《2021年高考物理總復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)題型訓(xùn)練 《驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律》》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《2021年高考物理總復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)題型訓(xùn)練 《驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律》（18頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、《實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律》針對(duì)訓(xùn)練 1．關(guān)于“驗(yàn)證牛頓第二定律”實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證“作用力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，以下做法中正確的是 A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將裝砂的小桶用細(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)，再接通電源 D．可以利用天平測(cè)出砂桶和砂的質(zhì)量m和小車(chē)的質(zhì)量M，直接用公式a＝求出加速度 【答案】B 【解析】平衡摩擦力時(shí)，使小車(chē)的重力沿斜面向下的分力與小車(chē)運(yùn)動(dòng)所受摩擦力平衡，所以不能將小桶系在小車(chē)上，A錯(cuò)誤；平衡摩擦力后，小車(chē)和板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝tan α，與小車(chē)的質(zhì)量無(wú)關(guān)，所以改變小車(chē)的質(zhì)量時(shí)，

2、不需要重新平衡摩擦力，B正確；實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后，再放開(kāi)小車(chē)，C錯(cuò)誤；本實(shí)驗(yàn)是探究作用力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比，不能直接用公式a＝求加速度，D錯(cuò)誤。 2．如圖甲為驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。 （1）平衡小車(chē)所受阻力的操作：取下________，把木板不帶滑輪的一端墊高；接通電火花計(jì)時(shí)器電源，輕推小車(chē)，讓小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng)。如果打出的紙帶如圖乙所示，則應(yīng)________（選填“減小”或“增大”）木板的傾角，反復(fù)調(diào)節(jié)，直到紙帶上打出的點(diǎn)跡________為止。 （2）圖丙為研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)所得的實(shí)驗(yàn)圖像，橫坐標(biāo)m為小車(chē)上砝碼

3、的質(zhì)量。設(shè)圖中直線(xiàn)的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓第二定律成立，則小車(chē)受到的拉力為_(kāi)_______，小車(chē)的質(zhì)量為_(kāi)_______。 【答案】（1）見(jiàn)解析（2）F＝ M＝ 【解析】（1）平衡小車(chē)所受阻力時(shí)，需要將砝碼取下；題圖紙帶反映了小車(chē)在做加速運(yùn)動(dòng)，即墊木墊高了，應(yīng)減小木板的傾角，直到紙帶打出的點(diǎn)跡均勻?yàn)橹埂? （2）當(dāng)小車(chē)上的砝碼為零時(shí)，小車(chē)加速度為a0＝，設(shè)小車(chē)的質(zhì)量為M，則小車(chē)受到的拉力為F＝Ma0＝；圖中直線(xiàn)的函數(shù)關(guān)系式為＝km＋b，根據(jù)牛頓第二定律F＝（m＋M）a，可解得：M＝，F(xiàn)＝。 3．如圖所示，為某同學(xué)安裝的“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置，在小車(chē)的前端固定一個(gè)

4、傳感器，和砂桶連接的細(xì)線(xiàn)接在傳感器上，通過(guò)傳感器可顯示出細(xì)線(xiàn)的拉力。在圖示狀態(tài)下開(kāi)始做實(shí)驗(yàn)。 （1）從圖上可以看出，該同學(xué)在裝置和操作中的主要錯(cuò)誤是____________________。 （2）若砂和砂桶的質(zhì)量為m，小車(chē)和傳感器的總重量為M，做好此實(shí)驗(yàn)________（填“需要”或“不需要”）M?m的條件。 【答案】（1）見(jiàn)解析（2）不需要 【解析】（1）未平衡摩擦力；細(xì)線(xiàn)與木板不平行；開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車(chē)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)?！? （2）不加傳感器時(shí)將砂和砂桶的重力作為細(xì)線(xiàn)的拉力，而接了傳感器后細(xì)線(xiàn)的拉力可以直接讀出。 4．利用如圖所示裝置可以做力學(xué)中的許多實(shí)驗(yàn)。 （1）（多

5、選）以下說(shuō)法正確的是 A．用此裝置“研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”時(shí)，必須設(shè)法消除小車(chē)和長(zhǎng)木板間的摩擦阻力的影響 B．用此裝置“研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”時(shí)，應(yīng)使小盤(pán)和盤(pán)內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量 C．用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”時(shí)，必須設(shè)法消除小車(chē)和長(zhǎng)木板間的摩擦阻力的影響 D．用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”時(shí)，應(yīng)使小盤(pán)和盤(pán)內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量 （2）本裝置中要用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，如圖所示為實(shí)驗(yàn)室常用的兩種計(jì)時(shí)器，其中甲裝置用的電源要求是 A．交流220 V B．直流220 V C．交流4～6 V D．直流4～6 V

6、 （3）在利用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”時(shí)，實(shí)驗(yàn)中按規(guī)范操作打出的一條紙帶的一部分如圖所示。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50 Hz的交流電源上，則此次實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下A點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度為_(kāi)_____m/s。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字） 【答案】（1）D（2）A（3）0.53 m/s 【解析】（1）用此裝置“研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”時(shí)，沒(méi)必要消除小車(chē)和木板間的摩擦阻力的影響，也沒(méi)有必要使小盤(pán)和盤(pán)內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量，A、B錯(cuò)誤。在用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”時(shí)，必須設(shè)法消除小車(chē)和長(zhǎng)木板間的摩擦阻力的影響。還應(yīng)使小盤(pán)和盤(pán)內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量，這樣才可認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車(chē)

7、的拉力等于盤(pán)和盤(pán)內(nèi)砝碼的重力，D正確。 （2）甲是電火花計(jì)時(shí)器，可直接接220 V交流電源，A正確。 （3）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下A點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度為vA＝ m/s≈0.53 m/s。 5．用圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律： （1）某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到如圖（b）所示的a?F圖像，造成這一結(jié)果的原因是：在平衡摩擦力時(shí)木板與水平桌面間的傾角 （填“偏大”或“偏小”）。 （2）該同學(xué)在平衡摩擦力后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)際小車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的拉力________砝碼和盤(pán)的總重力（填“大于”“小于”或“等于”），為了便于探究、減小誤差，應(yīng)使小車(chē)質(zhì)量M與砝碼和盤(pán)的總質(zhì)量m滿(mǎn)足_____的條件

8、。 （3）某同學(xué)得到如圖所示的紙帶。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50 Hz。A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個(gè)連續(xù)的點(diǎn)。Δx＝xDG－xAD＝______cm。由此可算出小車(chē)的加速度a＝______m/s2（保留兩位有效數(shù)字）。 【答案】（1）偏大（2）等于 M?m（3）1.80 cm 5.0 m/s2 【解析】（1）根據(jù)所給的F?a圖像可知，當(dāng)F＝0時(shí)，小車(chē)已經(jīng)有了加速度a0，所以肯定是在平衡摩擦力時(shí)木板與水平桌面間的傾角偏大造成的。 （2）小于 根據(jù)牛頓定律，對(duì)小車(chē)F＝Ma，對(duì)砝碼和盤(pán)mg－F＝ma，解得F＝＜mg，只有當(dāng)M?m時(shí)，小車(chē)受到的拉力才近似等于mg，從而減

9、少誤差。 （3）由題圖讀出xAD＝2.10 cm，xDG＝3.90 cm，所以Δx＝xDG－xAD＝1.80 cm，根據(jù)Δx＝aΔt2，解得a＝5.0 m/s2。 6．某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置來(lái)探究加速度與力的關(guān)系。彈簧測(cè)力計(jì)固定在一合適的木板上，桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪，細(xì)繩的兩端分別與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤和礦泉水瓶連接，在桌面上畫(huà)出兩條平行線(xiàn)MN、PQ，并測(cè)出間距d。開(kāi)始時(shí)將木板置于MN處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)為止，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F0，以此表示滑動(dòng)摩擦力的大小。再將木板放回原處并按住，繼續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1，然后釋放木板，

10、并用停表記下木板運(yùn)動(dòng)到PQ處的時(shí)間t。 （1）木板的加速度可以用d、t表示為a＝________；為了減小測(cè)量加速度的偶然誤差可以采用的方法是（一種即可）____________________________________________。 （2）改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實(shí)驗(yàn)，確定加速度a與彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F1的關(guān)系。下列圖像能表示該同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是 （3）用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點(diǎn)是________。（填選項(xiàng)前的字母） A．可以改變滑動(dòng)摩擦力的大小 B．可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) C．可以比較精確地測(cè)出摩擦力的大小 D．可以

11、獲得更大的加速度以提高實(shí)驗(yàn)精度 【答案】（1） 見(jiàn)解析（2）C（3）B 【解析】（1）由d＝at2可得a＝。減小偶然誤差的主要方法是保持F1不變，重復(fù)實(shí)驗(yàn)多次測(cè)量，求平均值。 （2）由題意可知，F(xiàn)1是水瓶的重力，設(shè)繩中拉力為FT，對(duì)木板，a＝，在M板?m水時(shí)FT≈F1，a＝，排除A、B選項(xiàng)；逐漸增加水的質(zhì)量，將不再滿(mǎn)足FT≈F1，而是FT＜F1，將導(dǎo)致小車(chē)加速度實(shí)際值較理論值偏小，故選項(xiàng)C正確。 （3）改變質(zhì)量且可以連續(xù)改變，可更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；可比較準(zhǔn)確地測(cè)出摩擦力的大小。 7．某探究小組設(shè)計(jì)了“用一把尺子測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)”的實(shí)驗(yàn)方案。如圖所示，將一個(gè)小球和一個(gè)滑塊用細(xì)繩連

12、接，跨在斜面上端。開(kāi)始時(shí)小球和滑塊均靜止，剪斷細(xì)繩后，小球自由下落，滑塊沿斜面下滑，可先后聽(tīng)到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音，保持小球和滑塊釋放的位置不變，調(diào)整擋板位置，重復(fù)以上操作，直到能同時(shí)聽(tīng)到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音。用刻度尺測(cè)出小球下落的高度H、滑塊釋放點(diǎn)與擋板處的高度差h和沿斜面運(yùn)動(dòng)的位移x。（空氣阻力對(duì)本實(shí)驗(yàn)的影響可以忽略） （1）滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的加速度與重力加速度的比值為_(kāi)_____。 （2）滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為_(kāi)_______。 （3）以下能引起實(shí)驗(yàn)誤差的是________。（填選項(xiàng)前的字母） A．滑塊的質(zhì)量 B．當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇?/p>

13、小 C．長(zhǎng)度測(cè)量時(shí)的讀數(shù)誤差 D．小球落地和滑塊撞擊擋板不同時(shí) 【答案】（1）（2） （3）CD 【解析】7、（1）設(shè)剪斷細(xì)繩后，小球和滑塊下落的時(shí)間均為t，則對(duì)小球：H＝gt2； 對(duì)滑塊：x＝at2；聯(lián)立解得：＝。 （2）由牛頓第二定律可知：a＝gsin α－μgcos α 則μ＝tan α－＝－＝。 （3） 根據(jù)μ＝可知，動(dòng)摩擦因數(shù)與滑塊的質(zhì)量和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葻o(wú)關(guān)，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；長(zhǎng)度測(cè)量時(shí)的讀數(shù)誤差和小球落地和滑塊撞擊擋板不同時(shí)會(huì)引起測(cè)量的誤差，故選項(xiàng)C、D正確。 8．用如圖所示的裝置進(jìn)行“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。 （1）若小車(chē)的總質(zhì)量為M，砝碼

14、和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量為m，則當(dāng)滿(mǎn)足________條件時(shí)，可認(rèn)為小車(chē)受到的合外力大小等于砝碼和砝碼盤(pán)的總重力大小。 （2）在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，下列做法中正確的是________。 A．平衡摩擦力時(shí)，不應(yīng)將裝砝碼的砝碼盤(pán)用細(xì)線(xiàn)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)，都需要重新平衡摩擦力 C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，再放開(kāi)小車(chē) D．小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度可由牛頓第二定律直接求出 （3）甲同學(xué)通過(guò)對(duì)小車(chē)所牽引紙帶的測(cè)量，就能得出小車(chē)的加速度a。如圖是某次實(shí)驗(yàn)所打出的一條紙帶，在紙帶上標(biāo)出了5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，在相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有4個(gè)打點(diǎn)未標(biāo)出，計(jì)時(shí)器打點(diǎn)頻率為50 Hz，

15、則小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度為_(kāi)_______ m/s2（保留兩位有效數(shù)字）。 （4）乙同學(xué)通過(guò)給小車(chē)增加砝碼來(lái)改變小車(chē)的質(zhì)量M，得到小車(chē)的加速度a與質(zhì)量M的數(shù)據(jù)，畫(huà)出a－圖線(xiàn)后，發(fā)現(xiàn)當(dāng)較大時(shí)，圖線(xiàn)發(fā)生彎曲。該同學(xué)后來(lái)又對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了進(jìn)一步地修正，避免了圖線(xiàn)的末端發(fā)生彎曲的現(xiàn)象。則該同學(xué)的修正方案可能是________。 A．改畫(huà)a與的關(guān)系圖線(xiàn) B．改畫(huà)a與M＋m的關(guān)系圖線(xiàn) C．改畫(huà)a與的關(guān)系圖線(xiàn) D．改畫(huà)a與的關(guān)系圖線(xiàn) 【答案】（1）m遠(yuǎn)小于M（2）C（3）0.45 m/s2（4）A 【解析】（1）小車(chē)在實(shí)際運(yùn)動(dòng)中是用砝碼和砝碼盤(pán)的重力來(lái)代替合力F，但是砝碼和砝碼盤(pán)是有質(zhì)量的，且

16、a為整個(gè)系統(tǒng)的加速度，因此mg＝F＝（M＋m）a，只有當(dāng)m遠(yuǎn)小于M時(shí)，得出的結(jié)果才會(huì)符合F＝Ma； （2）平衡摩擦力時(shí)，不能將裝砝碼的砝碼盤(pán)用細(xì)線(xiàn)通過(guò)定滑輪系在小車(chē)上，故A正確；實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，再放開(kāi)小車(chē)，C正確。 （3）根據(jù)逐差法可知，小車(chē)的加速度為：a＝10－2 m/s2＝0.45 m/s2。 （4）由于細(xì)線(xiàn)不可伸長(zhǎng)，因此砝碼和砝碼盤(pán)與小車(chē)具有了相同大小的加速度，對(duì)它們整體根據(jù)牛頓第二定律有：mg＝（M＋m）a，解得：a＝，因此在mg一定的情況下，a∝，故選項(xiàng)A正確。 9．某實(shí)驗(yàn)小組在實(shí)驗(yàn)室用如圖甲所示的裝置來(lái)探究力學(xué)實(shí)驗(yàn)，圖中小車(chē)上有固定盒子，盒子內(nèi)盛有沙子。

17、 （1）用圖甲實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)研究物體做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，先接通計(jì)時(shí)器的電源（頻率為50 Hz），再釋放紙帶，得到如圖乙所示的打點(diǎn)紙帶（每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)）。測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)B點(diǎn)已模糊不清，于是他測(cè)得AC長(zhǎng)為14.56 cm，CD長(zhǎng)為11.15 cm，DE長(zhǎng)為13.73 cm，則打C點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度大小為_(kāi)______ m/s，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度大小為_(kāi)______ m/s2。 （2）若圖甲實(shí)驗(yàn)裝置不能滿(mǎn)足沙桶總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車(chē)（包括盛沙的盒子及盒子內(nèi)的沙子）的總質(zhì)量，但某同學(xué)仍使用此裝置，在保持桶內(nèi)沙子質(zhì)量不變的情況下，通過(guò)在盒子內(nèi)添加或去掉一些沙子，來(lái)探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，其理由是__

18、__________。若采用圖象法處理數(shù)據(jù)，以加速度a為縱軸，應(yīng)該以________（填“A”或“B”）的倒數(shù)為橫軸。 A．小車(chē)質(zhì)量、盒子及盒子內(nèi)沙子質(zhì)量之和 B．小車(chē)質(zhì)量、盒子及盒子內(nèi)沙子與懸掛的沙桶（包括桶與桶內(nèi)的沙子）質(zhì)量之和 （3）若要用此實(shí)驗(yàn)裝置還可以完成__________________________________實(shí)驗(yàn)。（至少寫(xiě)一個(gè)） 【答案】（1）0.986 m/s 2.58 m/s2（2）B（3）見(jiàn)解析 【解析】（1）由于小車(chē)做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則－＝－，＝8.57 cm 則vC＝＝0.986 m/s a＝＝2.58 m/s2 （2）實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是整個(gè)系

19、統(tǒng)，系統(tǒng)受到的合外力就等于沙桶的重力　 （3）驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律、探究動(dòng)能定理或測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)。 10．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，滲透了研究問(wèn)題的多種科學(xué)方法： （1）實(shí)驗(yàn)環(huán)境的等效法：__________________________________； （2）實(shí)驗(yàn)條件設(shè)計(jì)的科學(xué)方法：________________________________________； （3）實(shí)驗(yàn)原理的簡(jiǎn)化：_________，即當(dāng)小車(chē)質(zhì)量M車(chē)?m沙時(shí)，細(xì)繩對(duì)小車(chē)的拉力大小近似等于沙及桶的總重力m沙g； （4）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的科學(xué)方法：_________________________

20、_______________； （5）由a－M車(chē)圖象轉(zhuǎn)化為a－1/M車(chē)圖象，所用的科學(xué)方法：__________________。 （以上各題均選填“理想實(shí)驗(yàn)法”、“圖象法”、“平衡摩擦力法”、“化曲為直法”、“控制變量法”或“近似法”） 【答案】（1）平衡摩擦力法（2）控制變量法（3）近似法（4）圖象法（5）化曲為直法 【解析】（1）由于小車(chē)運(yùn)動(dòng)受到摩擦阻力，所以要進(jìn)行平衡摩擦力，以減小實(shí)驗(yàn)誤差，稱(chēng)為平衡摩擦力法； （2）在探究加速度、力與質(zhì)量三者關(guān)系時(shí)，先保持其中一個(gè)量不變，來(lái)探究其他兩個(gè)量之間的關(guān)系，稱(chēng)為控制變量法； （3）當(dāng)小車(chē)質(zhì)量M車(chē)?m沙時(shí)，細(xì)繩對(duì)小車(chē)的拉力大小近似等

21、于沙及桶的總重力m沙g，稱(chēng)為近似法； （4）通過(guò)圖象研究實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，稱(chēng)為圖象法； （5）在作圖時(shí)，由a－M車(chē)圖象轉(zhuǎn)化為a－1/M車(chē)圖象，使圖線(xiàn)由曲線(xiàn)轉(zhuǎn)化為直線(xiàn)，稱(chēng)為化曲為直法。 11．用如圖所示的裝置探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系，帶滑輪的長(zhǎng)木板和彈簧測(cè)力計(jì)均水平固定。 （1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要進(jìn)行的操作是_____。 A．小車(chē)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，選接通電源，再釋放小車(chē)，打出一條紙帶，同時(shí)記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù) B．改變砂和砂桶質(zhì)量，打出幾條紙帶 C．用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量 D．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量 （2）以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，以加

22、速度a為縱坐標(biāo)，畫(huà)出的a－F圖象可能正確的是_____。 （3）若測(cè)出的a－F圖象的斜率為k后，則小車(chē)的質(zhì)量為_(kāi)____。 【答案】（1）AB（2）A（3）2k 【解析】（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理不難選出A、B； （2）當(dāng)質(zhì)量一定，加速度與合外力成正比，所以A正確； （3）由實(shí)驗(yàn)裝置圖可知拉小車(chē)的力等于2倍的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)，故M＝F合/a＝2k。 12．在探究加速度與物體所受合外力和質(zhì)量間的關(guān)系時(shí)，采用如圖甲所示的實(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，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)器打上的點(diǎn)計(jì)算出： （1）本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)方法是_____

23、。 A．假設(shè)法　 B．理想實(shí)驗(yàn)法 C．控制變量法 D．等效替代法 （2）當(dāng)m與M的大小關(guān)系滿(mǎn)足_____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。 （3）如圖乙所示是實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶，圖中A、B、C、D、E是按打點(diǎn)先后順序依次選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出。由圖中的數(shù)據(jù)可知，打B點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度為vB＝_____m/s。小車(chē)加速度的大小為a＝_____m/s2。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） 【答案】（1）控制變量法（2）M?m（3）0.16m/s 0.81m/s2 【解析】（1）探究加速度與力的關(guān)系時(shí)，要控制小車(chē)質(zhì)量不變而改變拉力

24、大??；探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制拉力不變而改變小車(chē)質(zhì)量，這種實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法。 （2）當(dāng)M?m時(shí)，才可以近似認(rèn)為繩子對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)和砝碼的重力。 （3）每相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為： T＝0.02s5＝0.1s，vB＝xAC/2T＝（0.0119＋0.02）/0.2＝0.16m/s， a＝（xCE－xAC）/4T2＝（0.028＋0.0361－0.02－0.0119）/0.04＝0.81m/s2。 13．在做“探究加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，保持小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量不變，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。 F（N） 0

25、.20 0.30 0.40 0.50 0.60 a（m/s2） 0.11 0.19 0.29 0.40 0.51 （1）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系上作出a－F圖象； （2）圖象斜率物理意義是_ 。 （3）小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量為_(kāi)____kg。 （4）圖線(xiàn)（或延長(zhǎng)線(xiàn)）與F軸截距的物理意義是____________。 【答案】（1）見(jiàn)解析（2）小車(chē)和砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)（3）1kg（4）說(shuō)明此時(shí)小車(chē)受到的阻力為0.1N 【解析】（1）根據(jù)所給數(shù)據(jù)在所給坐標(biāo)系中準(zhǔn)確描點(diǎn)，作出的a－F圖象如圖所示。 （2）圖象斜率表示小車(chē)和砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)。 （3）由（1）中圖

26、象可得：1/M＝Δa/ΔF，解得M＝1kg。 （4）由a－F圖象可知，當(dāng)力F＝0.1N時(shí)，小車(chē)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明此時(shí)小車(chē)受到的阻力為0.1N。 14．某同學(xué)設(shè)計(jì)了“探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，圖（a）為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖，A為小車(chē)，B為某種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，C為裝有細(xì)砂的小桶，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)等于細(xì)砂和小桶的總質(zhì)量，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度a可用紙帶上打出的點(diǎn)求得。 （1）圖（b）為實(shí)驗(yàn)中所用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的學(xué)生電源。由學(xué)生電源可以判斷該同學(xué)選用的是圖（c）中的___（填“甲”或“乙”）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，上述圖（b）的安裝中存在的錯(cuò)誤有：①_________

27、；②______________。 （a）　　　　　　　　（b） （c） （2）在“探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系”時(shí)，保持細(xì)砂和小桶質(zhì)量不變，改變小車(chē)質(zhì)量m，分別記錄小車(chē)加速度a與質(zhì)量m的數(shù)據(jù)。在分析處理時(shí)，同學(xué)們存在兩種方案；甲同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該根據(jù)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的數(shù)據(jù)作出小車(chē)加速度a與質(zhì)量m的圖象；乙同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該根據(jù)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的數(shù)據(jù)作出小車(chē)加速度a與其質(zhì)量倒數(shù)1/m的圖象。兩位同學(xué)都按照自己的方案將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中進(jìn)行了標(biāo)注，但尚未完成圖象（如圖所示），你認(rèn)為同學(xué)___（填“甲”、“乙”）的方案更合理，請(qǐng)繼續(xù)幫助該同學(xué)作出坐標(biāo)中的圖象。

28、（3）在“探究加速度a與合力F的關(guān)系”時(shí)，保持小車(chē)的質(zhì)量不變，改變小桶中細(xì)砂的質(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（d），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：________________________________________ 【答案】（1）見(jiàn)解析（2）見(jiàn)解析（3）摩擦力還沒(méi)有平衡掉 【解析】（1）圖（b）為實(shí)驗(yàn)中所用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的學(xué)生電源。由學(xué)生電源可以判斷該同學(xué)選用的是圖（c）中的乙打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，上述圖（b）的安裝中存在的錯(cuò)誤有：①接線(xiàn)柱應(yīng)接在交流電源上；②電壓應(yīng)選擇6V擋。 （2）由牛頓第二定律F＝ma可知當(dāng)合力F不變時(shí)m與a成反比

29、，在a－m圖象中應(yīng)該是雙曲線(xiàn)，但是實(shí)驗(yàn)得出的各組數(shù)據(jù)是不是落在同一條雙曲線(xiàn)上是不好判斷的，但是a－1/m的關(guān)系是正比例函數(shù)，此時(shí)各組數(shù)據(jù)是不是落在同一條直線(xiàn)上是非常容易觀察的，所以乙同學(xué)的方案更合理，實(shí)驗(yàn)得出的各組數(shù)據(jù)應(yīng)該大體上落在同一條直線(xiàn)上。 （3）從圖象可以看出有了一定的拉力F時(shí)，小車(chē)的加速度仍然是零，即小車(chē)還受到摩擦力作用，說(shuō)明摩擦力還沒(méi)有平衡掉。 15．某實(shí)驗(yàn)小組在“探究加速度與物體受力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)出如下的實(shí)驗(yàn)方案，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。已知小車(chē)質(zhì)量M＝214.6g，砝碼盤(pán)質(zhì)量m0＝7.8g，所使用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器交流電頻率f＝50Hz。其實(shí)驗(yàn)步驟是： A．按圖中所示安裝

30、好實(shí)驗(yàn)裝置； B．調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車(chē)后，使小車(chē)能沿長(zhǎng)木板向下做勻速運(yùn)動(dòng)； C．取下細(xì)繩和砝碼盤(pán)，記下砝碼盤(pán)中砝碼的質(zhì)量m； D．將小車(chē)置于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器旁，先接通電源，再放開(kāi)小車(chē)，打出一條紙帶，由紙帶求得小車(chē)的加速度a； E．重新掛上細(xì)繩和砝碼盤(pán)，改變砝碼盤(pán)中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)B－D步驟，求得小車(chē)在不同合外力F作用下的加速度。 回答下列問(wèn)題： （1）按上述方案做實(shí)驗(yàn)，是否要求砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量？_____（填“是”或“否”） （2）實(shí)驗(yàn)中打出的其中一條紙帶如圖2所示，由該紙帶可求得小車(chē)的加速度a＝_____m/s2 （3）某同學(xué)將有關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)填入他所設(shè)計(jì)

31、的表格中，如下表，他根據(jù)表中的數(shù)據(jù)畫(huà)出a－F圖象（如圖），造成圖線(xiàn)不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一條最主要原因是_____________，從該圖線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)與橫軸的交點(diǎn)可求出的物理量是_______，其大小為_(kāi)____。 次數(shù) 1 2 3 4 5 砝碼盤(pán)中砝碼的重力F/N 0.10 0.20 0.29 0.39 0.49 小車(chē)的加速度a/（ms－2） 0.88 1.44 1.84 2.38 2.89 【答案】（1）否（2）0.88m/s2（3）未計(jì)入砝碼盤(pán)的重力 砝碼盤(pán)的重力大小 0.08N 【解析】（1）當(dāng)小車(chē)勻速下滑時(shí)有：Mgsinθ＝f＋（m＋

32、m0）g 當(dāng)取下細(xì)繩和砝碼盤(pán)后，由于重力沿斜面向下的分力Mgsinθ和摩擦力f不變，因此其合外力為（m＋m0）g，由此可知該實(shí)驗(yàn)中不需要砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量。 （2）根據(jù)Δx＝aT2，運(yùn)用逐差法得，a＝（7.75＋8.64－6.00－6.87）10－2/40.01m/s2＝0.88m/s2。 （3）由圖象可知，當(dāng)外力為零時(shí)，物體有加速度，這說(shuō)明在計(jì)算小車(chē)所受的合外力時(shí)未計(jì)入砝碼盤(pán)的重力，根據(jù)數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系可知該圖線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)與橫軸的交點(diǎn)可求出的物理量是砝碼盤(pán)的重力大小，橫坐標(biāo)一格表示0.02N，所以交點(diǎn)的大小為0.08N。 16．如圖所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量滑塊與木板間的動(dòng)摩

33、擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置，裝有定滑輪的長(zhǎng)木板固定在水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，木板上有一滑塊，滑塊右端固定一個(gè)動(dòng)滑輪，鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)繞在滑輪上的輕繩相連，放開(kāi)鉤碼，滑塊在長(zhǎng)木板上做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。 （1）實(shí)驗(yàn)得到一條如圖所示的紙帶，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1 s，由圖中的數(shù)據(jù)可知，滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度大小是________ m/s2。（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） （2）讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F，處理紙帶，得到滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a；改變鉤碼個(gè)數(shù)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)．以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為縱坐標(biāo)，以加速度a為橫坐標(biāo)，得到的圖象是縱軸截距為b的一條傾斜直線(xiàn)，如圖所示。已知滑塊和動(dòng)滑輪的總質(zhì)量為m，重力加速度為g

34、，忽略滑輪與輕繩之間的摩擦，則滑塊和木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________。 【答案】（1）2.4 m/s2（2） 【解析】（1）加速度為a＝＝ m/s2≈2.4 m/s2； （2）滑塊受到的拉力FT為彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的兩倍，即：FT＝2F滑塊受到的摩擦力為：Ff＝μmg 由牛頓第二定律可得：FT－Ff＝ma解得力F與加速度a的函數(shù)關(guān)系式為：F＝a＋ 由題圖圖象所給信息可得圖象縱截距為：b＝解得：μ＝。 17．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)“探究加速度與物體所受合力及質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，圖甲為實(shí)驗(yàn)裝置圖，A為小車(chē)，B為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，C為裝有沙的沙桶，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)

35、繩對(duì)小車(chē)的拉力F等于沙和沙桶的總重力，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度a可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)求得。 （1）圖乙為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.10 s，由圖中數(shù)據(jù)求出小車(chē)加速度值為_(kāi)_______ m/s2。（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） （2）保持沙和沙桶的質(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及對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)如表中所示，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，為直觀反映F不變時(shí)，a與m的關(guān)系，請(qǐng)?jiān)趫D中選擇恰當(dāng)?shù)奈锢砹亢蜆?biāo)度建立坐標(biāo)系，并作出圖線(xiàn)。 次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 小車(chē)加速度a/（ms－2） 1.90 1.72 1.49 1.2

36、5 1.00 0.75 0.50 0.30 小車(chē)質(zhì)量m/kg 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67 /kg－1 4.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60 （3）從圖線(xiàn)中得到F不變時(shí)小車(chē)加速度a與質(zhì)量m間的定量關(guān)系是________。 （4）保持小車(chē)質(zhì)量不變，改變沙和沙桶質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度與合力F圖線(xiàn)如圖所示，該圖線(xiàn)不通過(guò)原點(diǎn)，其可能的原因是________________________________。 【答案】（1）0.64（2）見(jiàn)

37、解析（3）（4）見(jiàn)解析 【解析】?。?）如圖所示 （3）a＝　 （4）沒(méi)有平衡摩擦力（或平衡摩擦力不足） 18．如圖甲所示是“研究小車(chē)加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。木板置于水平桌面上，一端系有砂桶的細(xì)繩通過(guò)滑輪與拉力傳感器相連，拉力傳感器可顯示所受的拉力大小F，改變桶中砂的質(zhì)量多次實(shí)驗(yàn)。完成下列問(wèn)題： （1）實(shí)驗(yàn)中需要________。 A．測(cè)量砂和砂桶的總質(zhì)量 B．保持細(xì)繩與長(zhǎng)木板平行 C．保持小車(chē)的質(zhì)量不變 D．滿(mǎn)足砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量 （2）實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，各計(jì)數(shù)點(diǎn)到A點(diǎn)的距離如圖乙所示．電源的頻率為50

38、 Hz，則打B點(diǎn)時(shí)小車(chē)速度大小為_(kāi)_______ m/s，小車(chē)的加速度大小為_(kāi)_______ m/s2。 （3）實(shí)驗(yàn)中描繪出a－F圖象如圖丙所示，圖象不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是________________。 【答案】（1）BC（2）0.416 m/s 1.48 m/s2（3）平衡摩擦力過(guò)度 【解析】（1）細(xì)繩的拉力可以通過(guò)拉力傳感器測(cè)出，不需要用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；為了使細(xì)繩對(duì)小車(chē)的拉力等于小車(chē)所受的合外力，需要平衡摩擦力，平衡摩擦力時(shí)應(yīng)當(dāng)將穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶連在小車(chē)上，調(diào)整長(zhǎng)木板的傾斜度，讓小車(chē)拖著紙帶做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)要調(diào)整長(zhǎng)木板上滑輪的高度使細(xì)繩與長(zhǎng)木板平行，故B

39、正確；本實(shí)驗(yàn)采用的是控制變量法，要研究小車(chē)加速度與力的關(guān)系，必須保持小車(chē)的質(zhì)量不變，故C正確；實(shí)驗(yàn)中拉力通過(guò)拉力傳感器測(cè)出，不需要滿(mǎn)足砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量，故D錯(cuò)誤。 （2）已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50 Hz，則紙帶上相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為：T＝50.02 s＝0.1 s. B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度為：vB＝＝10－2 m/s＝0.416 m/s。 根據(jù)Δx＝aT2可得：小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度為：a＝＝10－2 m/s2＝1.48 m/s2 （3）由題圖圖象可知，a－F圖象在a軸上有截距，這是由于平衡摩擦力過(guò)度造成的，即在實(shí)際操作中，平衡摩擦力時(shí)斜面傾角過(guò)大，平衡摩擦力過(guò)度。 19．在探

40、究物體質(zhì)量一定，加速度與所受合外力的關(guān)系時(shí)，采用如圖所示的實(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，小車(chē)的加速度可由小車(chē)后面拖動(dòng)的紙帶上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)計(jì)算出： （1）實(shí)驗(yàn)中以下做法正確的是________ A．平衡摩擦力時(shí)，小車(chē)應(yīng)連上紙帶，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源 B．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 C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車(chē)應(yīng)在靠近滑輪處釋放 D．調(diào)整滑輪的高度，使?fàn)恳≤?chē)的細(xì)繩與長(zhǎng)木板平行 （2）M與m的關(guān)系應(yīng)滿(mǎn)足m遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于M，這樣做的目的是__________________。 （3）如圖所示為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)

41、器接50 Hz交流電源。紙帶中計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離已標(biāo)出，由此可以得小車(chē)的加速度大小約為_(kāi)_______ m/s2。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） （4）某實(shí)驗(yàn)小組得到的a－F圖線(xiàn)如圖所示，圖線(xiàn)未過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因可能是______________；圖線(xiàn)末端彎曲的原因是______________________________。 【答案】（1）AD（2）使繩中的張力近似等于盤(pán)和盤(pán)中砝碼的總重力（3）3.2 m/s2（4）未平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足 不再滿(mǎn)足M遠(yuǎn)大于m 【解析】（1）平衡摩擦力時(shí)，小車(chē)應(yīng)連上紙帶，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，故A正確；平衡摩擦力的方法就是將木板一端墊高，撤去盤(pán)

42、及盤(pán)中的砝碼，使小車(chē)在木板上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車(chē)應(yīng)在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處釋放，故C錯(cuò)誤；調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳≤?chē)的細(xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行，否則拉力不會(huì)等于小車(chē)所受合力，故D正確。 （2）根據(jù)牛頓第二定律可知：mg＝（M＋m）a，解得：a＝，F(xiàn)＝Ma＝＝，當(dāng)m遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于M時(shí)，F(xiàn)近似等于mg，故目的是使繩中的張力近似等于盤(pán)和盤(pán)中砝碼的總重力。 （3）根據(jù)Δx＝aT2得：a＝ m/s2≈3.2 m/s2 （4）圖線(xiàn)不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O，即開(kāi)始施加拉力時(shí)，加速度為零，則知未平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足。a－F圖線(xiàn)的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)，開(kāi)始mg比較小，近似等于細(xì)繩的拉力，斜率為M的倒數(shù)，

43、斜率不變。當(dāng)m比較大，不再滿(mǎn)足M遠(yuǎn)大于m，所以圖線(xiàn)末端彎曲。 20．如圖甲所示是小明同學(xué)“探究加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。他在氣墊導(dǎo)軌上安裝了一個(gè)光電門(mén)B，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線(xiàn)繞過(guò)氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊及遮光條都從位置A處由靜止釋放。 （1）小明用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d，示數(shù)如圖乙所示，則d＝________ mm。 （2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從A位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)B的時(shí)間t，若要得到滑塊的加速度，還需要測(cè)量的物理量c是________________（用文字表述）。 （3）小亮同學(xué)認(rèn)為：無(wú)需測(cè)出

44、上述c和d，只要畫(huà)出以F（力傳感器示數(shù)）為橫坐標(biāo)、以________為縱坐標(biāo)的圖象就能直接反映加速度與力的關(guān)系。 （4）下列實(shí)驗(yàn)操作和要求必要的是__________（請(qǐng)?zhí)顚?xiě)選項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母）。 A．應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平 B．應(yīng)測(cè)出鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量 C．應(yīng)使A位置與光電門(mén)間的距離適當(dāng)大些 D．應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量 【答案】（1）2.30 mm（2）釋放前遮光條到光電門(mén)的距離（3）（4）AC 【解析】（1）由題圖知游標(biāo)尺上第6條刻度線(xiàn)與主尺對(duì)齊，d＝2 mm＋60.05 mm＝2.30 mm； （2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從A位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)

45、器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)B的時(shí)間t，滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)的平均速度。根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知，若要得到滑塊的加速度，還需要測(cè)量的物理量c是釋放前遮光條到光電門(mén)的距離； （3）根據(jù)F＝ma，而v＝2ac，vB＝，聯(lián)立解得F＝，則無(wú)需測(cè)出c和d，只要畫(huà)出以F（力傳感器示數(shù)）為橫坐標(biāo)、以為縱坐標(biāo)的圖象就能直接反映加速度與力的關(guān)系。 （4）應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平，這時(shí)拉力才等于合力，故A正確；拉力的大小可從力傳感器中讀出，則沒(méi)必要測(cè)出鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；應(yīng)使A位置與光電門(mén)間的距離適當(dāng)大些，可以增大測(cè)量長(zhǎng)度，從而有利于減小誤差，故C正確；拉力是直接通過(guò)力傳感器測(cè)

46、量的，故與滑塊質(zhì)量與鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量大小關(guān)系無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤。 21．實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，提供的器材有：帶定滑輪的長(zhǎng)木板，有凹槽的木塊，質(zhì)量為20 g的鉤碼10個(gè)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，電源，紙帶，細(xì)線(xiàn)等．實(shí)驗(yàn)中將部分鉤碼懸掛在細(xì)線(xiàn)下，剩余的鉤碼放在木塊的凹槽中，保持長(zhǎng)木板水平，利用打出的紙帶測(cè)量木塊的加速度。 （1） 正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，得到一條紙帶，從某個(gè)清晰的打點(diǎn)開(kāi)始，依次標(biāo)注0、1、2、3、4、5、6，分別測(cè)出位置0到位置3、位置6間的距離，如圖乙。已知打點(diǎn)周期T＝0.02 s，則木塊的加速度a＝_ _ m/s2。 （2） 將木塊凹槽中的

47、鉤碼逐個(gè)添加到細(xì)線(xiàn)下端，改變懸掛鉤碼的總質(zhì)量m，測(cè)得相應(yīng)的加速度a，作出a－m圖象如圖丙所示．已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝9.8 m/s2，則木塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________（保留兩位有效數(shù)字）；μ的測(cè)量值________（選填“大于”“小于”或“等于”）真實(shí)值，原因是__________________（寫(xiě)出一個(gè)即可）。 （3）實(shí)驗(yàn)中________（選填“需要”或“不需要”）滿(mǎn)足懸掛鉤碼總質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊和槽中鉤碼總質(zhì)量。 【答案】（1）3.33 m/s2（2）0.34 摩擦 大于（3）不需要 【解析】（1）已知打點(diǎn)周期T＝0.02 s，根據(jù)逐差法可得木塊的加速度為： a＝＝

48、10－2 m/s2≈3.33 m/s2。 （2）設(shè)木塊質(zhì)量為M，以M、m組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律有，mg－Ff＝（M＋0.2）a，F(xiàn)f＝μ（M＋0.2－m）g，聯(lián)立可得加速度為：a＝m－μg，由題圖丙可知，當(dāng)m＝0時(shí)，|a|＝μg＝3.3 m/s2，則木塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ≈0.34，因滑輪與軸承、細(xì)線(xiàn)間有摩擦，紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間有摩擦，所以測(cè)量值大于真實(shí)值。 （3）實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有采用細(xì)線(xiàn)拉力等于重力，所以不需要滿(mǎn)足懸掛鉤碼總質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊和槽中鉤碼總質(zhì)量。 22．圖（a） 為測(cè)量物塊與水平桌面之間動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①用天平測(cè)量物塊和遮光片的總

49、質(zhì)量M、重物的質(zhì)量m；用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光片的寬度d；用米尺測(cè)量?jī)晒怆婇T(mén)之間的距離s； ②調(diào)整輕滑輪，使細(xì)線(xiàn)水平； ③讓物塊從光電門(mén)A的左側(cè)由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計(jì)分別測(cè)出遮光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)A和光電門(mén)B所用的時(shí)間ΔtA和ΔtB，求出加速度a； ④多次重復(fù)步驟③，求a的平均值； ⑤根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出動(dòng)摩擦因數(shù)μ。 回答下列問(wèn)題： （1）測(cè)量d時(shí)，某次游標(biāo)卡尺（主尺的最小分度為1 mm） 的示數(shù)如圖（b） 所示，其讀數(shù)為_(kāi)___ cm。 （2）物塊的加速度a可用d、s、ΔtA和ΔtB表示為a＝________________。 （3）動(dòng)摩擦因數(shù)μ可用M、m、和重力加速度g表示為μ＝_

50、_______________。 （4）如果細(xì)線(xiàn)沒(méi)有調(diào)整到水平，由此引起的誤差屬于______（填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”）。 【答案】（1）0.960 cm（2）（3）（4）系統(tǒng)誤差 【解析】（1）由題圖（b）所示游標(biāo)卡尺可知，主尺示數(shù)為0.9 cm，游標(biāo)尺示數(shù)為120.05 mm＝0.60 mm＝0.060 cm，則游標(biāo)卡尺示數(shù)為0.9 cm＋0.060 cm＝0.960 cm。 （2）物塊經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度為：vA＝，物塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度為：vB＝，物塊做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，由速度位移公式得：vB2－vA2＝2as，加速度為：a＝； （3）以M、m組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得：mg－μMg＝（M＋m）， 解得：μ＝； （4）如果細(xì)線(xiàn)沒(méi)有調(diào)整到水平，由此引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差。