题目内容
6．根据“探究加速度与力、质量的关系”的实验完成下面的题目．（1）有关实验以及数据处理，下列说法正确的是ACD．
A．应使砂和小桶的总质量远小于小车和砝码的总质量，以减小实验误差
B．可以用天平测出小桶和砂的总质量m及小车和砝码的总质量M；根据公式a=$\frac{mg}{M}$，求出小车的加速度
C．处理实验数据时采用描点法画图象，是为了减小误差
D．处理实验数据时采用a-$\frac{1}{M}$ 图象，是为了便于根据图线直观地作出判断
（2）某学生在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大．他所得到的a-F关系可用图甲中的哪个表示？C（图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力）．
（3）某学生将实验装置按如图乙所示安装好，准备接通电源后开始做实验．他的装置图中，明显的错误是打点计时器使用直流电源；小车与打点计时器间的距离太长；木板水平，没有平衡摩擦力（写出两条）．
（4）图丙是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．量出相邻的计数点之间的距离分别为：xAB=4.22cm、xBC=4.65cm、xCD=5.08cm、xDE=5.49cm，xEF=5.91cm，xFG=6.34cm．已知打点计时器的工作频率为50Hz，则小车的加速度a=0.42m/s2．（结果保留二位有效数字）．
分析 （1）在“验证牛顿第二定律的实验”中要注意平衡摩擦力；同时要注意根据实验的原理和实验方法分析实验中的注意事项及实验结论；
（2）在探究加速度与力、质量的关系时，应平衡摩擦力，平衡摩擦力时如果木板垫得过高，平衡摩擦力过度，小车受到的合力大于拉力，a-F图象在a轴上有截距；如果没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，小车受到的合力小于拉力，a-F图象在F轴上有截距．
（3）分析实验装置的安装情况，从而明确出现的明显错误；
（4）根据逐差法即可求得小车的加速度．
解答 解：（1）A、为保证绳拉小车的力等于砂和小桶的总重力大小，应使砂和小桶的总质量远小于小车和砝码的总质量，以减小实验误差，故A正确；
B、小车的加速度应通过打点计时器打出的纸带求出，故B错误；
C、采用描点法画图象来处理实验数据，不仅可以减小误差，还可以形象直观地反映出物理量之间的关系，故C正确；
D、为了将图象画成我们熟悉的直线，更直观反映两个变量的关系．a与M成反比，故数据处理应作a-M1图象，故D正确．
故选：ACD；
（2）在平衡摩擦力时，把长木板的一侧垫得过高，使得倾角偏大，小车重力沿木板向下的分力大于小车受到摩擦力，小车受到的合力大于砂桶的拉力，在砂桶对小车施加拉力前，小车已经有加速度；在探究物体的加速度与力的关系时，作出的a-F图线在a轴上有截距，故C正确，ABD错误；
（3）由实验原理图可知，打点计时器用的必须是交流电，图中用的是直流电；小车释放的位置应该靠近计时器，以便测量更多的数据来减小误差；同时木板水平，没有平衡摩擦力．
（4）由题意可知，中间有四个点没有画出，故T=5×0.02=0.1s；
xAB=4.22cm=0.0422m、xBC=4.65cm=0.0465m、xCD=5.08cm=0.0508m、xDE=5.49cm=0.0549m，xEF=5.91cm=0.0591m，xFG=6.34cm=0.0634m．由逐差法可以求出a=$\frac{{x}_{DG}-{x}_{AD}}{9{T}^{2}}$=$\frac{（0.0549+0.0591+0.0634）-（0.0422+0.0465+0.0508）}{9×（0.1）^{2}}$=0.42m/s2．
故答案为：（1）ACD （2）C （3）打点计时器使用直流电源；小车与打点计时器间的距离太长；木板水平，没有平衡摩擦力．（4）0.42
点评 本题考查了“探究加速度与力、质量关系”的实验中注意事项以及利用图象处理数据等基本知识，要注意动手实验，加强对基础实验的理解，同时注意掌握逐差法的正确应用．
应用题作业本系列答案
| A． | 甲在整个t=6s时间内有来回运动，它通过的总位移为零 | |
| B． | 甲在整个t=6s时间内运动方向一直不变，它通过的总位移大小为4 m | |
| C． | 乙在整个t=6s时间内有来回运动 | |
| D． | 乙在整个t=6s时间内运动方向一直不变 |
如图所示，一竖直轻弹簧上端故定，下端系有一小球，小球在N处静止不动．现对小球施加一个水平力F，使球缓慢偏移．若移动小球的过程中弹簧与竖直方向的夹角θ＜90°，且弹簧的伸长量不超过弹性限度，小球从N处开始上升的高度用h表示，则下列四幅图中，能正确反映高度h与夹角θ的余弦的函数关系的是（ ）
如图所示，一列长为100m的火车，以v1=40m/s的速度匀速行驶，火车行至距离道口B点200m的A处时，摩托车司机从距铁路60m的C处以v2=10m/s的速度匀速向道口B行驶（不考虑火车的宽度，摩托车司机及摩托车的大小不计）．若摩托车不停止，请判断摩托车能否安全通过铁路道口，并通过计算说明理由．
如图所示，两个完全相同的金属球a与b，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离l为球半径的3倍，若使它们带上等量异种电荷，电荷量均为Q，a，b两球之间的库伦力F1；将两球换为绝缘球，所带电荷量均为Q，且电荷均匀分布在球面上，此时a、b两球之间的库仑力F2，则（ ）| A． | F1=k$\frac{{Q}^{2}}{{l}^{2}}$，F2=k$\frac{{Q}^{2}}{{l}^{2}}$ | B． | F1≠k$\frac{{Q}^{2}}{{l}^{2}}$，F2≠k$\frac{{Q}^{2}}{{l}^{2}}$ | ||
| C． | F1≠k$\frac{{Q}^{2}}{{l}^{2}}$，F2=k$\frac{{Q}^{2}}{{l}^{2}}$ | D． | F1=k$\frac{{Q}^{2}}{{l}^{2}}$，F2≠k$\frac{{Q}^{2}}{{l}^{2}}$ |
用如图所示装置可以研究影响平等板电容器电容的因素，设两极板正对面积为S，两极板间的距离为d，板间电介质的介电常数为?，静电计指针偏角为θ，实验中，极板所带电荷量不变，