题目内容

在探究加速度a与力F、质量m的关系实验中，三个小组分别采用了图甲、图乙、图丙不同的实验器材进行．乙组不同于甲组的是长木板的右端垫着小木块，丙组不同的是用气垫导轨代替长木板、数字计时器代替打点计时器（遮光条通过每个光电门需要的时间t都可以直接显示出来）．
（1）若先探究a与F的关系，则应保持实验器材中______不变；实验中测F应该测的是______，在三组器材中测F时产生系统误差最大的是______，乙组中采取减小系统误差的关键是______．三个组测量了数据后描绘的a-F图象有所不同，其中有一组得到的如图丁所示，这是______组器材测得的结果．（每空1分）
（2）用丙组做实验时两个光电门间距是30cm，遮光条的宽度为1cm，它通过光电门1和2时需要的时间分别显示为0.1s和0.025s，计算小车经过两个光电门时的速度为v1=______m/s，v2=______m/s，由此计算出小车的加速度a=______m/s2．
（1）实验用控制变量法探究加速度a与力F、质量m的关系，若先探究a与F的关系，则应保持实验器材中小车质量不变，实验中测F应该测的是重物的重力，甲组没有平衡摩擦力，所以甲组误差最大，乙组中采取减小系统误差的关键是将木板垫成斜面使小车受到的重力沿着斜面的分力与摩擦力平衡，保证绳子的拉力即为F，丁图表示当绳子有拉力时，加速度还为零，说明没有平衡摩擦力，是甲组器材测得的结果；
（2）滑块经过光电门1时的速度表达式v1=
d
△t1
=
0.01
0.1
=0.1m/s
经过光电门2时的速度表达式v2=
d
△t2
=
0.01
0.025
=0.4m/s
根据速度位移关系公式，加速度为：a=
v22-v12
2x
=
0.16-0.01
0.6
=0.25m/s2
故答案为：（1）小车的质量；重物的重力；甲；将木板垫成斜面使小车受到的重力沿着斜面的分力与摩擦力平衡；甲；
（2）0.1；0.4；0.25
练习册系列答案
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下列说法错误的是（　　）
A．物体的惯性是指物体不受外力作用时仍保持匀速直线运动状态或静止状态的性质
B．牛顿第一定律是以可靠的实验为基础，通过抽象理想化而得出的结论
C．根据牛顿第一定律可知，力是改变物体运动状态的原因
D．物体具有惯性，与物体所受外力及速度无关
研究物体运动的加速度与物体所受力的关系的实验装置如图甲所示，实验的步骤如下：
①把一端带有定滑轮的长木板放在水平桌面上，使定滑轮伸出桌面．
②把打点计时器固定在长木板没有定滑轮的一端，并把打点计时器连接到电源上．
③把小车放在长木板上并靠近打点计时器的地方，把纸带的一端固定在小车上且让纸带穿过打点计时器．
④细线的一端固定在小车上并跨过定滑轮，另一端悬挂一砝码盘，调整滑轮的高度使滑轮和小车间的细线与长木板平行．
⑤接通打点计时器电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一列小点．
⑥改变砝码盘中砝码的质量，更换纸带，重复上面步骤．
⑦根据纸带上打的点算出每次实验时小车的加速度，把每次实验时砝码和砝码盘的重力记录在相应的纸带上．
⑧以小车的加速度a为纵坐标，细线的拉力F（砝码和砝码盘的总重力）为横坐标，建立坐标系，画出a-F图象得出加速度与力的关系．
（1）上述操作步骤中明显遗漏的步骤是______．
（2）某同学画出的a-F图象如图乙所示，图线不是直线的可能原因是______．
（3）另一位同学将本实验做了改动：每次实验时将小车上的砝码拿下放到砝码盘上，其他操作都与上面一样．那么他画出的a-F图象______（填“是”或“不是”）一条过坐标原点的直线，原因是______．
利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系，得到质量相等的两辆小车的实验数据如下表所示：
小车编号F/Ns/cm
10.150
20.299.5
（1）从以上两组数据中可以得出加速度a1和a2之比为______；
（2）从实验的结果得出结论：______．
为了探究加速度与力的关系，使用如图1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M，挡光片宽度为D，两个光电门间距离为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，使气垫导轨水平，其方法是：在不挂砝码的情况下，将滑行器自由放在导轨上，如果滑行器能在任意位置静止不动，或轻轻推滑行器后，能使滑行器______运动，说明气垫导轨是水平的．

（2）若取M=0.4kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值最不合适的一个是______．
A．m1=5gB．m2=15gC．m3=40gD．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a=______（用△t1、△t2、D、x表示）．
（4）在验证牛顿第二定律的实验中，某同学作出的a-
1
M
关系图象如图2．从图象可以看出，作用在研究对象上的恒力F=______N，当物体的质量M=5kg时，它的加速度a=______m/s2．
在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图1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）实验前应先平衡摩擦力，方法：不挂托盘，使小车拖着纸带，纸带通过打点计时器，并且使打点计时器处于工作状态，逐渐调节木板的倾角，使打下的纸带点间距相等，则说明小车做______，即平衡了摩擦力．
（2）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．
（3）某同学保持小车的质量不变，改变盘中砝码的质量，根据所得数据，在如图2所示坐标系中作出a-F图象．图线存在截距，其原因是______：由图象可得出的结论是______．
（4）如图3所示为某同学在做实验时由打点计时器得到的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x1=7.05cm、x2=7.68cm、x3=8.33cm、x4=8.95cm、x5=9.61cm、x6=10.26cm，则A点处瞬时速度的大小是______m/s，加速度的大小是______m/s2（提示：用逐差法计算加速度，计算结果保留两位有效数字）．
某同学做“探究加速度与力、质量的关系”实验，如图所示是他正要释放小车时的情形，对此另一同学提出了实验应改进的几点建议：
①应把长木板的右端适当垫高，以平衡摩擦阻力；
②应调整滑轮高度使细绳与长木板表面平行；
③应将打点计时器接在直流电源上；
④应使小车离打点计时器稍远些．
其中合理的是（　　）
A．①②B．①④C．②③D．①②④
在探究加速度和力、质量的关系实验中，根据测得的数据作出a-F图线，若作出的a-F图线如图（甲）所示，这是由______造成的，若作出的a-F图线如图（乙）所示，这是因______造成的．
A、在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了
B、由于砂及砂桶质量远远小于小车的质量
C、由于砂及砂桶质量较大，不能很好满足远远小于小车的质量造成的
D、实验前没有平衡摩擦力．
压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小．一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如左图所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体m，升降机静止时电流表示数为I0．某过程中电流表的示数如右图所示，则在此过程中
A．物体处于超重状态
B．物体处于失重状态
C．升降机一定向上做匀加速运动
D．升降机可能向下做匀减速运动

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