每一項(xiàng)操作存在的理由．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

11．一段長為L，電阻為R的均勻電阻絲，把它拉制成2L長的均勻細(xì)絲后，切成等長的兩段，然后把它們并聯(lián)在一起，其電阻值為（　�。�
A．$\frac{R}{2}$B．2RC．$\frac{R}{4}$D．R

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

7．如圖所示，皮帶傳動(dòng)裝置與水平面夾角為30°，兩輪軸心相距L=2.85m，A．B分別是傳送帶的上表面與兩輪的切點(diǎn)．已知兩輪的邊緣與傳送帶之間不打滑，質(zhì)量為0.1kg的小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=$\frac{{\sqrt{3}}}{6}$．當(dāng)傳送帶沿逆時(shí)針方向以v1=3m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，將小物塊無初速度地放在A點(diǎn)，它會(huì)運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)．求：（g取10m/s2）
（1）小物塊剛放在A點(diǎn)時(shí)的加速度；
（2）小物塊從A運(yùn)動(dòng)到B需要的時(shí)間；
（3）整個(gè)過程中因摩擦產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

4．某同學(xué)利用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)中，將一端帶滑輪的長木板放在水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，實(shí)驗(yàn)小車通過輕細(xì)線跨過定滑輪與鉤碼相連，小車與紙帶相連，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為f=50Hz，在保持實(shí)驗(yàn)小車質(zhì)量不變的情況下，放開鉤碼，小車加速運(yùn)動(dòng)，處理紙帶得到小車運(yùn)動(dòng)的加速度a；改變鉤碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)．

（1）實(shí)驗(yàn)過程中打出的一條紙帶如圖2所示，在紙帶上便于測量的地方選取第一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，在這個(gè)點(diǎn)上標(biāo)明A，第六個(gè)點(diǎn)上標(biāo)明B，第十一個(gè)點(diǎn)上標(biāo)明C，第十六個(gè)點(diǎn)上標(biāo)明D，第二十一個(gè)點(diǎn)上標(biāo)明E，測量時(shí)發(fā)現(xiàn)B點(diǎn)已模糊不清，于是測得AC長度為12.30cm，CD的長度為6.60cm，DE的長度為6.90cm，則小車運(yùn)動(dòng)的加速度a=0.3m/s2．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)，以小車運(yùn)動(dòng)的加速度a為縱軸，鉤碼的質(zhì)量m為橫軸，得到如圖3所示的a-m圖象，已知重力加速度g=10m/s2．
①由圖象求出實(shí)驗(yàn)小車的質(zhì)量為1.0kg；
②平衡摩擦力時(shí)，長木板與水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)夾角的正切值約為0.01．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

11．為了探究物體的加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置．裝置中有電磁打點(diǎn) 計(jì)時(shí)器、紙帶、帶滑輪的長木板、墊塊、小車和砝碼（總質(zhì)量用M表示）、砂和砂捅（總質(zhì)量用m表示）、刻度尺等，請(qǐng)回答下列問題：

（1）為了完成本實(shí)驗(yàn)，下列實(shí)驗(yàn)器材中必不可少的是CD．
A．低壓直流電源      B．秒表     C．天平（附砝碼）    D．低壓交流電源
（2）實(shí)驗(yàn)誤差由偶然誤差和系統(tǒng)誤差，本實(shí)驗(yàn)中紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、小車與長木板之間的摩擦和阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響屬于系統(tǒng)誤差．為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更貼近結(jié)論，應(yīng)盡量地減少摩擦阻力的影響，即按如圖的方式將長木板的一端適當(dāng)墊高，以平衡摩擦力，在平衡摩擦力時(shí)，取下沙桶并將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，使小車帶動(dòng)紙帶在長木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（3）探究小車的加速度與其質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，可以通過改變小車中砝碼的個(gè)數(shù)來改變小車的質(zhì)量．在完成本實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了使沙桶的總重力近似地等于小車的牽引力，則沙桶的總質(zhì)量與小車的總質(zhì)量的關(guān)系應(yīng)滿足M＞＞m．
（4）該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在某次測量時(shí)，得到了如圖所示的紙帶，其中0、1、2為相鄰的三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，且相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的打點(diǎn)頻率為f，0、1兩點(diǎn)間的距離用x1表示.1、2兩點(diǎn)間的距離用x2表示，則該小車加速度的表達(dá)式a=（x2-x1）f2m/s2．如果f=10Hz，x1=5.90cm，x2=6.46cm，則加速度的值應(yīng)為a=0.56m/s2（保留兩位小數(shù)）
（5 ）在完成以上操作后，將得到的數(shù)據(jù)用圖象進(jìn)行處理，則小車的加速度的倒數(shù)$\frac{1}{a}$關(guān)于小車的質(zhì)量M的函數(shù)圖象符合實(shí)際情況的是C．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

1．如圖所示，物體A、B、C質(zhì)量分別為m、2m、4m，A與天花板間，B與C之間用輕彈簧連接，當(dāng)系統(tǒng)平衡后，突然將A、B間繩燒斷，在繩斷的瞬間，A、B、C的加速度分別為（以向下的方向?yàn)檎较颍ā　。?table class="qanwser">A．g，g，gB．-5g，-2g，0C．-6g，3g，0D．-g，3g，g

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

8．如圖甲所示，足夠長的木板B靜置于光滑水平面上，其上放小滑塊A，木板B受到隨時(shí)間變化的水平拉力F作用時(shí)，用傳感器測出B的加速度a，得到如圖乙所示的a-F圖象，已知g取10m/s2，則（　�。�
A．滑塊A的質(zhì)量為4kgB．木板B的質(zhì)量為1kg
C．滑塊A與木板B間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1D．當(dāng)F=10N時(shí)木板B的加速度為4m/s2

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

5．如圖所示，質(zhì)量M=1kg的木板靜置于傾角為37°的足夠長的固定斜面上的某個(gè)位置，質(zhì)量m=1kg的可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊以初速度v0=5m/s從木板的下端沖上木板，同時(shí)在木板上端施加一個(gè)沿斜面向上的外力F=14N，使木板從靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小物塊與木板共速時(shí)，撤去該外力，最終小物塊從木板的下端滑出．已知小物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25，木板與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．
（1）物塊和木板共速前，物塊和木板的加速度各為多少；
（2）木板的長度至少為多少？
（3）物塊在木板上運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

6．如圖，A、B兩球質(zhì)量相等，光滑斜面的傾角為θ，圖甲中，A、B兩球用輕彈簧相連，圖乙中A、B兩球用輕質(zhì)桿相連，系統(tǒng)靜止時(shí)，擋板C與斜面垂直，彈簧、輕桿均與斜面平行，則在突然撤去擋板的瞬間（　�。�
A．圖甲中A球的加速度為零
B．圖乙中兩球加速度均為gsin θ
C．圖乙中輕桿的作用力一定不為零
D．圖甲中B球的加速度是圖乙中B球加速度的2倍

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同步練習(xí)冊(cè)答案