题目内容

3．为了探究“加速度与力、质量的关系”，现提供如图1所示实验装置．请思考探究思路并回答下列问题：
（1）本实验应用的实验方法是C
A．假设法              B．理想实验法    C．控制变量法
（2）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取的做法是C．
A．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动
C．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动

（3）某学生在平衡摩擦力时，不慎使长木板倾角偏大．则他所得到的a-F关系应该是上面图2中的哪根图线？答：C（图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力）．
（4）消除小车与水平木板之间摩擦力的影响后，要用钩码总重力代替小车所受的拉力，此时钩码质量m与小车总质量M之间应满足的关系为m《M；
（5）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与$\frac{1}{M}$的图象．
（6）某同学在实验中得到的纸带如图3所示，已知实验所用电源的频率为50Hz．据纸带可求出小车的加速度大小为3.2m/s2（结果保留两位有效数字）．

分析 该实验采用控制变量法，实验前应平衡摩擦力，平衡摩擦力时不能挂钩码；为了使得钩码的重力等于小车所受的拉力，则钩码的质量应远小于小车质量．
为了直观地得出a-M的关系，应作$a-\frac{1}{M}$图线．
根据连续相等时间内的位移之差是一恒量，运用逐差法求出小车的加速度．

解答 解：（1）探究“加速度与力、质量的关系”，采用的实验方法是控制变量法．
（2）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取的做法是将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动．故选：C．
（3）某学生在平衡摩擦力时，不慎使长木板倾角偏大．则F=0时，加速度a不为零，故选：C．
（4）对整体分析，加速度a=$\frac{mg}{M+m}$，隔离对小车分析，拉力T=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}=\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，要用钩码总重力代替小车所受的拉力，应满足m《M．
（5）为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应作出线性关系图线，即作a-$\frac{1}{M}$图线．
（6）根据△x=aT2，运用逐差法得，a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}=\frac{（7.21+7.72-6.19-6.70）×1{0}^{-2}}{4×0.0{4}^{2}}$=3.2m/s2．
故答案为：（1）C   （2）C   （3）C   （4）m《M   （5）$\frac{1}{M}$    （6）3.2

点评 在“验证牛顿第二定律”的实验用控制变量法，本实验只有在满足平衡摩擦力和小车质量远大于盘和砝码质量的双重条件下，才能用盘和砝码的总重力代替小车所受的合力．
掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，关键是匀变速直线运动推论的运用．

练习册系列答案
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A．若沿x轴正方向射出，速度一定会变化
B．若沿y轴正方向射出，动能一定会变化
C．若沿z轴正方向射出，速度一定会变化
D．若沿z轴正方向射出，动能一定会变化
14．如图所示，固定的正方形闭合导线框abcd，处于垂直线框平面的匀强磁场中，一根金属杆ef，靠近ab平行放置在导线框上，在垂直ef杆且沿线框平面的拉力F作用下，ef杆沿导线框向cd边匀速滑动，滑动中ef杆始终与ab边平行，且与导线框接触良好，若ef杆与导线框间摩擦不计，ef杆与导线框每个边的电阻都相同，则在匀速滑动过程中，以下说法中正确的是（　　）
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B．ef杆两端电势差先变小后变大
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18．如图是A、B两物体同时由同一地点向同一方向做直线运动的v-t图象，从图象上可知（　　）
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