11．某實驗小組應(yīng)用如圖所示裝置“探究加速度與物體受力的關(guān)系”，已知小車的質(zhì)量為M，砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量為m，所使用的打點計時器所接的交流電的頻率為50Hz．實驗步驟如下：
A．按圖所示安裝好實驗裝置，其中與定滑輪及彈簧測力計相連的細(xì)線豎直；
B．調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長木板向下勻速運動；
C．掛上砝碼盤，接通電源后，再放開小車，打出一條紙帶，由紙帶求出小車的加速度；
D．改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟C，求得小車在不同合力作用下的加速度．

根據(jù)以上實驗過程，回答以下問題：
（1）在該實驗中必須采用控制變量法，應(yīng)保持小車質(zhì)量不變，用細(xì)線的拉力作為小車受到的合外力，用打點計時器測小車的加速度．
（2）對于上述實驗，下列說法正確的是C．
A．小車的加速度與砝碼盤的加速度大小相等
B．實驗過程中砝碼盤處于超重狀態(tài)
C．與小車相連的輕繩與長木板一定要平行
D．彈簧測力計的讀數(shù)應(yīng)為砝碼和砝碼盤總重力的一半
E．砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
（3）由本實驗得到的數(shù)據(jù)作出小車的加速度a與彈簧測力計的示數(shù)F的關(guān)系圖象，與本實驗相符合的是A．

分析 （1）探究加速度與物體受力的關(guān)系實驗要控制物體質(zhì)量不變；平衡摩擦力后小車受到的合力等于細(xì)線的拉力．
（2）根據(jù)實驗原理，可知小車的加速度與砝碼盤的加速度不等，但彈簧測力計的讀數(shù)為小車所受合外力，砝碼加速度向下，處于失重狀態(tài)，不需要砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量的條件；
（3）數(shù)據(jù)作出小車的加速度a與彈簧測力計的示數(shù)F的關(guān)系圖象，應(yīng)該是過原點的一條傾斜直線．

解答 解：（1）探究加速度與物體受力的關(guān)系實驗必須采用控制變量法，應(yīng)保持小車質(zhì)量不；由圖示實驗裝置可知，已經(jīng)平衡摩擦力，用細(xì)線的拉力作為小車受到的合外力，用打點計時器測小車的加速度．
（2）A、由圖可知，小車的加速度是砝碼盤的加速度大小的2倍，故A錯誤；
B、實驗過程中，砝碼向下加速運動，加速度方向向下，處于失重狀態(tài)，故B錯誤；
C、與小車相連的輕繩與長木板一定要平行，故C正確；
D、實驗過程中，砝碼向下加速運動，處于失重狀態(tài)，故彈簧測力計的讀數(shù)小于砝碼和砝碼盤總重力的一半，故D錯誤；
E、由于不是砝碼的重力，即為小車的拉力，故不需要砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量的條件，故E錯誤；
故選：C；
（3）由題意可知，小車的加速度a與彈簧測力計的示數(shù)F的關(guān)系應(yīng)該是成正比，即為過原點的一條傾斜直線，故選：A．
故答案為：（1）小車質(zhì)量，細(xì)線的拉力；（2）C；（3）A．

點評 解答實驗問題的關(guān)鍵是正確理解實驗原理，加強基本物理知識在實驗中的應(yīng)用，同時不斷提高應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解答物理問題的能力；
掌握求加速度的方法，注意單位的統(tǒng)一，同時理解由圖象來尋找加速度與合力的關(guān)系．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

1．如圖1所示的實驗裝置可以探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系．小車上固定一個盒子，盒子內(nèi)盛有沙子．沙桶的總質(zhì)量（包括桶以及桶內(nèi)沙子質(zhì)量）記為m，小車的總質(zhì)量（包括車、盒子及盒內(nèi)沙子質(zhì)量）記為M．平衡摩擦力后完成下列實驗．
（1）驗證在質(zhì)量不變的情況下，加速度與合外力成正比：從盒子中取出一些沙子，裝入沙桶中，稱量并記錄沙桶的總重力mg，將該力視為合外力F，對應(yīng)的加速度a則從打下的紙帶中計算得出．多次改變合外力F的大小，每次都會得到一個相應(yīng)的加速度．本次實驗中，桶內(nèi)的沙子取自小車中，故系統(tǒng)的總質(zhì)量不變．以合外力F為橫軸，以加速度a為縱軸，畫出a-F圖象，圖象是一條過原點的直線．

①a-F圖象斜率的物理意義是$\frac{1}{M+m}$．
②你認(rèn)為把沙桶的總重力mg當(dāng)作合外力F是否合理？答：合理．（填“合理”或“不合理”）
③本次實驗中，是否應(yīng)該滿足M?m這樣的條件？答：否（填“是”或“否”）；理由是因為實驗的研究對象是整個系統(tǒng)，系統(tǒng)受到的合外力就等于mg．
（2）驗證在合外力不變的情況下，加速度與質(zhì)量成反比：保持桶內(nèi)沙子質(zhì)量m不變，在盒子內(nèi)添加或去掉一些沙子，驗證加速度與質(zhì)量的關(guān)系．本次實驗中，桶內(nèi)的沙子總質(zhì)量不變，故系統(tǒng)所受的合外力不變．用圖象法處理數(shù)據(jù)時，以加速度a為縱橫，應(yīng)該以M+m倒數(shù)為橫軸
（3）如圖2所示是某一次打點計時器打出的一條記錄小車運動的紙帶．取計數(shù)點A、B、C、D、E、F、G．紙帶上兩相鄰計數(shù)點的時間間隔為T=0.10s，用刻度尺測量出各相鄰計數(shù)點間的距離分別為AB=1.50cm，BC=3.88cm，CD=6.26cm，DE=8.67cm，EF=11.08cm，F(xiàn)G=13.49cm，則小車的加速度大小a=2.4 m/s2，打紙帶上C點時小車的瞬時速度大小vC=0.51m/s．（結(jié)果保留二位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

2．在行車過程中遇到緊爭剎車，乘員可能會由于慣性而受到傷害，為此新交通法規(guī)定行車過程中必須系安全帶．假設(shè)某次急剎過程中，由于安全帶作用，使質(zhì)量為60kg的乘員在3s內(nèi)速度由108km/h降到0，此過程中安全帶對乘員的作用力約為（　　）
A．200NB．400NC．600ND．800N

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

19．在“探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m之間的定量關(guān)系”的實驗中，甲、乙兩個實驗小組分別采用不同的實驗器材進(jìn)行實驗：

（Ⅰ）實驗小組甲采用圖甲的實驗裝置探究加速度a與質(zhì)量m之間的定量關(guān)系，圖中A為小車（質(zhì)量為m1），B為電火花計時器，C為重物（質(zhì)量為m2），D為一端帶有定滑輪的長方形木板，實驗中把重物C的重量作為細(xì)繩對小車的拉力，則
①質(zhì)量m1、m2應(yīng)滿足的關(guān)系是：m1遠(yuǎn)大于m2；（選填“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”）
②需要平衡摩擦力．（選填“需要”或“不需要”）
（Ⅱ）實驗小組乙探究加速度a與物體所受合力F之間的定量關(guān)系，他們在圖甲的小車上固定了能將數(shù)據(jù)進(jìn)行無線傳輸?shù)睦鞲衅鳎鞲衅鞯臄?shù)據(jù)傳輸給計算機，可在計算機上直接讀出繩對小車?yán)的大小，其它器材相同，則
①此實驗裝置不需要（選填“需要”或“不需要”）滿足小組甲的條件①；
②通過實驗數(shù)據(jù)畫出a-F圖象如圖乙所示，圖線不過坐標(biāo)原點的主要原因可能是C
A．小車的質(zhì)量m1較小
B．重物的質(zhì)量m2較大
C．平衡摩擦力時木板的傾角偏大
D．平衡摩擦力時木板的傾角偏小
（Ⅲ）圖丙為某次實驗得到的紙帶，已知實驗所用電源的頻率為50Hz．根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為3.2m/s2．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

6．如圖1所示，質(zhì)量為M=2kg的長木板，靜止放置在粗糙水平地面上，木板上F、G為木板的兩個三等分點．F、G之間貼有上表面光滑的膠紙（厚度不計）．有一個質(zhì)量為m=3kg、可視為質(zhì)點的物塊，以某一水平初速度v0從左端沖上木板物塊在木板上滑動，當(dāng)物塊剛好滑上膠紙時，物塊和木板恰好達(dá)到共同速度．物塊和木板在達(dá)到共同速度前的v-t圖象如圖2所示．根據(jù)圖象，求：

（1）求木板的長度．
（2）求物體與木板間的摩擦因數(shù)和地面與木板間的摩擦因數(shù)．
（3）此后物塊和木板繼續(xù)滑動，直到兩物體都停止．問此時物體所停處距木板右端的距離？
（4）整個過程中木板的位移是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

16．如圖所示，在水平地面上有一小車，小車內(nèi)質(zhì)量為m=10kg的物塊A拴在一水平被壓縮的彈簧的一端，彈簧的另一端固定在小車上，當(dāng)它們都處于靜止?fàn)顟B(tài)時，彈簧對物塊的彈力為6N，當(dāng)小車以a=1m/s2的加速度向右做勻加速運動時（　�。�
A．物塊A相對小車滑動B．物塊A受到的摩擦力方向不變
C．物塊A受到的摩擦力減少D．物塊A受到的彈力增大

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

3．光滑斜面傾角θ=30°，一個物體受平行于斜面的力F作用從O點由靜止出發(fā)做勻加速直線運動，經(jīng)過時間t到達(dá)A點時撤去F，又經(jīng)過時間t物體回到了出發(fā)點O．則外力F與重力G的比值為（　　）
A．1：2B．2：3C．1：3D．3：4

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

20．（1）某同學(xué)在做“驗證力的平行四邊形定則”實驗中，其中有疏漏的步驟是AC
A．在水平方木板上固定一張白紙，用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，另一端拴上兩條細(xì)繩，并用兩個彈簧秤勾住細(xì)繩，互成角度的前拉，使結(jié)點到達(dá)某一位置O，記錄下O點的位置，讀出兩個彈簧秤的示數(shù)；
B．按選好的標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧秤的拉力F1和F2的圖示，并用平行四邊形定則求出合力F；
C．只用一只彈簧秤，通過細(xì)繩拉橡皮條使其伸長，讀出彈簧秤的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出這個力F′的圖示．
D．比較力F′和F的大小和方向，看他們是否相同，得出結(jié)論．
（2）“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實驗裝置如圖（1）所示．

①在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖（2）所示．打點計時器打點的時間間隔為0.02s．從比較清晰的點起，每5個點取一個計數(shù)點，量出相鄰計數(shù)點之間的距離，則計數(shù)點2的速度為v=0.36m/s，該小車的加速度a=0.16m/s2．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
②平衡摩擦力后，改變砝碼盤中砝碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量，在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出a-F關(guān)系圖線（如圖（3）所示）．此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因C
A．小車與軌道之間存在摩擦
B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)
C．砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量太大
D．所用小車的質(zhì)量太大．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

1．如圖所示，物體在方格紙上沿曲線軌跡的箭頭方向運動，方格紙邊長為1m，AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲線軌跡運動所用的時間分別是：1s、2s、3s、4s．下列說法不正 確的是（　　）
A．物體在 AB 段的平均速度大小為 1m/s
B．物體在 ABC 段的平均速度大小為$\frac{\sqrt{5}}{2}$m/s
C．AB 段的平均速度比 ABC 段的平均速度更能反映物體處于 A 點時的瞬時速度
D．物體在 B 點的速度等于 AC 段的平均速度

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同步練習(xí)冊答案