题目内容

8分）某同学在“研究小车的加速度与质量关系"的探究实验中，使用的装置如图所示．他将光电门固定在光滑水平轨道上的某点B，用同一重物拉不同质量的小车，每次小车都从同一位置A由静止释放．

（1）若遮光板的宽度d="1.2cm." 实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt=4.0×10-2s，则小车经过光电门时的瞬时速度为  m/s；
（2）若再用米尺测量出光电门到小车出发点之间的距离为s，则计算小车加速度大小的表达式为a=    （各量均用字母表示）；
（3）实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等，则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为      ；
（4）测出对应不同质量的小车上遮光板通过光电门的时间Δt，然后经过数据分析得出(Δt)2与小车的质量M成正比．则能得出的结论是      ．

（1）0.30（2分） （2）（2分）  （3）m<<M（2分） 
（4）外力不变时，物体运动的加速度与质量成反比（2分）

解析试题分析：（1）小车经过光电门时的瞬时速度为
（2）由，，联立解得a=
（3）实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等，则重物的质量m要远小于小车的质量M，则满足的关系为m<<M。
（4）因用同一重物拉不同质量的小车，得外力不变，由a=知(Δt)2与小车的加速度a成反比，(Δt)2与小车的质量M成正比，所以得到外力不变时，物体运动的加速度与质量成反比。
考点：速度的定义式，运动学公式，“研究小车的加速度与质量关系"的探究实验中重物质量与小车质量的关系。
点评：学生明确“研究小车的加速度与质量关系"的探究实验中，重物的质量m要远小于小车的质量M，能灵活运用速度的定义式，运动学公式解题。

练习册系列答案
相关题目
（1）如图1所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，其中s1=5.12cm，s2=5.74cm，s3=6.14cm，s4=7.05cm，s5=7.68cm，s6=8.33cm、则打F点时小车的瞬时速度的大小是
0.80
0.80
m/s，加速度大小是
0.64
0.64
m/s2．（计算结果保留两位有效数字）

（2）有人说矿区的重力加速度偏大，某同学“用单摆测定重力加速度”的实验探究该问题．他用最小分度为毫米的米尺测得摆线的长度为800.0mm，用游标为10分度的卡尺测得摆球的直径如图2所示，摆球的直径为
20.2
20.2
mm．他把摆球从平衡位置拉开一个小角度由静止释放，使单摆在竖直平面内摆动，当摆动稳定后，在摆球通过平衡位置时启动秒表，并数下“0”，直到摆球第30次同向通过平衡位置时按停秒表，秒表读数如图3所示，读出所经历的时间t，则单摆的周期为
1.80
1.80
s，该实验测得当地的重力加速度为
9.86
9.86
m/s2．（保留3位有效数字）

（3）在测定金属电阻率的实验中，用伏安法测量一个约100Ω电阻丝，可用的仪器：电流表（量程0～30mA，内阻50Ω）、电压表（量程0～3V，内阻5kΩ）、滑动变阻器（最大阻值20Ω）、电源（电动势4V，内阻忽略不计）、开关和导线若干．
①请将你设计的实验电路图画在方框中．
②根据设计的电路图，将下图中的实物连接成实验用的电路．
③为了完成整个实验，除你在电路中已画出的器材外，还需要测量接入电路中的电阻丝长度l的仪器是
毫米刻度尺
毫米刻度尺
，测量电阻丝直径d的仪器是
螺旋测微器
螺旋测微器
．
④计算电阻率的公式是ρ=
πUd2
4IL
πUd2
4IL
．（用直接测量出的物理量表示）
（1）打点计时器是实验室常见的仪器．请在空格处填写打点计时器的相关内容．
①电火花打点计时器的工作电压是
220
220
V；
②我国使用的交流电频率是50赫兹，所以打点计时器每隔
0.02
0.02
秒打一次点，又称为打点周期T．
③打点计时器通过
两
两
个接线柱连接电源，在连接到电源上时
不需要
不需要
（填“需要”或“不需要”）区分电源的正负极．
（2）如图是某位同学在研究小车的匀变速直线运动时，通过打点计时器获得的一条纸带．如图示，在所打的点中，取A、B、C、D、E为计数点，相邻两个计数点之间还有四个点（未标出），测出各计数点间的距离分别是s1、s2、s3、s4．设打点计时器的打点周期为T，请完成下列问题：

④以下关系式中正确的是
A．s3-s1=3aT2B．s3-s2=
1
2
aT2
C．s4-s3=s2-s1D．s4-s1=3（s2-s1）
⑤小车的加速度a=
(s4+s3)-(s2+s1)
4T2
(s4+s3)-(s2+s1)
4T2
（用s1、s2、s3、s4和T表示）
⑥若已知s1=2.00cm，s2=4.00cm，s3=6.00cm，s4=8.00cm，求打下B点时小车的速度v=
0.30
0.30
m/s（保留两位小数）⑦你认为该同学每隔四个点取一个计数点的做法，有何好处？
计数点距离扩大便于测量，简化计数点间时间隔离便于计算
计数点距离扩大便于测量，简化计数点间时间隔离便于计算
．
（1）如图甲所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，其中s1=5.12cm，s2=5.74cm，s3=6.14cm，s4=7.05cm，s5=7.68cm，s6=8.33cm、则打F点时小车的瞬时速度的大小是
0.80
0.80
m/s，加速度大小是
0.64
0.64
m/s2．（计算结果保留两位有效数字）
（2）有人说矿区的重力加速度偏大，某同学“用单摆测定重力加速度”的实验探究该问题．他用最小分度为毫米的米尺测得摆线的长度为800.0mm，用游标为10分度的卡尺测得摆球的直径如图乙所示，摆球的直径为
20.2
20.2
mm．他把摆球从平衡位置拉开一个小角度由静止释放，使单摆在竖直平面内摆动，当摆动稳定后，在摆球通过平衡位置时启动秒表，并数下“0”，直到摆球第30次同向通过平衡位置时按停秒表，秒表读数如图丙所示，读出所经历的时间t，则单摆的周期为
1.80
1.80
s，该实验测得当地的重力加速度为
9.86
9.86
m/s2．（保留3位有效数字）

（ 8分）某同学在实验室用如图所示的装置来研究有关做功的问题。

（1）如图甲，在保持M>>m条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力，在控制小车的质量不变的情况下进行实验。 在实验中，该同学先接通打点计时器的电源，再放开纸带，如图乙是在m=100g，M=1kg情况下打出的一条纸带，O为起点，A、B、C为过程中的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，有关数据如图乙，则打B点时小车的动能为Ek=        J，从开始运动到打击B点时，绳的拉力对小车做功W=      J。（保留2位有效数字）（g=9.8m/s2）

（2）在第（1）中绳的拉力对小车做功W大于小车获得的动能EK，请你举出导致这一结果的主要原因                           （写出一种即可）

（3）某同学在本次实验中，释放沙桶拉着纸带运动，打出一条纸带。操作时应

A．先释放纸带再启动计时器

B．先启动计时器再释放纸带

C．两位同学协作，尽量做到同时启动计时器与释放纸带

D．在纸带上打点完毕后立即关闭电源

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