题目内容

为了探究加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置，带滑轮的长木板水平放置，板上有两个光电门相距为d，滑块通过细线与重物相连，细线的拉力F大小等于力传感器的示数．让滑块从光电门1由静止释放，记下滑到光电门2的时间t，改变重物质量来改变细绳拉力大小，重复以上操作5次，得到下列表格中5组数据．

（1）若测得两光电门之间距离为d=0．5m，运动时间t=0．5s，则a=    m/s2；
（2）依据表中数据在坐标纸上画出a-F图象．
（3）由图象可得滑块质量m=   kg，滑块和轨道间的动摩擦因数=  g=10m／s2）
（1）4.0  （2）图像如下 （3）  

试题分析：（1）滑块在两个光电门之间从静止开始做匀加速直线运动，，带入距离和时间得加速度。
（2）描点作图，注意根据牛顿第二定律合力即，所以是一条倾斜的直线。而且由于摩擦力，所以不过原点。
（3）根据牛顿第二定律可得，即图像斜率表示，整理得，当加速度等于0时，则有，整理得。
练习册系列答案
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(8分)如图所示，A、B、C、D为物体做平抛运动过程中依次通过的四个点，通过某种方法把四个点记录在了图纸上，图中的网格区域是由许多个正方形小方框构成（实验时，纸张竖直放置．网格竖直线和重垂线平行），每个正方形小方框的边长均为L=5cm．由于保存不当，纸张被污染了，导致C点的位置无法确定．现在想要用该实验图纸来研究平抛运动，（）请回答以下问题：

（1）判断A点是否为平抛的起始点       (填“是”或“不是”)
（2）从A运动到B所用的时间为        s
（3）该平抛运动的初速度为         .
如图甲所示，某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验：

(1)为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做________运动．
(2)连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图乙所示的纸带．纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G.实验时小车所受拉力为0.2 N，小车的质量为0.2 kg.

请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化ΔEk，补填表中空格(结果保留至小数点后第四位).
 
O－B
O－C
O－D
O－E
O－F
W/J
0.043 2
0.057 2
0.073 4
0.091 5
 
ΔEk/J
0.043 0
0.057 0
0.073 4
0.090 7
 
分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内W＝ΔEk，与理论推导结果一致．
(3)实验前已测得托盘质量为7.7×10－3 kg，实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为________ kg.(g取9.8 m/s2，结果保留至小数点后第三位)
在《探究加速度与力、质量的关系》实验中
①某小组同学用如图所示装置，采用控制变量法来研究在小车质量不变的情况下，小车加速度与小车受力的关系．下列措施中正确的是（  ）

A．平衡摩擦力的方法就是将木板一端垫高，在塑料小桶中添加砝码，使小车在绳的拉力作用下能匀速运动
B．每次改变小车所受的拉力时，不需要重新平衡摩擦力
C．实验中应先放小车，然后打开打点计时器的电源
D．在每次实验中，应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量
②如图所示是某一次打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带．取计数点A、B、C、D、E、F、G．纸带上两相邻计数点的时间间隔为T = 0.10s，用刻度尺测量出各相邻计数点间的距离分别为AB=1.50cm，BC="3.88" cm，CD="6.26" cm，DE="8.67" cm，EF="11.08" cm，FG=13.49cm，则小车运动的加速度大小a =  m/s2，打纸带上C点时小车的瞬时速度大小v C =      m/s．(结果保留二位有效数字)

③某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示：（小车质量保持不变）
F/N
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
a/ m/s2
0.30
0.40
0.48
0.60
0.72
请根据表中的数据在坐标图上作出a-F图象；图象不过坐标原点的原因可能是_________．
某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，用钩码所受重力作为小车所受的拉力，用DIS测小车的加速度。通过改变钩码的数量，多次重复测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图（b）所示。

（1）图线_   _是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的；（选填“①”或“②”）
（2）随着钩码的数量增大到一定程度时图（b）中的图线明显偏离直线，造成此误差的主要原因是所挂钩码的总质量太大，为消除此误差可采取的简便且有效的措施是 _   _
A．调整轨道的倾角，在未挂钩码时使小车能在轨道上长时间缓慢运动（即将小车与传感器发射部分的重力沿轨道方向的分力恰与其所受摩擦力平衡）
B．在增加钩码数量进行实验的同时在小车上增加砝码，使钩码的总质量始终远小于小车与传感器发射部分的总质量
C．在钩码与细绳之间放置一力传感器，直接得到小车运动的加速度a和力传感器读数F的关系图象
D．更换实验中使用的钩码规格，采用质量较小的钩码进行上述实验
（3）小车和位移传感器发射部分的总质量为_   _kg；小车在水平轨道上运动时受到的摩擦力大小为_   __N。
（10分）某实验小组通过研究发现，采用如右图所示装置可以得到小车和小盘的质量，步骤如下：

（1）取一盒总质量为m0=0.2kg的砝码放置在小车上，不挂小盘，调节斜木板的倾角，使小车能匀速滑下；
（2）挂上小盘，使小车无初速滑下，用打点计时器打出纸带，并根据纸带计算加速度；
（3）从小车上取质量为mx的砝码放到小盘中，重复步骤（2），测出对应的加速度；
（4）改变mx的大小，重复步骤（3），得到mx及a的数据，作出a—mx的图线；
步骤（1）中调节木板的倾角使小车能匀速下滑的目的是______________________________．
通过实验判断小车做匀速运动的依据是__________________________________．
该实验中是否应该满足小车和砝码的质量远大于小盘和砝码的质量？___________（选填“是”或“否”）
若求得图线的斜率k=25m/(kg·s2)，截距b=0.5m/s2，g取10m/s2，则可知小盘的质量m1=________________kg，小车的质量m2=_______________kg．
（7分）某实验小组利用如图所示的装置“探究当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系”。

（1）由上图中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离s＝24 cm，由下图中游标卡尺测得遮光条的宽度d＝________ cm。该实验小组在做实验时，将滑块从如图所示位置由静止释放，由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间Δt1，遮光条通过光电门2的时间Δt2，则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1＝________，滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2＝________，则滑块的加速度的表达式a＝__________________________。(以上表达式均用字母表示)

（2）在本次实验中，实验小组通过改变滑块质量共做了6次实验，得到如下表所示的实验数据。请在下图的坐标系中描点作出相应的a -图象。
m / g
250
300
350
400
500
800
 /（kg-1)
4.0
3.3
2.9
2.5
2.0
1.3
a /（m·s-2）
2.0
1.7
1.3
1.2
1.0
0.6
（2分）如图所示，用螺旋测微器测量一电阻丝的直径，其读数为     mm。
(6分)如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置。他在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放.

（1）该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d=     mm.

（2）下列不必要的一项实验要求是       .（请填写选项前对应的字母）
A．应使A位置与光电门间的距离适当大些
B．应将气垫导轨调节水平
C．应使细线与气垫导轨平行
D．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量
（3）实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是         ；
（4）改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图象，研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出          图象。   

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