針對(duì)訓(xùn)練03 實(shí)驗(yàn)《驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律》（解析版）

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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)繩通過定滑輪系在小車上 B．每次改變小車的質(zhì)量時(shí),不需要重新平衡摩擦力 C．實(shí)驗(yàn)時(shí),先放開小車,再接通電源 D．可以利用天平測(cè)出砂桶和砂的質(zhì)量m和小車的質(zhì)量M,直接用公式a＝求出加速度 【參考答案】B 【解析】平衡摩擦力時(shí),使小車的重力沿斜面向下的分力與小車運(yùn)動(dòng)所受摩擦力平衡,所以不能將小桶系在小車上,A錯(cuò)誤；平衡摩擦力后,小車和板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝tan α,與小車的質(zhì)量無關(guān),所以改變小車的

2、質(zhì)量時(shí),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,再放開小車,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,讓小車拖著紙帶運(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

3、車上砝碼的質(zhì)量。設(shè)圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,若牛頓第二定律成立,則小車受到的拉力為________,小車的質(zhì)量為________。 【參考答案】（1）見解析（2）F＝ M＝ 【解析】（1）平衡小車所受阻力時(shí),需要將砝碼取下；題圖紙帶反映了小車在做加速運(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)小車上的砝碼為零時(shí),小車加速度為a0＝,設(shè)小車的質(zhì)量為M,則小車受到的拉力為F＝Ma0＝；圖中直線的函數(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＝。 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,在小車的

4、前端固定一個(gè)傳感器,和砂桶連接的細(xì)線接在傳感器上,通過傳感器可顯示出細(xì)線的拉力。在圖示狀態(tài)下開始做實(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。 【參考答案】（1）見解析（2）不需要 【解析】（1）未平衡摩擦力；細(xì)線與木板不平行；開始實(shí)驗(yàn)時(shí),小車離打點(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)線的拉力,而接了傳感器后細(xì)線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)。

5、 （1）（多選）以下說法正確的是 A．用此裝置“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”時(shí),必須設(shè)法消除小車和長(zhǎng)木板間的摩擦阻力的影響 B．用此裝置“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”時(shí),應(yīng)使小盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(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)使小盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(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

6、4～6 V （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)小車的瞬時(shí)速度為______m/s。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字） 【參考答案】（1）D（2）A（3）0.53 m/s 【解析】（1）用此裝置“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”時(shí),沒必要消除小車和木板間的摩擦阻力的影響,也沒有必要使小盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(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)法消除小車和長(zhǎng)木板間的摩擦阻力的影響。還應(yīng)使小盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,這

7、樣才可認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車的拉力等于盤和盤內(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)際小車在運(yùn)動(dòng)過程中所受的拉力________砝碼和盤的總重力（填“大于”“小于”或“等于”）,為了便于探究、減小誤差,應(yīng)使小車質(zhì)量M與砝碼和盤的總質(zhì)量m

8、滿足_____的條件。 （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。由此可算出小車的加速度a＝______m/s2（保留兩位有效數(shù)字）。 【參考答案】（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F＝Ma,對(duì)砝碼和盤mg－F＝ma,解得F＝＜mg,只有當(dāng)M?m時(shí),小車受到的拉

9、力才近似等于mg,從而減少誤差。 （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,在桌面上畫出兩條平行線MN、PQ,并測(cè)出間距d。開始時(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

10、示數(shù)F1,然后釋放木板,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

11、摩擦力的大小 D．可以獲得更大的加速度以提高實(shí)驗(yàn)精度 【參考答案】（1） 見解析（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,F1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,將不再滿足FT≈F1,而是FT＜F1,將導(dǎo)致小車加速度實(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,

12、將一個(gè)小球和一個(gè)滑塊用細(xì)繩連接,跨在斜面上端。開始時(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______。 （2）滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為________。 （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

13、 B．當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮? 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) 【參考答案】（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)。

14、 （1）若小車的總質(zhì)量為M,砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量為m,則當(dāng)滿足________條件時(shí),可認(rèn)為小車受到的合外力大小等于砝碼和砝碼盤的總重力大小。 （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)將裝砝碼的砝碼盤用細(xì)線通過定滑輪系在小車上 B．每次改變小車的質(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,再放開小車 D．小車運(yùn)動(dòng)的加速度可由牛頓第二定律直接求出 （3）甲同學(xué)通過對(duì)小車所牽引紙帶的測(cè)量,就能得出小車的加速度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)

15、出,計(jì)時(shí)器打點(diǎn)頻率為50 Hz,則小車運(yùn)動(dòng)的加速度為________ m/s2（保留兩位有效數(shù)字）。 （4）乙同學(xué)通過給小車增加砝碼來改變小車的質(zhì)量M,得到小車的加速度a與質(zhì)量M的數(shù)據(jù),畫出a－圖線后,發(fā)現(xiàn)當(dāng)較大時(shí),圖線發(fā)生彎曲。該同學(xué)后來又對(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a與的關(guān)系圖線 B．改畫a與M＋m的關(guān)系圖線 C．改畫a與的關(guān)系圖線 D．改畫a與的關(guān)系圖線 【參考答案】（1）m遠(yuǎn)小于M（2）C（3）0.45 m/s2（4）A 【解析】（1）小車在實(shí)際運(yùn)動(dòng)中是用砝碼和砝碼盤的重力來代替合

16、力F,但是砝碼和砝碼盤是有質(zhì)量的,且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用細(xì)線通過定滑輪系在小車上,故A正確；實(shí)驗(yàn)時(shí),先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源,再放開小車,C正確。 （3）根據(jù)逐差法可知,小車的加速度為：a＝×10－2 m/s2＝0.45 m/s2。 （4）由于細(xì)線不可伸長(zhǎng),因此砝碼和砝碼盤與小車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探究力學(xué)實(shí)驗(yàn),圖中小

17、車上有固定盒子,盒子內(nèi)盛有沙子。 （1）用圖甲實(shí)驗(yàn)裝置來研究物體做勻變速直線運(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)小車的瞬時(shí)速度大小為_______ m/s,小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為_______ m/s2。 （2）若圖甲實(shí)驗(yàn)裝置不能滿足沙桶總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車（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,通過在盒子內(nèi)添加或去掉一些沙子,

18、來探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系,其理由是____________。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．小車質(zhì)量、盒子及盒子內(nèi)沙子質(zhì)量之和 B．小車質(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)。（至少寫一個(gè)） 【參考答案】（1）0.986 m/s 2.58 m/s2（2）B（3）見解析 【解析】（1）由于小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則－＝－,＝8.57 cm 則vC＝＝0.986 m/s a＝＝2.58

19、 m/s2 （2）實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是整個(gè)系統(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)小車質(zhì)量M車?m沙時(shí),細(xì)繩對(duì)小車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車圖象轉(zhuǎn)化為a－1/M車圖象,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”） 【參考答案】（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,來探究其他兩個(gè)量之間的關(guān)系,稱為控制變量法； （3）當(dāng)小

21、車質(zhì)量M車?m沙時(shí),細(xì)繩對(duì)小車的拉力大小近似等于沙及桶的總重力m沙g,稱為近似法； （4）通過圖象研究實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,稱為圖象法； （5）在作圖時(shí),由a－M車圖象轉(zhuǎn)化為a－1/M車圖象,使圖線由曲線轉(zhuǎn)化為直線,稱為化曲為直法。 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．小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,選接通電源,再釋放小車,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)小于小車的質(zhì)

22、量 （2）以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為橫坐標(biāo),以加速度a為縱坐標(biāo),畫出的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,則小車的質(zhì)量為_____。 【參考答案】（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,小車及車中的砝碼質(zhì)量用M表示,盤及盤中的砝碼質(zhì)量用m表示,小車的加速度可由小車后拖動(dòng)的紙帶由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打上的點(diǎn)計(jì)算

23、出： （1）本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)方法是_____。 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)系滿足_____時(shí),才可以認(rèn)為繩子對(duì)小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力。 （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)未畫出。由圖中的數(shù)據(jù)可知,打B點(diǎn)時(shí)小車的速度為vB＝_____m/s。小車加速度的大小為a＝_____m/s2。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） 【參考答案】（1）控制變量法（2）M?m（3）0.16m/s 0.81m/s2 【解析】（1

24、）探究加速度與力的關(guān)系時(shí),要控制小車質(zhì)量不變而改變拉力大小；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)小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力。 （3）每相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)點(diǎn)未畫出,則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為： T＝0.02s×5＝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,保持小車和砝碼的總質(zhì)量不變,測(cè)得小

25、車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如下表所示。 F（N） 0.20 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）小車和砝碼的總質(zhì)量為_____kg。 （4）圖線（或延長(zhǎng)線）與F軸截距的物理意義是____________。 【參考答案】（1）見解析（2）小車和砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)（3）1kg（4）說明此時(shí)小車受到的阻力為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

26、）圖象斜率表示小車和砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)。 （3）由（1）中圖象可得：1/M＝Δa/ΔF,解得M＝1kg。 （4）由a－F圖象可知,當(dāng)力F＝0.1N時(shí),小車開始運(yùn)動(dòng),說明此時(shí)小車受到的阻力為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,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?yán)等于細(xì)砂和小桶的總質(zhì)量,小車運(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)

27、時(shí)器,上述圖（b）的安裝中存在的錯(cuò)誤有：①_________；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,改變小車質(zhì)量m,分別記錄小車加速度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

28、”）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。 （3）在“探究加速度a與合力F的關(guān)系”時(shí),保持小車的質(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的圖線如圖（d）,該圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn),試分析圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因。答：________________________________________ 【參考答案】（1）見解析（2）見解析（3）摩擦力還沒有平衡掉 【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接線柱應(yīng)接在交流電源上；②電壓應(yīng)選擇6V擋

29、。 （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,在a－m圖象中應(yīng)該是雙曲線,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上。 （3）從圖象可以看出有了一定的拉力F時(shí),小車的加速度仍然是零,即小車還受到摩擦力作用,說明摩擦力還沒有平衡掉。 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。已知小車質(zhì)量M＝214.6g,砝碼盤質(zhì)量m0＝7.8g,所使用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

30、交流電頻率f＝50Hz。其實(shí)驗(yàn)步驟是： A．按圖中所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置； B．調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角,輕推小車后,使小車能沿長(zhǎng)木板向下做勻速運(yùn)動(dòng)； C．取下細(xì)繩和砝碼盤,記下砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m； D．將小車置于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器旁,先接通電源,再放開小車,打出一條紙帶,由紙帶求得小車的加速度a； E．重新掛上細(xì)繩和砝碼盤,改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量,重復(fù)B－D步驟,求得小車在不同合外力F作用下的加速度。 回答下列問題： （1）按上述方案做實(shí)驗(yàn),是否要求砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(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的加速度a＝

31、_____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)的表格中,如下表,他根據(jù)表中的數(shù)據(jù)畫出a－F圖象（如圖）,造成圖線不過坐標(biāo)原點(diǎn)的一條最主要原因是_____________,從該圖線延長(zhǎng)線與橫軸的交點(diǎn)可求出的物理量是_______,其大小為_____。 次數(shù) 1 2 3 4 5 砝碼盤中砝碼的重力F/N 0.10 0.20 0.29 0.39 0.49 小車的加速度a/（m·s－2） 0.88 1.44 1.84 2.38 2.89 【參考答案】（1）否（2）0.88m/s2（3）未計(jì)入砝碼盤的重力 砝碼盤的重力大小 0

32、.08N 【解析】（1）當(dāng)小車勻速下滑時(shí)有：Mgsinθ＝f＋（m＋m0）g 當(dāng)取下細(xì)繩和砝碼盤后,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的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量。 （2）根據(jù)Δx＝aT2,運(yùn)用逐差法得,a＝（7.75＋8.64－6.00－6.87）×10－2/4×0.01m/s2＝0.88m/s2。 （3）由圖象可知,當(dāng)外力為零時(shí),物體有加速度,這說明在計(jì)算小車所受的合外力時(shí)未計(jì)入砝碼盤的重力,根據(jù)數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系可知該圖線延長(zhǎng)線與橫軸的交點(diǎn)可求出的物理量是砝碼盤的重力大小,橫坐標(biāo)一格表示0.02N,所以交點(diǎn)的大

33、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)通過繞在滑輪上的輕繩相連,放開鉤碼,滑塊在長(zhǎng)木板上做勻加速直線運(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

34、為b的一條傾斜直線,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,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＝________。 【參考答案】（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,

35、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)繩對(duì)小車的拉力F等于沙和沙桶的總重力,小車運(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)求出小車加速度值為________ 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,改變小車質(zhì)量m,分別得到小車加速度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。 次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7

36、8 小車加速度a/（m·s－2） 1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30 小車質(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）從圖線中得到F不變時(shí)小車加速度a與質(zhì)量m間的定量關(guān)系是________。 （4）保持小車質(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圖線如圖所示,該圖線不通過原點(diǎn),其可能的原因是____________

37、____________________。 【參考答案】（1）0.64（2）見解析（3）（4）見解析 【解析】?。?）如圖所示 （3）a＝　 （4）沒有平衡摩擦力（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．保持小車的質(zhì)量不變 D．滿足砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 （2）實(shí)驗(yàn)中得到一

38、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 Hz,則打B點(diǎn)時(shí)小車速度大小為________ m/s,小車的加速度大小為________ m/s2。 （3）實(shí)驗(yàn)中描繪出a－F圖象如圖丙所示,圖象不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是________________。 【參考答案】（1）BC（2）0.416 m/s 1.48 m/s2（3）平衡摩擦力過度 【解析】（1）細(xì)繩的拉力可以通過拉力傳感器測(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)小車的拉力等于小車所受的合外力,需要平衡摩擦力,平衡摩擦力時(shí)應(yīng)當(dāng)將穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶連在小車上,調(diào)整長(zhǎng)木板的傾

39、斜度,讓小車拖著紙帶做勻速直線運(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正確；本實(shí)驗(yàn)采用的是控制變量法,要研究小車加速度與力的關(guān)系,必須保持小車的質(zhì)量不變,故C正確；實(shí)驗(yàn)中拉力通過拉力傳感器測(cè)出,不需要滿足砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(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＝5×0.02 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

40、平衡摩擦力過度造成的,即在實(shí)際操作中,平衡摩擦力時(shí)斜面傾角過大,平衡摩擦力過度。 19．在探究物體質(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,小車及車中的砝碼質(zhì)量用M表示,盤及盤中的砝碼質(zhì)量用m表示,小車的加速度可由小車后面拖動(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)將盤及盤中的砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上 C．實(shí)驗(yàn)時(shí),小車應(yīng)在靠近滑輪處釋放 D．調(diào)整滑輪的高度,使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與長(zhǎng)木板平行 （2）M與m的關(guān)系應(yīng)滿足m遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于M,這樣做的目的

41、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)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,由此可以得小車的加速度大小約為________ 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圖線如圖所示,圖線未過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因可能是______________；圖線末端彎曲的原因是______________________________。 【參考答案】（1）AD（2）使繩中的張力近似等于盤和盤中砝碼的總重力（3）3.2 m/s2（4）未平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足 不再滿足M遠(yuǎn)大于m 【解析】（1）平衡

42、摩擦力時(shí),小車應(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,撤去盤及盤中的砝碼,使小車在木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí),小車應(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≤嚨募?xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行,否則拉力不會(huì)等于小車所受合力,故D正確。 （2）根據(jù)牛頓第二定律可知：mg＝（M＋m）a,解得：a＝,F＝Ma＝＝,當(dāng)m遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于M時(shí),F近似等于mg,故目的是使繩中的張力近似等于盤和盤中砝碼的總重力。 （3）根據(jù)Δx＝aT2得：a＝ m/s2≈3.2 m/s2 （4）圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)O,即開始施加拉力時(shí),加速度為零,則知未平衡摩擦力或者平

43、衡摩擦力不足。a－F圖線的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù),開始mg比較小,近似等于細(xì)繩的拉力,斜率為M的倒數(shù),斜率不變。當(dāng)m比較大,不再滿足M遠(yuǎn)大于m,所以圖線末端彎曲。 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B,滑塊上固定一遮光條,滑塊用細(xì)線繞過氣墊導(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)器讀出遮光條通過光電門B的時(shí)間t,若要得到滑塊的加速度,還需

44、要測(cè)量的物理量c是________________（用文字表述）。 （3）小亮同學(xué)認(rèn)為：無需測(cè)出上述c和d,只要畫出以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)顚戇x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 【參考答案】（1）2.30 mm（2）釋放前遮光條到光電門的距離（3）（4）AC 【解析】（1）由題圖知游標(biāo)尺上第6條刻度線與主尺對(duì)齊,

45、d＝2 mm＋6×0.05 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)器讀出遮光條通過光電門B的時(shí)間t,滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過光電門的平均速度。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的距離； （3）根據(jù)F＝ma,而v＝2ac,vB＝,聯(lián)立解得F＝·,則無需測(cè)出c和d,只要畫出以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)

46、使A位置與光電門間的距離適當(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；拉力是直接通過力傳感器測(cè)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)線等．實(shí)驗(yàn)中將部分鉤碼懸掛在細(xì)線下,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

47、,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） 將木塊凹槽中的鉤碼逐個(gè)添加到細(xì)線下端,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__________________（寫出一個(gè)即可）。 （3）實(shí)驗(yàn)中________（選填“需要”或“不需要”）滿足懸掛鉤碼總質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊和槽中鉤碼總質(zhì)量。 【參考答案】（1）3.33 m/s2（2）0.34 摩

48、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＝＝×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,Ff＝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)中沒有采用細(xì)線拉力等于重力,所以不需要滿足懸掛鉤碼總質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊和槽中鉤碼總質(zhì)量。 22．

49、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之間的距離s； ②調(diào)整輕滑輪,使細(xì)線水平； ③讓物塊從光電門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)過光電門A和光電門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____ cm。 （2）物塊的加速度a可用d、s、ΔtA

50、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＝________________。 （4）如果細(xì)線沒有調(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”）。 【參考答案】（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12×0.05 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A點(diǎn)時(shí)的速度為：vA＝,物塊經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度為：vB＝,物塊做勻變速直線運(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)線沒有調(diào)整到水平,由此引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差。 知識(shí)改變命運(yùn) 18