题目内容

在“探究加速度与力、质量的关系”实验中：
（1）以下实验操作，正确的是
 
．
A．平衡摩擦力时，应将空砝码盘用细线跨过定滑轮系在小车上，让细线与长木板平行
B．平衡摩擦力时，应将纸带连接在小车上并穿过打点计时器
C．每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力
D．实验时，应先释放小车，再接通电源
（2）为了探究小车（包括里面所装钩码）总质量M一定时，加速度a与合力F的定量关系，需要在砝码盘里面添加砝码来改变小车所受到的合力．砝码质量m和小车总质量M分别选取下列四组值：
 

A．M=500g，m分别为50g、70g、100g、125g
B．M=500g，m分别为20g、30g、40g、50g
C．M=200g，m分别为50g、70g、100g、125g
D．M=200g，m分别为30g、40g、50g、60g
若其它操作都正确，那么应该选用
 
组值（选填字母代号）进行实验时的实验误差较小．
（3）下图是实验中得到的一条已打点的纸带，纸带上的A、B、C、D、E、F、G均为相邻计数点，已知打点计时器的打点周期为0.02s，相邻两个计数点之间还有4个计时点未画出，相邻计数点之间的距离已标注在图上，则小车运动的加速度大小a=
 
m/s2，打C点时的速度大小vC=
 
m/s．（以上结果都保留2位有效数字）．
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分析：（1）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．本实验的变量比较多，有加速度、力、质量等，因此为了探究它们之间关系，采用了控制变量法；操作过程是先接通打点计时器的电源，再放开小车；
（2）实验时要求小车质量M要远远大于砂及砂桶的质量m，根据这个要求做出选择即可．
（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C点时小车的瞬时速度大小．
解答：解：（1）A、平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，轻轻推动小车，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、平衡摩擦力时，应将纸带连接在小车上并穿过打点计时器．故B正确．
C、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C正确
D、实验时，如果先放开小车，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，所以应该先接通电源，再放开小车．故D错误．
故选：BC．
（2）实验时要求小车质量M要远远大于砂及砂桶的质量m，只有B中M与m相差最大，
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，
设A到B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=
1
3
（a1+a2+a3）
即小车运动的加速度计算表达式为：a=
(x4+x5+x6)-(x1+x2+x3)
9T2
=
(0.0537+0.0628+0.0720)-(0.0267+0.0357+0.0446)
9×(0.1)2
m/s2=0.91m/s2
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C点时小车的瞬时速度大小．
vC=
XBD
 tBD
=
0.0357+0.0446
0.2
=0.40m/s
故答案为：（1）BC；
（2）B；
（3）0.91；0.40．
点评：探究加速与力的关系实验时，要平衡摩擦力、应根据纸带求出小车的加速度，掌握实验的实验注意事项是正确解题的关键．对于力学中的基础实验一定要到实验室内亲自做一些，才能体会实验步骤、实验器材等基础知识，若不做实验而是通过背实验的方式学习实验往往效果不好．
练习册系列答案
相关题目
在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用下图1所示的装置．
（1）本实验应用的实验方法，下列说法中正确的是
CD
CD
．

A．在探究加速度与质量的关系时，应该改变拉力的大小
B．在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量
C．在探究加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a-
1
m
图象
D．当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小
（2）某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示：（小车质量保持不变）
F/N 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
a/m?s-2 0.10 0.20 0.28 0.40 0.52
①根据表中的数据在坐标图2上作出a-F图象．
②图线不过原点的原因可能是
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
．
在“探究加速度与力的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中砝码的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因．
答：
没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
．
在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，当小车质量一定时，根据实验数据画出加速度a与作用力F的图线如图所示．
（1）图线未过坐标原点，原因是：
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足

（2）图线出现弯曲，原因是：
砂桶质量没有远小于小车质量
砂桶质量没有远小于小车质量
．
在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中：

（1）某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装如图1所示．
请指出该装置中的错误或不妥之处：
①打点计时器应接交流电源；②小车应靠近打点计时器；③应该平衡摩擦力；
①打点计时器应接交流电源；②小车应靠近打点计时器；③应该平衡摩擦力；

（2）改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验．图2是某次实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．根据图中数据求出小车的加速度a=
0.496
0.496
m/s2（保留3位有效数字）

（3）在“探究加速度与力的关系”时，保持小车的质量不变，改变沙和沙桶的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图3，该图线不通过坐标原点，明显超出偶然误差范围，其主要原因可能是
BC
BC
．（请填相应的字母）

A．平衡摩擦力时将木板垫得过高
B．平衡摩擦力时将木板垫得过低
C．平衡摩擦力时挂上了沙桶和沙
D．实验时没有满足沙和沙桶的质量远小于小车的质量．
（1）为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图甲所示的器材：A为小车，B为电火花计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重量．请思考探究思路并回答下列问题：
（a）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取什么做法？
（b）在“探究加度与质量的关系”时，保持砝码和小桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m数据如下表：
 次数 1  2  3  4  5 
 小车加速度a/m?s-2  0.78  0.38 0.25  0.20  0.16
 小车质量m/kg  0.20 0.40  0.60  0.80  1.00 
根据上述实验数据，用计算机绘制出a-m图象如图乙所示：通过对图象（图乙）的观察，可猜想在拉车F一定的情况下a与m的关系可能是：a∝m-1、a∝m-2、a∝m-3等等，为了验证猜想，请在图丙中作出最能直观反映a与m之间关系的图象．
（c）在“探究加速度与力的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中砝码的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与力F图线如图丁，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因是
没有平衡摩擦力或平衡摩擦力充分
没有平衡摩擦力或平衡摩擦力充分
．
（2）在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测量金属丝的长度l=0.810m．金属丝的电阻大约为4Ω．先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．
（a）从图中读出金属丝的直径为
0.520
0.520
mm．
（b）在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，还有如下供选择的实验器材：
A．直流电源：电动势约4.5V，内阻很小；
B．电流表A1：量程0～0.6A，内阻0.125Ω；
C．电流表A2：量程0～3.0A，内阻0.025Ω；
D．电压表V：量程0～3V，内阻3kΩ；
E．滑动变阻器R1：最大阻值10Ω；
F．滑动变阻器R2：最大阻值50Ω；
G．开关、导线等．
在可供选择的器材中，应该选用的电流表是
B
B
，应该选用的滑动变阻器是
E
E
．
（c）根据所选的器材，在右边的方框中画出实验电路图．
（d）若根据伏安法测出电阻丝的电阻为Rx=4.1Ω，则这种金属材料的电阻率为
1.6
×10
-7
 
1.6
×10
-7
 
Ω?m．（保留二位有效数字）

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