题目内容

如图1所示，一端带有定滑轮的长木板上固定有甲、乙两个光电门，与之相连的计时器可以显示带有遮光片的小车在其间的运动时间．与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力．不计空气阻力及一切摩擦．
（1）在探究“合外力一定时，加速度与质量的关系”时，要使测力计的示数等于小车所受的合外力，操作中必须满足
小车与滑轮间的细绳与长木板平行
小车与滑轮间的细绳与长木板平行
；要使小车所受合外力一定，操作中必须满足
沙和沙桶的总质量远小于小车的质量
沙和沙桶的总质量远小于小车的质量
；实验时，先测出小车质量m，再让小车从靠近甲光电门处由静止开始运动，读出小车在两光电门之间的运动时间t．改变小车质量m，测得多组m、t的值，建立坐标系描点作出图线．下列能直观得出“合外力一定时，加速度与质量成反比例”的图线是
C
C


（2）如图2抬高长木板的左端，使小车从靠近乙光电门处由静止开始运动，读出测力计的示数F和计时器的示数t．改变木板倾角，测得多组数据，得到的F-
1t2
的图线如图3所示．实验中测得两光电门的距离L=0.80m，沙和沙桶的总质量m1=0.34kg，重力加速度g取9.8m/s2，则图线的斜率为
0.54kg?m
0.54kg?m
（保留两位有效数字）；若小车与长木板间的摩擦能忽略，如图3所示测得图线斜率将
不变
不变
（填“变大”、“变小”或“不变”）．
分析：（1）小车受重力，支持力和拉力，小车与滑轮间的细绳与长木板平行，测力计的示数等于小车所受的合外力
小车从靠近甲光电门处由静止开始做匀加速运动，位移x=
1
2
at2．位移一定，找出a与t的关系．
（2）根据牛顿第二定律求出小车的加速度和合力的关系，进一步求出F和
1
t2
的关系式．
解答：解：（1）小车受重力，支持力和拉力，小车与滑轮间的细绳与长木板平行，测力计的示数等于小车所受的合外力
要使小车所受合外力一定，操作中必须满足沙和沙桶的总质量远小于小车的质量
小车从靠近甲光电门处由静止开始做匀加速运动，位移x=
1
2
at2．
改变小车质量m，测得多组m、t的值，所以加速度a=
2x
t2
，位移不变，所以a与t2成反比，合外力一定时，加速度与质量成反比例”的图线是C．
（2）小车由静止开始做匀加速运动，位移L=
1
2
at2．
a=
2L
t2

根据牛顿第二定律得
对于沙和沙桶，F合=F-mg=ma
F=m
2L
t2
+mg
则图线的斜率为2mL=0.54kg?m
若小车与长木板间的摩擦能忽略，如图3所示测得图线斜率将不变．
故答案为：（1）小车与滑轮间的细绳与长木板平行；沙和沙桶的总质量远小于小车的质量；C
（2）0.54kg?m；不变
点评：对于实验问题一定要明确实验原理，并且亲自动手实验，熟练应用所学基本规律解决实验问题．
练习册系列答案
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（1）为检测一个标值为5Ω的滑动变阻器，现可供使用的器材如下：
A．待测滑动变阻器Rx，总电阻约5Ω
B．电流表A1，量程0.6A，内阻约0.6Ω
C．电流表A2，量程3A，内阻约0.12Ω
D．电压表V1，量程15V，内阻约15kΩ
E．电压表V2，量程3V，内阻约3kΩ
F．滑动变阻器R，总电阻约20Ω
G．直流电源E，电动势3V，内阻不计
H．电键S、导线若干
①为了尽可能精确测定Rx的总电阻值，所选电流表为
 
（填“A1”或“A2”），所选电压表为
 
（填“V1”或“V2”）；
②请根据实验原理图甲，完成图乙未完成的实物连线，使其成为测量电路；
③图丙所示是用螺旋测微器测量待测滑动变阻器所采用的电阻丝的直径，则该电阻丝的直径为
 
mm．
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（2）光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器．当有物体从光电门通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．现利用如图1所示装置探究物体的加速度与其质量、所受合外力的关系，NQ是水平桌面，PQ是一端带有滑轮的长木板，l、2是固定在木板上的两个光电门（与之连接的两个光电计时器没有画出）．小车上固定着用于挡光的窄片K，测得其宽度为d，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2．
①该实验中，在改变小车的质量M或沙桶的总质量m时，保持M＞＞m，这样做的目的是
 

②为了计算出小车的加速度，除了测量d、t1和t2之外，还需要测量
 
，若上述测量用x表示，则用这些物理量计算加速度的表达式为a=
 
；
⑤某同学经过测量、计算得到如下表数据，请在图2中作出小车的加速度与所受合外力的关系图象；
组别 1 2 3 4 5 6 7
M/kg 0.58 0.58 0.58 0.58 0.58 0.58 0.58
F/N 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40
a/m．s 0.13 0.17 0.26 0.34 0.43 0.51 0.59
④由图象可以看出，该实验存在着较大的误差，产生误差的主要原因是：
 
．
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如图1所示，一端带有定滑轮的长木板上固定有甲、乙两个光电门，与之相连的计时器可以显示带有遮光片的小车在其间的运动时间．与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力．不计空气阻力及一切摩擦．
（1）在探究“合外力一定时，加速度与质量的关系”时，要使测力计的示数等于小车所受的合外力，操作中必须满足______；要使小车所受合外力一定，操作中必须满足______；实验时，先测出小车质量m，再让小车从靠近甲光电门处由静止开始运动，读出小车在两光电门之间的运动时间t．改变小车质量m，测得多组m、t的值，建立坐标系描点作出图线．下列能直观得出“合外力一定时，加速度与质量成反比例”的图线是______

（2）如图2抬高长木板的左端，使小车从靠近乙光电门处由静止开始运动，读出测力计的示数F和计时器的示数t．改变木板倾角，测得多组数据，得到的F-数学公式的图线如图3所示．实验中测得两光电门的距离L=0.80m，沙和沙桶的总质量m1=0.34kg，重力加速度g取9.8m/s2，则图线的斜率为______（保留两位有效数字）；若小车与长木板间的摩擦能忽略，如图3所示测得图线斜率将______（填“变大”、“变小”或“不变”）．
如图1所示，一端带有定滑轮的长木板上固定有甲、乙两个光电门，与之相连的计时器可以显示带有遮光片的小车在其间的运动时间．与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力．不计空气阻力及一切摩擦．
（1）在探究“合外力一定时，加速度与质量的关系”时，要使测力计的示数等于小车所受的合外力，操作中必须满足    ；要使小车所受合外力一定，操作中必须满足    ；实验时，先测出小车质量m，再让小车从靠近甲光电门处由静止开始运动，读出小车在两光电门之间的运动时间t．改变小车质量m，测得多组m、t的值，建立坐标系描点作出图线．下列能直观得出“合外力一定时，加速度与质量成反比例”的图线是   

（2）如图2抬高长木板的左端，使小车从靠近乙光电门处由静止开始运动，读出测力计的示数F和计时器的示数t．改变木板倾角，测得多组数据，得到的F-的图线如图3所示．实验中测得两光电门的距离L=0.80m，沙和沙桶的总质量m1=0.34kg，重力加速度g取9.8m/s2，则图线的斜率为    （保留两位有效数字）；若小车与长木板间的摩擦能忽略，如图3所示测得图线斜率将    （填“变大”、“变小”或“不变”）．
如图1所示，一端带有定滑轮的长木板上固定有甲、乙两个光电门，与之相连的计时器可以显示带有遮光片的小车在其间的运动时间．与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力．不计空气阻力及一切摩擦．
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