题目内容

在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时，采用如图所示的实验装置，小车及车中的砝码质量用M`表示，盘及盘中的砝码质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打出的点计算出：

小题1:当M与m的大小关系满足                 时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力。
小题2:一组同学在先保持盘及盘中的砝码质量一定，探究加速度与质量的关系，以下做法错误的是（ 　）
A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源
D．小车运动的加速度可用天平测出m以及小车质量M，直接用公式ａ＝mｇ／Ｍ求出。

小题3:在保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度与所受合外力的关系时，由于平衡摩擦力时操作不当，二位同学得到的ａ―Ｆ关系分别如下图Ｃ、Ｄ所示（ａ是小车的加速度，Ｆ是细线作用于小车的拉力）。其原因分别是：
Ｃ图：         　　 　　              Ｄ图：       　　　　         

小题1:M远大于m的质量
小题2:ACD
小题3:平衡摩擦力过大  平衡摩擦力时倾角过小或未平衡摩擦力
解：（1）该实验的研究对象是小车，采用控制变量法研究．当质量一定时，研究小车的加速度和小车所受合力的关系．那么小车的合力怎么改变和测量呢？为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板D的左端适当垫高，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力．根据牛顿第二定律得：
对m：mg-F拉=ma   对M：F拉=Ma   解得：F拉==
当M＞＞m时，即当砝码和盘的总重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于砝码和盘的总重力．
（2）A、平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，轻轻推动小车，是小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动．故A错误．
B、每次改变小车的质量时，小车的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力．故B正确．
C、实验时，应先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理．故C错误．
D、小车运动的加速度是利用打点计时器测量，如果用天平测出m以及小车质量M，直接用公式a=求出，这是在直接运用牛顿第二定律计算的，而我们实验是在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系．故D错误．
（3）C图：当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大．
D图：从上图中发现直线没过原点，当F≠0时，a=0．也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0，说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消呢．该组同学实验操作中遗漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足这个步骤．即倾角过小
点评：教科书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．
练习册系列答案
相关题目
在”验证牛顿运动定律”的实验中，以下做法错误的是________．
A．平衡摩擦力时，应将小盘用细绳通过定滑轮系在小车上
B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源
D．求小车运动的加速度时，可用天平测出小盘的质量m′以及小车质量M，直接用公式a＝g求出
某研究性学习小组用如图所示装置验证机械能守恒定律。如图中，悬点正下方P点处放有水平放置炽热的电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出作平抛运动。在地面上放上白纸，上面覆盖着复写纸，当小球落在复写纸上时，会在下面白纸上留下痕迹．用重锤线确定出A、B点的投影点N、M．用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2，算出A、B两点的竖直距离，再量出M、C之间的距离s，即可验证机械能守恒定律．已知重力加速度为g，小球的质量为m．求：

小题1:用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0 =          
小题2:用测出的物理量表示出小球从A到B过程中，重力势能的减少量
ΔEP =        ，动能的增加量ΔEK=          ．
在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中：若打点计时器所接交流电的频率为50赫兹，甲、乙两条实验纸带，如图所示，应选            纸带好。

若已知打点计时器接在电压为U，频率为f的交流电源上，从 实验中打出的几条纸带中选出一条理想纸带，如图所示，选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点的距离为S0，点AC间的距离为S1，点CE间的距离为S2，已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，则：

①起始点O到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量为△EP＝        ，重锤动能的增加量为△EK＝         。
②根据题中提供的条件，还可利用重锤下落求出当地的重力加速度g=         ，经过计算可知，测量值比当地重力加速度的真实值要小，其主要原因是：               。
某同学用如图所示的装置测定重力加速度：
（1）电火花计时器的工作电压为              ，频率             。

（2）打出的纸带如图所示，实验时纸带的      端应和重物相连接。（选填“甲”或“乙”）
（3）实验中在纸带上连续打出点1、2、3、……、9，如图所示，由纸带所示数据可算出实验时的加速度为             m/s2。
用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中：
(1)运用公式对实验条件的要求是________，为此，所选择的纸带第1、2两点间的距离应接近________．
(2)若实验中所用重物的质量.打点纸带如图所示，打点时间间隔为0.02 s，则记录B点时，重物速度vB＝________，重物动能Ek＝________，从开始下落起至B点时重物的重力势能减少量是________，由此可得出的结论是_______________________．(g取9.8 m/s2)

(3)根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落距离h，则以为纵轴、以h为横轴画出的图象应是如图中的________．
在研究匀变速度直线运动规律的实验中，小车拖着纸带运动，每秒50次的打点计时器打出的纸带如图所示，选出0、1、2、3、4共5个记数点，每相邻两个点间还有4个实验点未画出，则小车在打点计时器打出第3个计数点时的瞬时速度是_____m/s，小车的加速度是_______m/s2。已测得S1=1.01cm，S2=3.21cm，S3=5.39cm，S4="7.60cm"
在“验证力的平行四边形定则”的实验中，其中的三个实验步骤是：
（1）在水平放置的木板上固定一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点到达某一位置O点，在白纸上记下O点的位置和两弹簧秤的读数F1、F2和__________________
（2）在纸上根据F1和F2的大小和方向，应用_________定则作图求出合力F．
（3）只用一只弹簧秤通过细绳拉橡皮条，使它的结点到达______，记下此时弹簧秤的读数F '和细绳的方向．
某同学用如图所示的装置做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验。他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，分别测出指针所指刻度尺的刻度，所得数据列表如下（g取10m/s2）：
钩码质量m/g
0
100
200
300
400
500
600
700
刻度尺的刻度x/cm
11.70
13.40
15.10
16.85
18.60
20.30
22.10
24.05
小题1:根据所测数据，请在坐标纸上画出弹簧指针所指刻度尺的刻度x与钩码质量m的关系图线。

小题2:根据x－m图线可计算出，该弹簧的劲度系数为________N/m。（结果保留三位有效数字）

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