精英家教網(wǎng)在“探究”加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，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 帶由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)計(jì)算出．
①當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿(mǎn)足
 
時(shí)，才可以認(rèn)為繩對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)和盤(pán)中砝碼的重力．
②如圖B為甲同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出的a-F圖象，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)可能存在的問(wèn)題
 
．
③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圖象如圖C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
 
．
④實(shí)驗(yàn)中所使用的電源是50Hz的交流電，某同學(xué)打好三條紙帶，選取其中最好的一條，其中一段如圖所示．圖中A、B、C、D、E為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出．根據(jù)紙帶可計(jì)算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，則VB=
 
 m/s，并計(jì)算紙帶所對(duì)應(yīng)小車(chē)的加速度a=
 
m/s2（本題結(jié)果均要求保留三位有效數(shù)字）
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分析：①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．
②圖線(xiàn)不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，當(dāng)拉力為某一值時(shí)，a為零，知沒(méi)有平衡摩擦力或傾角過(guò)�。�
③根據(jù)公式F=ma判斷a-F圖象的斜率．
④勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中，平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，根據(jù)公式△x=aT2求解加速度．
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．為消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，可以把木板D的左端適當(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-F拉=ma
對(duì)M：F拉=Ma
解得：F拉=
Mmg
M+m
=
1
1+
m
M
?mg
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從圖B中發(fā)現(xiàn)直線(xiàn)沒(méi)過(guò)原點(diǎn)，當(dāng)F≠0時(shí)，a=0．也就是說(shuō)當(dāng)繩子上有拉力時(shí)小車(chē)的加速度還為0，說(shuō)明小車(chē)的摩擦力與繩子的拉力抵消呢．該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中遺漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足這個(gè)步驟．即沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．
③根據(jù)牛頓第二定律，a-F圖象的斜率表示
1
M
，斜率不同，說(shuō)明小車(chē)及車(chē)中砝碼的總質(zhì)量M不同．
④B點(diǎn)速度等于AC段的平均速度，為：
vB=
xAC
2T
=
0.1754m
2×0.1s
=0.877m/s
根據(jù)公式△x=aT2，加速度為：
a=
△x
T2
=
CE-AC
T2
=
(0.491-0.1754)-0.1754
0．12
=3.51m/s2
故答案為：
①M(fèi)＞＞m；    
②沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠；
③小車(chē)及車(chē)中砝碼的總質(zhì)量M；
④0.877m/s，3.51m/s2．
點(diǎn)評(píng)：解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題通常首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和誤差分析；本題中涉及減小系統(tǒng)誤差的兩條措施：平衡摩擦力，使小車(chē)質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼質(zhì)量．
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：

在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，采用下圖1所示的裝置．
（1）本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)方法，下列說(shuō)法中正確的是
CD
CD
．

A．在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)該改變拉力的大小
B．在探究加速度與外力的關(guān)系時(shí)，應(yīng)該改變小車(chē)的質(zhì)量
C．在探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時(shí)，為了直觀判斷二者間的關(guān)系，應(yīng)作出a-
1
m
圖象
D．當(dāng)小車(chē)的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量時(shí)，才能近似認(rèn)為細(xì)線(xiàn)對(duì)小車(chē)的拉力大小等于砝碼盤(pán)和砝碼的總重力大小
（2）某同學(xué)測(cè)得小車(chē)的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如下表所示：（小車(chē)質(zhì)量保持不變）
F/N 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
a/m?s-2 0.10 0.20 0.28 0.40 0.52
①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)圖2上作出a-F圖象．
②圖線(xiàn)不過(guò)原點(diǎn)的原因可能是
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠
．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

在“探究加速度與力的關(guān)系”時(shí)，保持小車(chē)的質(zhì)量不變，改變小桶中砝碼的質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F圖線(xiàn)如圖，該圖線(xiàn)不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，試分析圖線(xiàn)不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因．
答：
沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)小車(chē)質(zhì)量一定時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出加速度a與作用力F的圖線(xiàn)如圖所示．
（1）圖線(xiàn)未過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，原因是：
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足

（2）圖線(xiàn)出現(xiàn)彎曲，原因是：
砂桶質(zhì)量沒(méi)有遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量
砂桶質(zhì)量沒(méi)有遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量
．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

在“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”活動(dòng)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1所示．
請(qǐng)指出該裝置中的錯(cuò)誤或不妥之處：
①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接交流電源；②小車(chē)應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；③應(yīng)該平衡摩擦力；
①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接交流電源；②小車(chē)應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；③應(yīng)該平衡摩擦力；

（2）改正實(shí)驗(yàn)裝置后，該同學(xué)順利地完成了實(shí)驗(yàn)．圖2是某次實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)求出小車(chē)的加速度a=
0.496
0.496
m/s2（保留3位有效數(shù)字）

（3）在“探究加速度與力的關(guān)系”時(shí)，保持小車(chē)的質(zhì)量不變，改變沙和沙桶的質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F的圖線(xiàn)如圖3，該圖線(xiàn)不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，明顯超出偶然誤差范圍，其主要原因可能是
BC
BC
．（請(qǐng)?zhí)钕鄳?yīng)的字母）

A．平衡摩擦力時(shí)將木板墊得過(guò)高
B．平衡摩擦力時(shí)將木板墊得過(guò)低
C．平衡摩擦力時(shí)掛上了沙桶和沙
D．實(shí)驗(yàn)時(shí)沒(méi)有滿(mǎn)足沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（1）為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，現(xiàn)提供如圖甲所示的器材：A為小車(chē)，B為電火花計(jì)時(shí)器，C為裝有砝碼的小桶，D為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)方形木板，實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車(chē)?yán)等于砝碼和小桶的總重量．請(qǐng)思考探究思路并回答下列問(wèn)題：
（a）為了消除小車(chē)與水平木板之間摩擦力的影響應(yīng)采取什么做法？
（b）在“探究加度與質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，保持砝碼和小桶質(zhì)量不變，改變小車(chē)質(zhì)量m，分別得到小車(chē)加速度a與質(zhì)量m數(shù)據(jù)如下表：
 次數(shù) 1  2  3  4  5 
 小車(chē)加速度a/m?s-2  0.78  0.38 0.25  0.20  0.16
 小車(chē)質(zhì)量m/kg  0.20 0.40  0.60  0.80  1.00 
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用計(jì)算機(jī)繪制出a-m圖象如圖乙所示：通過(guò)對(duì)圖象（圖乙）的觀察，可猜想在拉車(chē)F一定的情況下a與m的關(guān)系可能是：a∝m-1、a∝m-2、a∝m-3等等，為了驗(yàn)證猜想，請(qǐng)?jiān)趫D丙中作出最能直觀反映a與m之間關(guān)系的圖象．
（c）在“探究加速度與力的關(guān)系”時(shí)，保持小車(chē)的質(zhì)量不變，改變小桶中砝碼的質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與力F圖線(xiàn)如圖丁，該圖線(xiàn)不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，試分析圖線(xiàn)不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是
沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力充分
沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力充分
．
（2）在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)的刻度位置如圖所示，用米尺測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度l=0.810m．金屬絲的電阻大約為4Ω．先用伏安法測(cè)出金屬絲的電阻，然后根據(jù)電阻定律計(jì)算出該金屬材料的電阻率．
（a）從圖中讀出金屬絲的直徑為
0.520
0.520
mm．
（b）在用伏安法測(cè)定金屬絲的電阻時(shí)，除被測(cè)電阻絲外，還有如下供選擇的實(shí)驗(yàn)器材：
A．直流電源：電動(dòng)勢(shì)約4.5V，內(nèi)阻很��；
B．電流表A1：量程0～0.6A，內(nèi)阻0.125Ω；
C．電流表A2：量程0～3.0A，內(nèi)阻0.025Ω；
D．電壓表V：量程0～3V，內(nèi)阻3kΩ；
E．滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值10Ω；
F．滑動(dòng)變阻器R2：最大阻值50Ω；
G．開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)等．
在可供選擇的器材中，應(yīng)該選用的電流表是
B
B
，應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是
E
E
．
（c）根據(jù)所選的器材，在右邊的方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖．
（d）若根據(jù)伏安法測(cè)出電阻絲的電阻為Rx=4.1Ω，則這種金屬材料的電阻率為
1.6
×10
-7
 
1.6
×10
-7
 
Ω?m．（保留二位有效數(shù)字）

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