题目内容

18．（1）在“探究加速度与力、质量的关系”实验时，已提供了小车、一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线、钩码、砝码、打点计时器．为了完成实验，还须从下列实验器材中选择一个，它是B
A．低压直流电源  B．低压交流电源  C．干电池  D．秒表
（2）当作用力一定，探究加速度与质量的关系时，以下做法正确的是B
A．平衡摩擦力时，应将装砝码的托盘用细线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，再接通打点计时器的电源
D．实验数据处理时作a-m图象就能确定加速度与质量的关系
（3）实验中用打点计时器记录纸带运动的时间，计时器所有电源的频率为50Hz，如图为一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点，用刻度尺量出1、2、3、4、5点到O点的距离如图所示（单位：cm）．由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度大小v4=0.405　m/s，小车的加速度大小a=0.756m/s2．

分析 （1）根据实验目的即可明确所需要的器材，电火花打点计时器接220V交流电源，刻度尺测量物体运动的位移，钩码用以改变小车的质量，该实验不需要测力，所以不需要弹簧秤；
（2）探究加速度与拉力的关系实验时，要平衡摩擦力，平衡摩擦力时，要求小车在无动力的情况下平衡摩擦力，不需要挂任何东西．小车的加速度应根据打点计时器打出的纸带求出；平衡摩擦力时，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsinθ=μmgcosθ，可以约掉m，只需要平衡一次摩擦力．操作过程是先接通打点计时器的电源，再放开小车；
（3）根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上4点时小车的瞬时速度大小．

解答 解：（1）电火花打点计时器不需要低压交流学生电源，实验需要测量物体运动的位移，因此需要刻度尺，钩码用以改变小车的质量，所以需要，该实验不需要测力，所以不需要弹簧秤，故BC正确，AD错误；
（2）A、平衡摩擦力实际上就是使小车所受重力的下滑分力与小车所受阻力相平衡，即mgsinθ=μmgcosθ，可见，平衡摩擦力时，不应将装砝码的托盘系在小车，故A错误；
B、平衡摩擦力以后，再改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力，故B正确；
C、实验时，先通电，待打点计时器稳定后再放小车，使打点清晰，便于测量，故C错误；
D、在寻找加速度与质量的关系时，应作出a与之间的关系图象，因为a与m的关系图线为一曲线，不能直观地得出a与m之间的关系，故D错误．
故选：B
（3）由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上4点时小车的瞬时速度大小．
v4=$\frac{0.1455-0.0645}{2×0.1}$=0.405m/s
设0到1之间的距离为x1，以后各段分别为x2、x3、x4、x5、x6，
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，
得：x4-x1=3a1T2 
x5-x2=3a2T2 
 x6-x3=3a3T2 
为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{3}$（a1+a2+a3）
即小车运动的加速度计算表达式为：a=$\frac{0.1970-0.0645-0.0645}{9{×（0.1）}^{2}}$m/s2=0.76m/s2
故答案为：（1）B；（2）B；（3）0.405，0.756．

点评 解决本题的关键知道实验的原理以及实验需注意的事项，掌握平衡摩擦力的方法，注意不能将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上，难度不大，属于基础题．

练习册系列答案
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8．关于地球同步卫星，下列说法中正确的是（　　）
A．所有的同步卫星轨道半径、速率都相同
B．同步卫星可以停留在广州的正上方空中
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D．同步卫星相对地面静止，所以卫星加速度为零，处于平衡状态
9．第一宇宙速度是物体在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的速度，则有（　　）
A．被发射的物体质量越大，第一宇宙速度越大
B．被发射的物体质量越小，第一宇宙速度越大
C．第一宇宙速度与被发射物体的质量无关
D．第一宇宙速度与地球的质量无关
6．如图1所示，用小铁锤轻击弹簧金属片，A球水平方向飞出，同时B球被松开，竖直向下运动．
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A．A球的运动线路不改变，B球的运动线路会改变　　
B．A、B两球运动线路都不会改变
C．A、B两球同时落地　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
D．打击弹簧金属片的力越大，A、B两球落地时间间隔就越大
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7．推杯子游戏是在杯子不掉下台面的前提下，杯子运动得越快越好，通常结果是：力度不够杯子运动得不够远；力度过大，杯子将滑离台面．此游戏可以简化为如下物理模型：质量为0.1kg的空杯静止在长直水平台面的左边缘，现要求每次游戏中，杯子在恒定的水平推力作用下，沿台面中央直线滑行x1=0.2m后才可撤掉该力，此后杯子滑行一段距离停下．在一次游戏中，游戏者用4N的力推杯子，杯子沿直线共前进了x=4m．已知水平台面长度s=10m，取g=10m/s2，试求：
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8．如图1所示，为验证牛顿第二定律的实验装置图，图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源．

（1）请完成下列实验步骤：
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按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③．
…
（2）图2是小丽同学在正确操作下获得的一条纸带，其中A、B、C、D、E每相邻两点之间还有4个点没有标出．已测得AB=1.21cm，BC=1.83cm，CD=2.41cm．
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 （3）图3是小丽同学实验中作出的几个图线，若她操作完全正确，则能达到本次实验目的且符合事实的是BC图．

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