题目内容

某同学验证物体质量一定时加速度与合力的关系，实验装置如图1所示。主要思路是，通过改变悬挂小钩码的质量，改变小车所受拉力，并测得小车的加速度。将每组数据在坐标纸上描点、画线，观察图线特点。

（1）实验中应该满足：钩码的质量m和小车质量M的关系为：______________________。
（2）如图2所示为本实验中得到的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔T=0.10s，其中x1=7.05cm、x2=7.68cm、x3=8.33cm、x4=8.95cm、x5=9.61cm、x6=10.26cm。为了尽量减小误差，则用T、x1、x2…x6表示小车加速度大小a=___________________，计算得加速度大小a=____________m/s2（计算结果保留两位有效数字）。

（3）经过6次实验，获得了6组对应的小车所受合力F、小车加速度a的数据，在坐标纸上描点、画线，得到如图3所示的a-F图线。发现图线不过原点，经排查发现：并非人为的偶然误差所致，那么，你认为出现这种结果的原因可能是：                         。学习牛顿第二定律后，你认为，图3中图线的斜率表示               。
（1）m远小于M   （2）       0.64    （3）小车前进过程中受到滑动摩擦力     

试题分析：（1）该实验装置中，把砝码重力作为小车拉力，而事实上，小车和砝码一起匀加速，砝码重力是整体的合力，即，绳子拉力，只有m远小于M时，绳子拉力才近似等于砝码重力。
（2）匀变速直线运动连续相等时间间隔内通过的位移之差即，题目中给出了6个连续相等的时间间隔内的位移，如果我们用，……最终求得的加速度求平均加速度就会变成，最终数据只用了2个，无法减小误差，我们选择用，，最终的表达式为，带入计算
（3）观察图像可以发现，在加速度等于0，力F还不等于0，说明除F外还有别的力与F平衡，所以受到的有滑动摩擦力，根据牛顿第二定律有所以斜率为
练习册系列答案
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（7分）小明同学在学完力的合成与分解后，想在家里做实验验证力的平行四边形定则．他从学校的实验室里借来两个弹簧测力计，按如下步骤进行实验．

A．在墙上贴一张白纸．
B．在一个弹簧测力计的下端悬挂一装水的水瓶，记下静止时弹簧测力计的读数F.
C．将一根大约30 cm长的细线从水瓶的绳套中穿过，再将细线两端拴在两个弹簧测力计的挂钩上．在靠近白纸处用手对称地拉开细线，使水瓶仍静止，且两个弹簧测力计的读数相等，在白纸上记下细线的方向和弹簧测力计的读数，如图甲所示．
D．在白纸上按一定标度作出两个弹簧测力计的弹力的图示，如图乙所示，根据力的平行四边形定则可求出这两个力的合力F′.(要求在答题卷图乙中作力的图示，求合力F′)
(1)本实验采用的科学方法是______(填字母代号)．（2分）
A．理想实验法  B．等效替代法
C．控制变量法  D．建立物理模型法
(2)在步骤C中，弹簧测力计的读数为________ N.（1分）
(3)在步骤D中，合力F′＝__________ N.（含作图3分）
(4)若____________，就可以验证力的平行四边形定则（1分）．
甲图中游标卡尺读数＿＿＿＿＿mm,乙图中螺旋测微器读数＿＿＿＿＿cm。
（8分）图甲是“验证力的平行四边形定则”的实验装置．请完成实验操作与记录：
①将弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线ac挂一重物G，如图虚线所示，记录：
测力计A 的读数F0．
②用弹簧测力计B的挂钩拉另一细线的b端，该细线的另一端系在细线ac上的O点处，手持测力计B保持水平方向缓慢向左拉，到达如图所示位置，记录：O点的位置、          、              、           、         和细线Oc的方向．
③某同学已作出FA、FB和FA、FB的实际合力F′的图示，请在图乙中作出FA、FB的理论合力F的图示，比较F′和F的大小和方向，可以得出结论：__________________________________．
（10分）某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，设计出如下的实验方案，其实验装置如图所示．已知小车质量M＝214.6 g，砝码盘质量m0＝7.8 g，所使用的打点计时器交流电频率f＝50 Hz.其实验步骤是：
A．按图中所示安装好实验装置；
B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；
C．取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m；
D．先接通电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度a；
E．重新挂上细绳和砝码盘，增加砝码盘中砝码的质量，重复B－D步骤，求得小车在不同合外力F作用下的加速度．
回答下列问题：
(1)按上述方案做实验，是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？________(填“是”或“否”)．
(2)实验中打出的一条纸带如下图所示，可求得小车的加速度a＝______m/s2.（结果保留两位小数）

(3)某同学将有关测量数据填入他所设计的表格中，如下表，
次数
1
2
3
4
5
砝码盘中砝码的重力F/N
0.10
0.20
0.29
0.39
0.49
小车的加速度
a/(m·s－2)
0.88
1.44
1.84
2.38
2.89
他根据表中的数据画出a－F图象(如左图)．造成图线不过坐标原点的一条最主要原因是
________________________________________________________________________，

从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是________________________，其大小为  ________ ．
（1）用游标为50分度的卡尺（测量值可精确到0.02 mm）测定某圆筒的内径时，卡尺上的示数如图甲所示，可读出圆筒的内径为________mm。
（2）图乙中给出的是用螺旋测微器测量一金属薄板厚度时的示数，此读数应为________mm。
对电磁打点计时器和电火花计时器的有关说法中，正确的是
A．电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电
B．两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样
C．电火花计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸
D．电磁打点计时器在纸带上打点是靠电火花和墨粉
验证“机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法（g=9.8m/s2）：每空2分，共18分
（1）通过验证来验证机械能守恒定律时，对纸带上起点的要求是____________；为此，所选择纸带的第一、二两点间距应接近______________。
（2）若实验中所用重锤质量m=1kg，打点纸带如图所示，所用电压频率为50Hz，则打点时间间隔为____________，则记录B点时，重锤的速度=_______________，重锤动能=_______________。从开始下落起至B点，重锤的重力势能减少量是______________，因此可得出的结论是：___________________________。（结果保留2位有效数字）

（3）根据纸带算出相关各点的速度，量出下落距离h，则以为纵轴，画出的图像应是图5中的__________，图线的斜率表示_________。
在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出．
     
(1)当M与m的大小关系满足________时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．
(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与________的图象．
(3)如图(a)，甲同学根据测量数据做出的a－F图线，说明实验存在的问题是________．
(4)乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a－F图线，如图(b)所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同          .

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