题目内容
8．某同学利用如图（甲）所示的装置探究加速度与合外力的关系．小车质量为M，桶和砂子的总质量为m，通过改变m改变小车所受的合外力大小，小车的加速度a可由打点计时器和纸带测出．现保持小车质量M不变，逐渐增大砂桶和砂的总质量m进行多次实验，得到多组a、F值（F为弹簧秤的示数）．
①图（丙）为上述实验中打下的一条纸带，A点为小车刚释放时打下的起始点，每两点间还有四个计时点未画出，打点计时器的频率为50Hz，则C点的速度为0.8m/s，小车的加速度4m/s 2．（以上两空保留一位有效数字）
②根据实验数据画出了如图（乙）所示的一条过坐标原点的倾斜直线，其中纵轴为小车的加速度大小，横轴应为D．（选填字母代号）
A．$\frac{1}{M}$ B．$\frac{1}{m}$ C．mg D．F
③当砂桶和砂的总质量较大导致a较大时，关于（乙）图的说法，正确的是C．（选填字母代号）
A．图线逐渐偏向纵轴 B．图线逐渐偏向横轴 C．图线仍保持原方向不变．
分析 解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚．对小车列出牛顿第二定律方程和平衡方程，解出加速度a的函数表达式，然后即可得出横轴坐标与斜率与什么物理量有关，从而得出结论．
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小．
解答 解：①纸带上面每打一点的时间间隔是0.02s，且每两个记数点间还有四个计时点未画出，T=0.1s．
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上3点时小车的瞬时速度大小．
vC=$\frac{{x}_{BD}}{2T}$=$\frac{0.18-0.02}{0.2}$=0.8m/s
连续相等时间内的位移差为△x=4cm=0.04m，根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可得：
a=$\frac{△x}{{T}^{2}}=\frac{.04}{0.01}$=4m/s2
②对小车分析，应有F=ma，解得：a=$\frac{1}{M}$F，由于图线经过坐标原点，所以横轴应为F，故D正确．
故选：D
③由于图象的斜率为k=$\frac{1}{M}$，所以增大沙和沙桶质量，k不变，仍保持原方向不变，所以C正确．
故选：C
故答案为：①0.8，4；②D；③C
点评 解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，能利用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，提高解决问题能力．
练习册系列答案
相关题目
18．关于重力加速度的说法不正确的是（ ）
| A． | 重力加速度g是标量，只有大小没有方向，通常计算中g取9.8 m/s2 | |
| B． | 在地球上不同的地方，g值的大小不同，但它们相差不是很大 | |
| C． | 在地球上同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同 | |
| D． | 赤道处的重力加速度最大 |
利用如图所示的方法测定细线的抗拉强度，在长为L的细线下端挂已知质量不计的小盒，小盒的左侧开一孔，一个金属小球从斜轨道上释放后，水平进入小盒内，与小盒一起向右摆动，现逐渐提高金属小球在轨道上释放的高度，直至摆动时细线恰好被拉断，并测得此时金属小球平抛运动的竖直位移h和水平位移s，若小球质量为m，该细线的抗拉张力为mg（1+$\frac{{S}^{2}}{2hL}$）．
13．
如图所示，带有竖直支柱的斜面体静止在水平地面上，光滑的小球被轻质细线系住静止于斜面体上．现将支柱上细线结点位置由顶端下移，使细线与斜面平行，则细线结点位置调整后与调整前相比，下列说法正确的是（ ）
如图所示，带有竖直支柱的斜面体静止在水平地面上，光滑的小球被轻质细线系住静止于斜面体上．现将支柱上细线结点位置由顶端下移，使细线与斜面平行，则细线结点位置调整后与调整前相比，下列说法正确的是（ ）| A． | 地面对斜面体的支持力变大 | B． | 地面对斜面体的摩擦力变大 | ||
| C． | 细线对小球的拉力变小 | D． | 斜面对小球的支持力变小 |
20．
如图所示，固定的光滑斜面倾角为θ．质量为m的物体由静止开始从斜面顶端滑到底端，所用时间为t．在这一过程中不正确是（ ）
如图所示，固定的光滑斜面倾角为θ．质量为m的物体由静止开始从斜面顶端滑到底端，所用时间为t．在这一过程中不正确是（ ）| A． | 所受支持力的冲量为0 | B． | 所受支持力的冲量大小为mgcosθ•t | ||
| C． | 所受重力的冲量大小为mgt | D． | 动量的变化量大小为mgsinθ•t |
17．
如图为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，关于观察到的现象，下列说法正确的是（ ）
如图为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，关于观察到的现象，下列说法正确的是（ ）| A． | 相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最少 | |
| B． | 相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时稍微少些 | |
| C． | 放在C、D位置时屏上观察不到闪光 | |
| D． | 放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少 |
如图所示为单摆运动时摆球位移随时间变化的图象（取重力加速度g=π2m/s2）．