题目内容

1．“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示．
 
（1）关于此实验，下列说法中正确的是BCD
A．平衡摩擦力时，应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上
B．连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行
C．平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动
D．小车释放前应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车
（2）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02 s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a=0.16m/s2．（结果保留两位有效数字）
（3）平衡摩擦力后，挂上砝码盘，然后每次取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如表：
砝码盘中砝码总重力F（N）0.1960.3920.5880.7840.980
加速度a（m•s-2）0.691.181.662.182.70
请根据实验数据作出a-F的关系图象．
（3）根据提供的实验数据作出的a-F图线不通过原点．请说明主要原因．
 原因：平衡摩擦力过大．

分析 （1）实验前要平衡摩擦力，要使细线与木板平行，根据实验注意事项分析答题．
（2）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；
（3）使用描点发即可在坐标系中作出a-F的关系图象；
（4）分析图示图象，根据图象特点应用牛顿第二定律分析原因．

解答 解：（1）A、平衡摩擦力时，不应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上，故A错误；
B、平衡摩擦力后为使小车受到的合力等于细绳的拉力，连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行，故B正确；
C、平衡摩擦力后，小车重力沿斜面的分力与摩擦力合力为零，长木板的位置不能移动，故C正确；
D、小车释放前应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车，故D正确；故选BCD；
（2）计时器打点的时间间隔为0.02 s．每5个点取一个计数点，计数点间的时间间隔：t=0.02×5=0.1s；
由匀变速直线运动的推论：△x=at2可知，加速度：a=$\frac{{x}_{3}-{x}_{1}}{2{t}^{2}}$=$\frac{（3.83-3.52）×1{0}^{-2}m}{2×（0.1s）^{2}}$≈0.16m/s2；
（3）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出图象如图所示：

（4）从图中图线可发现当拉力F等于0时，加速度大于0，所以实验中存在的问题可能是：平衡摩擦力过大造成的．
故答案为：（1）BCD；（2）0.16；（3）图象如图所示；（4）平衡摩擦力过大．

点评 本题考查了实验注意事项、求加速度、作图象、图象分析等问题；知道实验原理与实验注意事项等基础知识即可解题；要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．正确理解控制变量法的应用即可解答．

练习册系列答案
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14．甲、乙两物体在 t=0 时刻经过同一位置沿 x 轴运动，其 v-t 图象如图所示，则以下 说法正确的是（　　）
A．甲、乙在 t=1到 t=4s之间沿同一方向运动
B．乙在 t=0到 t=7s之间的位移为零
C．甲在 t=0到 t=4s之间做往复运动
D．甲、乙在 t=6s时的加速度方向不同
12．如图为高速公路入口的简化示意图．驾驶员在入口A取卡处取得通行卡后，驾驶轿车静止开始匀加速通过水平直道AB，再沿上坡路段BC匀加速运动至C点进入高架主路（通过B点前后速率不变）．已知轿车和驾驶员的总质量m=2×103kg，从A运动到B经历的时间t=4s，经过B处的速度v1=10m/s，BC段长L=l00m．到达C处的速度v2=20m/s．假设在行驶过程中受到的阻力Ff恒定，且大小为2×103N．
求：
（1）轿车在上坡段BC运动的加速度a1大小：
（2）轿车在AB段运动的加速度a2大小和牵引力F大小．
9．如图所示，细线的一端系一质量为m的小球，另一端固定在倾角为θ的光滑斜面顶端，细线与斜面平行．斜面置于以加速度a竖直向上做匀加速直线运动的电梯中，小球始终静止在斜面上，则小球受到细线的拉力T和斜面的支持力FN大小分别为（重力加速度为g）（　　）
A．T=m（g+a）cosθFN=m（g+a）sinθB．T=m（g+a）sinθFN=m（g+a）cosθ
C．T=m（g-a）cosθFN=m（g-a）sinθD．T=m（g-a）sinθFN=m（g-a）cosθ
16．在“探究加速度与力、质量关系”实验中，某同学准备了下列器材：A．一端带有定滑轮的长木板、B．细线、C．电磁打点计时器、D．纸带与复写纸、E．导线、F．开关、G．铅蓄电池、H．托盘（质量不计）、I．砝码（质量已知）、J．低压交流电源．
（1）你认为该同学准备的器材中哪些不需要？G（填写相对应的字母）
（2）要完成实验还需哪些器材？小车、刻度尺；
（3）根据实验测得的数据，绘出的a-F图象如图所示．请你根据这个图象分析，实验中漏掉的步骤是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
6．如表是“探究加速度与力、质量的关系实验”所得到的数据．
次数质量m/kg受力F/N加速度a/（m•s-2）
10.50.25
20.50
31.00
41.0
51.5
若利用前三组数据探究加速度与受力的关系，则2、3组数据中物体的质量分别为0.5kg、0.5kg；若利用后三组数据探究加速度与物体质量的关系，则4、5组数据中物体所受的力分别为1.00N，1.00N．
13．某电视台的娱乐节目中，有一个拉板块的双人游戏，考验两人的默契度．如图所示，质量M=0.40kg的长木板靠在竖直墙面上，木板右下方有一质量m=0.80kg的小滑块（可视为质点），木板与墙面间的动摩擦因数为μ1=0.10，滑块与木板间的动摩擦系数μ2=0.30，滑块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s2．现一人用水平向左的恒力F1作用在滑块上，另一人用竖直恒力F2向上的恒力拉动滑块，使滑块从地面由静止开始向上运动．
（1）为使木板能向上运动，求F1必须满足什么条件？
（2）若F1=22N，为使滑块与木板能发生相对滑动，求F2必须满足什么条件？
10．在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时，采用如图1所示的实验装置．小车及车中的砝码质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示．

（1）当M与m的大小关系满足m＜＜M时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力．
（2）某一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验，其具体操作步骤如下，以下做法正确的是B．
A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳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．用天平测出m以及小车质量M，小车运动的加速度可直接用公式a=$\frac{mg}{M}$求出
（3）另两组同学保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度a与所受外力F的关系，由于他们操作不当，这两组同学得到的a-F关系图象分别如图2和图3所示，其原因分别是：
图2：不满足m＜＜M；
图3：没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
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