18．某實驗小組利用如圖1所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系．

①下列做法正確的是AD（填字母代號）．
A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行
B．在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木板受到的滑動摩擦力時，將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴在木塊上
C．實驗時，先放開木塊再接通打點計時器的電源
D．通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度
 ②為使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運動時受到的拉力，應滿足的條件是砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠小于木塊和木塊上砝碼的總質(zhì)量．（填“遠大于”、“遠小于”或“近似等于”）
③甲、乙兩同學在同一實驗室，各取一套圖示的裝置放在水平桌面上，木塊上均不放砝碼、在沒有平衡摩擦力的情況下，研究加速度a與拉力F的關(guān)系，分別得到圖2中甲、乙兩條直線，設甲、乙用的木塊質(zhì)量分別為m甲、m乙，甲、乙用的木塊與木塊間的動摩擦因數(shù)分別為μ甲、μ乙，由圖可知，m甲小于m乙，μ甲大于μ乙（填″大于″、″小于″或″等于″）

分析 ①實驗要保證拉力等于小車受力的合力，要平衡摩擦力，細線與長木板平行；
②砝碼桶及桶內(nèi)砝碼加速下降，失重，拉力小于重力，加速度越大相差越大，故需減小加速度，即減小砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量；
③a-F圖象的斜率表示加速度的倒數(shù)；求解出加速度與拉力F的表達式后結(jié)合圖象分析得到動摩擦因素情況．

解答 解：①A、調(diào)節(jié)滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行，否則拉力不會等于合力，故A正確；
B、在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，不能將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴木塊上，故B錯誤；  
C、實驗時，先接通打點計時器的電源再放開木塊，故C錯誤； 
D、根據(jù)平衡條件可知，與質(zhì)量大小無關(guān)，當通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度，故D正確；
選擇：AD；
②按照教材上的理論若以砝碼桶及砝碼作為小木塊的外力，則有 a=$\frac{mg}{M}$，而實際實驗過程中砝碼桶及砝碼也與小木塊一起做勻加速運動，即對砝碼桶及砝碼有mg-T=ma，對小木塊有T=Ma．綜上有：小物塊的實際的加速度為 a=$\frac{mg}{M+m}$＜$\frac{mg}{M}$，只有當m＜＜M時，才能有效的保證實驗的準確性；
③當沒有平衡摩擦力時有：T-f=ma，故a=$\frac{1}{m}$T-μg，即圖線斜率為$\frac{1}{m}$，縱軸截距的大小為μg．
觀察圖線可知m甲小于m乙，μ甲大于μ乙；
故答案為：①AD； ②遠小于；③小于，大于．

點評 本題主要考察“驗證牛頓第二定律”的實驗，要明確實驗原理，特別是要明確系統(tǒng)誤差的來源，知道減小系統(tǒng)誤差的方法．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

13．如圖為1、2兩個不同閉合電路中兩個不同電源的U-I圖象，其中U為電源的路端電壓，I為通過電源的電流，下列判斷不正確的是（　　）
A．發(fā)生短路時的電流I1＜I2
B．發(fā)生斷路時兩電路中電源的路端電壓相等
C．電動勢E1=E2，內(nèi)阻r1＜r2
D．當兩電源的工作電流變化量相同時，電源1的路端電壓變化小

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

9．如圖所示的直角坐標系中有三塊場區(qū)，其中第一、四象限內(nèi)有寬度d未知的勻強電場，其場強大小為E，y軸是其左邊界，場強方向沿x軸負向．第二象限有一個場強也為E，方向沿y軸負向的電場區(qū)域．第三象限有一個面積未知的矩形交變勻強磁場，磁感應強度為B=8T，每當電荷進入磁場區(qū)域后磁場方向不變，待下一次再進入此磁場區(qū)域時磁場方向恰好相反．現(xiàn)有一個質(zhì)量m=2×10-4kg，電荷量為q=+1×10-4C的點電荷，以v0=2m/s的初速度從點P（0，$\sqrt{3}$）沿垂直y軸方向射入第二象限的電場中，接著從點Q（-2，0）進入第三象限，穿過矩形磁場區(qū)域后垂直y軸進入第四象限的有界電場中，此后電荷在此空間中周期性運動．若不計電荷的重力，試求：
（1）電場強度E的大小；
（2）第一、四象限中有界電場的最小寬度d和第三象限內(nèi)矩形交變勻強磁場區(qū)域的最小面積；
（3）電荷在此空間中運動的最小周期．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

6．如圖1所示，為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量及小車和砝碼的質(zhì)量對應關(guān)系圖．鉤碼的質(zhì)量為m1，小車和砝碼的質(zhì)量為m2，重力加速度為g．

（1）下列說法正確的是D．
A、每次在小車上加減砝碼時，應重新平衡摩擦力
B、實驗時若用打點計時器應先釋放小車后接通電源
C、本實驗m2應遠小于m1
D、在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時，應作a-$\frac{1}{{m}_{2}}$圖象
（2）實驗時，某同學由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，測得F=m1g，作出a-F圖象，他可能作出圖2中丙　（選填“甲”、“乙”、“丙”）圖線．此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是C．
A．小車與軌道之間存在摩擦　　　　　　　　 B．導軌保持了水平狀態(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
（3）實驗時，某同學遺漏了平衡摩擦力這一步驟，若軌道水平，他測量得到的$\frac{1}{{m}_{2}}$-a圖象，如圖3．設圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，則小車與木板間的動摩擦因數(shù)μ=$\frac{gk}$，鉤碼的質(zhì)量m1=$\frac{1}{gk}$．
（4）實驗中打出的紙帶如圖4所示．相鄰計數(shù)點間的時間是0.1s，圖中長度單位是cm，由此可以算出小車運動的加速度是0.46m/s2．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

13．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(guān)系．圖中，置于實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．本實驗中可用的鉤碼共有N=5個，每個質(zhì)量均為0.010kg．實驗步驟如下：

（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快，使小車（和鉤碼）可以在木板上勻速下滑．
（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圖象，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圖象如圖（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(jié)果填入下表．
n12345
a/m•s-20.200.580.781.00
（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圖象．從圖象可以看出：當物體質(zhì)量一定時，物體的加速度與其所受的合外力成正比．
（5）利用a-n圖象求得小車（空載）的質(zhì)量為0.45kg（保留2位有效數(shù)字，重力加速度取g=9.8m•s-2）．
（6）若以“保持木板水平”來代替步驟（1），下列說法正確的是BC（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．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

3．在探究物體的加速度與物體所受外力、物體質(zhì)量間的關(guān)系時，采用如圖1所示的實驗裝置，小車以及車中的砝碼質(zhì)量用M表示，盤以及盤中的砝碼質(zhì)量用m表示．

（1）實驗過程中，電火花計時器接在頻率為f=50Hz的交流電源上，調(diào)整定滑輪高度，使細線與長木板平行．
（2）若已平衡好摩擦，在小車做勻加速直線運動過程中，繩子拉力FT=$\frac{Mmg}{M+m}$，當M與m的大小關(guān)系滿足M＞＞m時，才可以認為繩子對小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力．
（3）某小組同學先保持盤及盤中的砝碼質(zhì)量m一定來做實驗，其具體操作步驟如下，以下做法正確的是C．
A．平衡摩擦力時，應將盤及盤中的砝碼用細繩通過定滑輪系在小車上
B．每次改變小車的質(zhì)量時，需要重新平衡摩擦力
C．實驗時，先接通打點計時器的電源，再放開小車
D．用天平測出m以及M，小車運動的加速度可直接用公式$a=\frac{mg}{M}$求出
（4）某小組同學保持小車以及車中的砝碼質(zhì)量M一定，探究加速度a與所受外力F的關(guān)系時，由于他們操作不當，這組同學得到的a-F關(guān)系圖象如圖2所示，①圖線不過原點的原因是沒平衡摩擦力；②圖線上端彎曲的原因是不滿足M＞＞m．
（5）某小組在操作完全正確且滿足（2）中質(zhì)量關(guān)系的情況下，圖3為實驗時小車在長木板上帶動紙帶運動打出的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間還有4個打點未畫出．從紙帶上測出x1=3.20cm，x2=4.52cm、x5=8.42cm、x6=9.70cm．則小車加速度大小a=1.30m/s2（保留三位有效數(shù)字）

（6）（5）中實驗小組用所得數(shù)據(jù)探究動能定理，測得上圖紙帶計數(shù)點1、5間距離為x，該小組最終要驗證的數(shù)學表達式為mgx=$\frac{1}{200}$Mf2[（x5+x6）2-（x1+x2）2]．（用m、M、f，x、x1、x2、x5、x6以及重力加速度g表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

10．某實驗小組利用如圖甲所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系．
（1）下列做法正確的是AC（填字母代號）．
A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行
B．將砝碼桶通過定滑輪拴在木塊上，調(diào)節(jié)木板傾斜程度用以平衡木塊受到的滑動摩擦力
C．實驗時應使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠小于木塊和木塊上砝碼的總質(zhì)量
D．通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時，需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜程度
（2）某次實驗時得到的一條紙帶如圖乙所示，A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個連續(xù)的點，紙帶上面放置的是最小刻度為1mm的刻度尺．已知打點計時器電源頻率為50Hz．則這次實驗中木塊運動的加速度是5.0m/s2，打下點F時對應的速度是0.70m/s．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

7．在“用描跡法畫出電場中平面上的等勢線”的實驗中，給出的器材為：木板N、白紙、復寫紙、導電紙各一張，電動勢為12V內(nèi)阻不計的電源E，用作電極的金屬柱狀結(jié)點A和圓環(huán)狀金屬圈B各一個（放置在導電紙上并能夠與導電紙接觸良好），滑線變阻器R，量程為6V內(nèi)阻很大的直流電壓表，開關(guān)K一個，如圖所示．現(xiàn)在要用這些儀器模擬描繪，獨立的點電荷形成的電場中，等勢線的分布情況．
①請在現(xiàn)有的圖中連線，畫出該實驗電路的完整原理圖．
②本實驗中，在木板的上方，三種紙張自下而上的擺放順序是A
A．白紙、復寫紙、導電紙　B．導電紙、白紙、復寫紙　C．復寫紙、白紙、導電紙
③下面是主要的實驗操作步驟，將所缺的內(nèi)容填寫在橫線上方．
a．接好實際的實驗電路．
b．調(diào)整滑動變阻器，使滑動頭靠近D（填C或D）．
c．合上電鍵K，并將探針P和A相接觸，調(diào)整滑動變阻器，使電壓表的讀數(shù)為5V左右的確定值．
d．用探針壓印的方法把A、B的位置標記在白紙上．畫一線段連接AB兩極，在連線上選取相鄰的點間的電勢差相等的4個點作為基準點，用探針把它們的位置壓印在白紙上．
e．將探針與某一基準點相接觸，讀出電壓表的示數(shù)U1，移動探針，若探針觸到某一點時，發(fā)現(xiàn)電壓表的指針仍在U1處，用探針把這一點位置也壓印在白紙上．用相同的方法找出此基準點的其它若干等勢點．
f．重復步驟e，找出其它3個基準點對應的若干等勢點．
g．取出白紙畫出這4個基準點所各自對應的等勢線．
④在理想情況下本實驗所畫出的等勢線形狀應該為B．
A．疏密均勻的同心圓
B．疏密不均勻的同心圓
C．疏密均勻的平行線
D．疏密不均勻的平行線．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

8．為了探究質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系，一個同學利用拉力傳感器設計了如圖1所示的實驗裝置．
（1）實驗時，一定要進行的操作是BD．
A．為減小誤差，實驗中一定要保證鉤碼的質(zhì)量m遠小于小車的質(zhì)量M．
B．將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力．
C．小車靠近打點計時器，先釋放小車，再接通電源，打出一條紙帶，同時記錄拉力傳感器的示數(shù)．
D．改變鉤碼的質(zhì)量，打出幾條紙帶．
（2）圖2為上述實驗中打下的一條紙帶，A點為小車剛釋放時打下的起始點，每兩點間還有四個計時點未畫出，測得AB=2.0cm、AC=8.0cm、AE=32.0cm，打點計時器的頻率為50Hz，則小車的加速度4.0m/s2．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（3）以拉力傳感器的示數(shù)F為橫坐標，加速度 F1為縱坐標，畫出的 F2圖象是一條直線，測得圖線的斜率為F′，則小車的質(zhì)量為$\frac{1}{k}$．

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同步練習冊答案