题目内容
13．为验证物体所受合外力一定时，加速度与质量成反比，同学们设计了如图a所示的装置来进行实验．在自制的双层架子上固定带有刻度标记的水平木板，架子放在水平桌面上．实验操作步骤如下：①适当调整装置，使装置不带滑轮的一端稍稍垫高一些．
②在两个托盘中放入砝码，并使两托盘质量（含砝码）相同，且远小于小车的质量．连接小车的细线跨过定滑轮与托盘相连．
③让两小车紧靠右边的挡板，小车前端在刻度尺上的读数如图a所示，在甲车上放上砝码，同时释放两小车，当小车运动一段时间后，用手机对整个装置进行拍照．结合照片和小车的初始刻度标记，得到甲、乙两车运动的距离分别为s1、s2．
④在甲小车上逐渐增加砝码个数，重复步骤③
（1）本实验的原理是通过验证小车发生的位移与小车（含砝码）的质量成关系，来验证合外力一定时加速度与质量成反比．
（2）实验前将装置右端稍稍垫高一些的目的是消除小车与木板之间摩擦力造成的影响．
（3）某次拍到的照片如图b所示，则小车通过的位移是42.0cm
（4）如果以$\frac{s_2}{s_1}$为横坐标，以甲车（含砝码）的质量为纵坐标，作出的图线如图c所示，则该直线斜率代表的物理量是小车乙的质量m乙，其大小为0.2kg．
分析 将装置的右端适当垫高了一些，目的是平衡摩擦力．
根据小车的初末位置得出小车通过的位移大小．
抓住合力一定时，加速度与质量成反比，得出位移与质量的关系，从而得出m甲与$\frac{{s}_{2}}{{s}_{1}}$的关系式，结合图线的斜率进行求解．
解答 解：（2）将装置的右端适当垫高了一些，目的是平衡摩擦力，消除小车与木板之间摩擦力造成的影响．
（3）小车通过的位移为：x=53.0-11.0cm=42.0cm．
（4）小车受到拉力相同时，加速度与质量成反比，而位移与加速度成正比，小车发生的位移与小车的质量成反比，即$\frac{{m}_{乙}}{{m}_{甲}}=\frac{{s}_{1}}{{s}_{2}}$，可知${m}_{甲}={m}_{乙}\frac{{s}_{2}}{{s}_{1}}$，则图线的斜率表示小车乙的质量m乙，解得：${m}_{乙}=\frac{0.2}{1}kg=0.2kg$．
故答案为：（2）消除小车与木板之间摩擦力造成的影响；（3）42.0；（4）小车乙的质量m乙，0.2kg．
点评 该实验难度不大，但是题目比较新颖，注意利用题目给定的情形，结合课本此实验的注意事项可以解答，对于图线问题，一般都是得出物理量间的关系式，结合图线斜率或截距进行求解．
练习册系列答案
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3．
一带电粒子在电场中仅受静电力作用做初速度为零的直线运动，取该直线为x轴，起始点O为坐标原点，其电势能EP与位移x的关系如图所示，则下列图象中错误的是（ ）
一带电粒子在电场中仅受静电力作用做初速度为零的直线运动，取该直线为x轴，起始点O为坐标原点，其电势能EP与位移x的关系如图所示，则下列图象中错误的是（ ）| A． |  电场强度与位移关系 | B． |  粒子动能与位移关系 | ||
| C． |  粒子速度与位移关系 | D． |  粒子加速度与位移关系 |
4．
两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则（ ）
两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则（ ）| A． | q1与q2带异性电荷 | |
| B． | A、N点的电场强度大小为零 | |
| C． | NC间场强方向向x轴正方向 | |
| D． | 将一负点电荷从N点移到D点，电场力一直做正功 |
1．
如图所示，煤矿用一质量为M的电动车从深为H的煤井底部提升装煤的煤控．电动车与煤控通过 一跨过光滑定滑轮的钢丝绳连接，电动车从水平面上的A点由静止出发，功率恒为P，煤和煤筐的总质量为m，电动车受到的阻力恒为f．电动车经过B点时的速度为v，此时钢丝绳上的拉力为T，绳和水平方向的夹角为θ，煤筐恰好从煤井底上升了h．取井口为零势能点，不计一切摩擦，钢丝绳质量忽略不计，则（ ）
如图所示，煤矿用一质量为M的电动车从深为H的煤井底部提升装煤的煤控．电动车与煤控通过 一跨过光滑定滑轮的钢丝绳连接，电动车从水平面上的A点由静止出发，功率恒为P，煤和煤筐的总质量为m，电动车受到的阻力恒为f．电动车经过B点时的速度为v，此时钢丝绳上的拉力为T，绳和水平方向的夹角为θ，煤筐恰好从煤井底上升了h．取井口为零势能点，不计一切摩擦，钢丝绳质量忽略不计，则（ ）| A． | 煤筐上升h时，煤和煤筐的重力势能为mgh | |
| B． | 煤筐上升h时，煤和煤筐的在速度是vcosθ | |
| C． | 电动车经过B点时的加速度是$\frac{P}{{M}{v}}$-$\frac{Tcosθ}{M}-\frac{f}{M}$ | |
| D． | 煤筐上升h的过程中，钢丝绳对煤和煤筐做的功为mgh |
8．一物体从地面向上抛出，受大小不变的空气阻力作用，能上升的最大高度为H，取地面为零势能面，下列说法正确的是（ ）
| A． | 上升过程中，重力势能与动能相等处的高度h1$＞\frac{H}{2}$ | |
| B． | 上升过程中，重力势能与动能相等处的高度h1＜$\frac{H}{2}$ | |
| C． | 下落过程中，重力势能与动能相等处的高度h2＞$\frac{H}{2}$ | |
| D． | 下落过程中，重力势能与动能相等处的高度h2＜$\frac{H}{2}$ |
18．
如图所示，蹦床比赛中的运动员正被蹦向空中向上运动（空气阻力不可忽略），下列关于此过程中的说法正确的有（ ）
如图所示，蹦床比赛中的运动员正被蹦向空中向上运动（空气阻力不可忽略），下列关于此过程中的说法正确的有（ ）| A． | 运动员处于失重状态 | |
| B． | 运动员机械能守恒 | |
| C． | 运动员克服重力做的功等于动能的减少量 | |
| D． | 空气阻力对运动员做负功 |
2．封闭玻璃管中注油，管中有一个直径比管直径略小的乒乓球．让玻璃管随着转盘转动时，（ ）
| A． | 乒乓球向外侧运动 | B． | 乒乓球向内侧运动 | ||
| C． | 乒乓球保持不动 | D． | 无法判断 |
3．
如图所示为氢原子的四个能级，其中E1为基态，若氢原子A处于激发态E2，氢原子B处于激发态E3，则下列说法正确的是（ ）
如图所示为氢原子的四个能级，其中E1为基态，若氢原子A处于激发态E2，氢原子B处于激发态E3，则下列说法正确的是（ ）| A． | 原子A可能辐射出2种频率的光子 | |
| B． | 原子B可能辐射出3种频率的光子 | |
| C． | 原子A可能吸收原子B发出的光子并跃迁到能级E3 | |
| D． | 原子B不能够吸收原子A发出的光子发生电离 |