题目内容

为了探究加速度与力的关系，使用如图1所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑块通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间△t1、△t2都可以被测量并记录，滑块连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m．回答下列问题：

（1）实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，在不挂重物的情况下轻推滑块，如果得到△t1
=
=
△t2（选填“=”“＜”“＞”）就可以证明气垫导轨已经水平．
（2）若取M=0.4kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是
D
D

A．m1=5g  B．m2=15g C．m3=40g  D．m4=400g
（3）在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达为
D2
2x△t22
-
D2
2x△t12
D2
2x△t22
-
D2
2x△t12
（用△t1、△t2、D、x表示）．
（4）如图2所示图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是
C
C

A．小车与轨道之间存在摩擦
B．导轨保持了水平状态
C．所挂钩码的总质量太大
D．所用小车的质量太大．
分析：（1）当气垫导轨水平时，滑块做匀速直线运动，通过光电门的速度相等，即光电门的挡光时间相等．
（2）在实验中，认为m的重力等于滑块所受的合力，所以m的质量应远小于M的质量．
（3）根据v22-v12=2ax，结合v=
D
△t
求出加速度的表达式．
（4）图线AB段偏离直线，斜率变小，质量的倒数变小，因为所挂的钩码质量太大．
解答：解：（1）实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，在不挂重物的情况下轻推滑块，若滑块做匀速直线运动，即滑块通过光电门速度相等，则光电门的挡光时间相等，证明气垫导轨已经水平．
（2））在实验中，认为m的重力等于滑块所受的合力，所以m的质量应远小于M的质量．故选D．
（3）滑块经过光电门的速度v2=
D
△t2
，v1=
D
△t1
，则根据据v22-v12=2ax，得a=
D2
2x△t22
-
D2
2x△t12
．
（4）对M和m整体分析，有：a=
mg
M+m
，则绳子的拉力F=Ma=
Mmg
M+m
=
mg
1+
m
M
，当m远小于M时，拉力等于m的重力，知图线的斜率表示M质量的倒数，当m比较大时，此时图线的斜率实际上表示M+m之和的倒数，所以图线斜率明显变小，偏离直线．故C正确，A、B、D错误．
故选C．
故答案为：（1）=，（2）D，（3）
D2
2x△t22
-
D2
2x△t12
． （4）C
点评：解决本题的关键理解实验的原理，知道当m的质量远小于M的质量，m的重力可以认为等于M所受的合力．
练习册系列答案
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（2010?江西模拟）为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过Gl、G2光电门时，光束被遮挡的时间△t1、△t2都可以被测量并记录．滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为s，牵引砝码的质量为m．

回答下列问题：
（1）实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其它仪器的情况下，如何判定调节是否到位？答：
将滑行器自由放在导轨上，并轻推滑行器，看其能否做匀速运动
将滑行器自由放在导轨上，并轻推滑行器，看其能否做匀速运动
．
（2）若取M=0.4kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是
D
D
．
A．m1=5g    B． m2=15g    C．m3=40g    D．m4=400g
（3）在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为：
D2
2S
(
1
△
t
2
2
-
1
△
t
2
1
)
D2
2S
(
1
△
t
2
2
-
1
△
t
2
1
)
（用△t1、△t2、D、S表示）
在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，实验装置如图1所示精英家教网
（1）为了探究加速度与力的关系，应保持
 
不变；为了直观地判断加速度a与力F的数量关系，应作出
 
图象（选填“a-F”或“a-
1
F
”）．
（2）为了探究加速度与质量的关系，应保持
 
不变；为了直观地判断加速度a与质量m的数量关系，应作
 
图象（选填“a-m”或“a-
1
m
”）
（3）为减小实验误差，盘和砝码的质量应比小车的质量
 
（选填“小”或“大”）得多．
（4）如图2为某同学在实验中打出的一条纸带，计时器打点的时间间隔为0.02s．他从比较清晰的点起，每五个点取一个计数点，则相邻两计数点间的时间间隔为
 
s．为了由v-t图象求出小车的加速度，他量出相邻两计数点间的距离，分别求出打各计数点时小车的速度．其中打计数点3时小车的速度为
 
m/s．根据纸带小车做的为
 
（选填“匀加速”或“匀减速”）运动，加速度a=
 
m/s2（计算结果保留两位有效数字）
I．为了探究加速度与力的关系，使用如图1所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过Gl、G2光电门时，光束被遮挡的时间△t1、△t2都可以被测量并记录．滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为s，牵引砝码的质量为m．回答下列问题：精英家教网
（1）实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其它仪器的情况下，如何判定调节是否到位？答：
 
．
（2）若取M=0.4kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是
 
．
A．m1=5g    B． m2=15g    C．m3=40g    D．m4=400g
（3）在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为：
 
（用△t1、△t2、D、S表示）
II．实验室中现有器材如下：
电池E，电动势约6V，内阻约1Ω
电压表V1：量程30V，内阻rl约为30kΩ
电压表V2：量程3V，内阻r2约为3kΩ；
电压表V3：量程2.5V，内阻r3约为2.5kΩ；
电阻箱R1：最大阻值9999.9Ω、阻值最小改变量为0.1Ω；
滑动变阻器R2：最大阻值为50Ω；
电键S，导线若干．
要求用如图2所示的电路测定电压表内阻．
（1）用此电路可以精确测量所给三块电压表中哪几块的内阻？
 
．
（2）实验中，你除了要读出电阻箱的阻值R1外，还需要读出
 
，用所测数据表示待测电压表内阻的计算公式是
 
．（写出能测的所有电压表内阻公式）
为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间△t1、△t2都可以被测量并记录．滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为m1，挡光片宽度为D，光电门间距离为s，牵引砝码的质量为m2．回答下列问题：
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（1）实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其它仪器的情况下，如何判定调节是否到位？答：
 
．
（2）下列说法正确的是
 
．
A．实验时应先释放小车后接通电源
B．本实验m2应远大于m1
C．本实验m1应远小于m2
D．在用图象探究加速度与质量关系时，应作a-
1m1
图象
（3）在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为：
 
．（用△t1、△t2、D、s表示）
在“探究加速度与力、质量的关系”实验中：
（1）为了探究加速度与力的关系，应保持质量质量不变，为了直观地判断加速度a与力F的数量关系，应作出
 
图象（选填“a-F”或“a-
1
F
”）；为了探究加速度与质量的关系，应保持力一定力力，为了直观地判断加速度a与质量m的数量关系，应作
 
图象（选填“a-m”或“a-
1
m
”）；精英家教网
（2）某同学采用了如图1所示的实验装置，为了使实验中能将砝码和砝码盘的总重力当作小车受到的合外力，以下步骤必须采用的有（多选）
 

A．保证小车下面的长木板水平放置
B．将小车下面的长木板右端适当垫高以平衡摩擦力
C．使小车质量远远大于砝码和砝码盘的总质量
D．使小车质量远远小于砝码和砝码盘的总质量
（3）图2为某次实验得到的纸带，实验数据如图，图中相邻计数点之间还有4个点未画出，根据纸带可求出小车的加速度大小为
 
m/s2．打D点时速度大小为
 
m/s．（保留三位有效数字）加速度方向为
 
（填向左、向右）
（4）该同学把砝码和砝码的总重量作为小车的拉力，并依次测出了小车的加速度．然后画出了如图3所示的图象，该图象虽是一条直线，但不通过坐标原点．原因是：
 
．

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