题目内容
16．某实验小组在实验室做“探究加速度与力、质量的关系”实验：（1）甲同学在物体所受合外力不变时，改变物体的质量，得到数据如下表所示?
| 实验次数 | 物体质量m（kg） | 物体的加速度a（m/s2） | 物体质量的倒数1/m（1/kg） |
| 1 | 0.20 | 0.78 | 5.00 |
| 2 | 0.40 | 0.38 | 2.50 |
| 3 | 0.60 | 0.25 | 1.67 |
| 4 | 0.80 | 0.20 | 1.25 |
| 5 | 1.00 | 0.16 | 1.00 |
②由a-$\frac{1}{m}$图象，你得出的结论为在物体所受合力不变的情况下，物体的加速度与质量成反比?
③物体受到的合力大约为0.15N?（结果保留两位有效数字）
（2）乙同学在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变对小车的拉力，由实验数据作出的a-F图象如图2所示，则该图象中图线不过原点的原因是：平衡摩擦力太过，小车的质量为2.0kg．（保留两位有效数字）
分析 （1）根据表中实验数据在坐标系中描出对应的点，然后作出图象；应用控制变量法根据图象特点得出实验结论；根据图象由牛顿第二定律求出物体受到的合力．
（2）实验时要平衡摩擦力，如果平衡摩擦力时木板倾角太大，过平衡摩擦力，则小车受到的合力大于细线对小车的拉力，a-F图象不过原点，在a轴上有截距．
解答 解：（1）①根据表中实验数据在坐标系中描出对应的点，
然后根据各点作出图象如图所示；
②由图象可知，a-$\frac{1}{m}$ 图象是过原点的直线，
由此可知：在物体所受合力不变的情况下，物体的加速度与质量成反比；
③由图象可知，物体所受合力为F=ma=$\frac{a}{\frac{1}{m}}$=$\frac{0.76}{5}$≈0.15N．
（2）由图2可知，a-F图象不过原点，在a轴上有截距，即F=0时有加速度，
这是由于在平衡摩擦力时，木板被垫的太高，木板倾角太大，平衡摩擦力太过造成的；
小车质量m=$\frac{△F}{△a}$=$\frac{5.5}{3.0-0.25}$=2.0kg；
故答案为：（1）①图象a-$\frac{1}{m}$，如上图所示；②在物体所受合力不变的情况下，物体的加速度与质量成反比；③0.15N；
（2）平衡摩擦力太过；2.0．
点评 要掌握描点法作图的方法、实验时要注意平衡摩擦力，但不要过度平衡摩擦力，同时掌握牛顿第二定律的应用，理解a-F图象不过原点的原因．
练习册系列答案
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12．
如图所示，物体A放置在物体B上，B与一轻弹簧相连，它们一起在光滑水平面上以O点为平衡位置做简谐运动，所能到达相对于O点的最大位移处分别为P点和Q点，运动过程中A、B之间无相对运动．已知物体A的质量为m，物体B的质量为M，弹簧的劲度系数为k，系统的振动周期为T，振幅为L，弹簧始终处于弹性限度内．下列说法中正确的是（ ）
如图所示，物体A放置在物体B上，B与一轻弹簧相连，它们一起在光滑水平面上以O点为平衡位置做简谐运动，所能到达相对于O点的最大位移处分别为P点和Q点，运动过程中A、B之间无相对运动．已知物体A的质量为m，物体B的质量为M，弹簧的劲度系数为k，系统的振动周期为T，振幅为L，弹簧始终处于弹性限度内．下列说法中正确的是（ ）| A． | 物体B从P向O运动的过程中，A、B之间的摩擦力对A做正功 | |
| B． | 物体B处于PO之间某位置时开始计时，经$\frac{1}{4}$T时间，物体B通过的路程一定为L | |
| C． | 当物体B的加速度为a时开始计时，每经过T时间，物体B的加速度仍为a | |
| D． | 当物体B相对平衡位置的位移为x时，A、B间摩擦力的大小等于$（\frac{m}{M+m}）kx$ |
某研究性学习小组利用如图所示的实验电路来测量实际电流表G1的内阻r1的大小．要求：测量尽量准确，滑动变阻器调节方便．
4．
取空间两个不等量点电荷q1，q2的连线为x轴，q1在坐标原点上．x轴上各点的电场强度（规定x轴正方向为电场强度的正方向）随着x轴的变化关系如图所示．在x轴上取ABC三点，AB＞BC，B点场强为零，AA′B和BCC′所围面积相等．现有一氦核，在A点无初速度释放，仅在电场力的作用下，沿x轴正方向运动．则下列说法正确的是（ ）
取空间两个不等量点电荷q1，q2的连线为x轴，q1在坐标原点上．x轴上各点的电场强度（规定x轴正方向为电场强度的正方向）随着x轴的变化关系如图所示．在x轴上取ABC三点，AB＞BC，B点场强为零，AA′B和BCC′所围面积相等．现有一氦核，在A点无初速度释放，仅在电场力的作用下，沿x轴正方向运动．则下列说法正确的是（ ）| A． | q1为正电荷，q2为负电荷 | B． | q1和q2均为正电荷 | ||
| C． | 此氦核将在AC之间来回运动 | D． | 图中AB＞BC，所以UAB＞UBC |
1．在利用打点计时器和小车来做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，下列说法中不正确的是（ ）
| A． | 平衡摩擦力时，应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮连接在小车上 | |
| B． | 小车释放前应靠近打点计时器，且应先接电源再释放小车 | |
| C． | 重复实验时，不需要再次平衡摩擦力 | |
| D． | 连结砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行 |
8．某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，设计出如下的实验方案，其实验装置如图1所示．已知小车质量M=214.6g，砝码盘质量m0=7.8g，所使用的打点计时器交流电频率f=50Hz．其实验步骤是：
A．按图中所示安装好实验装置；
B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；
C．取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m；
D．先接通电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度a；
E．重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码质量，重复B-D步骤，求得小车在不同合外力F作用下的加速度．
回答以下问题：
①按上述方案做实验，是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？否（填“是”或“否”））．
②实验中打出的其中一条纸带如图2所示，由该纸带可求得小车的加速度a=0.88m/s2．
③某同学将有关测量数据填入他所设计的表格中，如下表，
他根据表中的数据画出a-F图象（如图3）．造成图线不过坐标原点的一条最主要原因是未计入砝码盘的重力，从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是砝码盘的重力大小，其大小是0.08N．
A．按图中所示安装好实验装置；
B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；
C．取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m；
D．先接通电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度a；
E．重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码质量，重复B-D步骤，求得小车在不同合外力F作用下的加速度．
回答以下问题：
①按上述方案做实验，是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？否（填“是”或“否”））．
②实验中打出的其中一条纸带如图2所示，由该纸带可求得小车的加速度a=0.88m/s2．
③某同学将有关测量数据填入他所设计的表格中，如下表，
| 次 数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 砝码盘中砝 码的重力F/N | 0.10 | 0.20 | 0.29 | 0.39 | 0.49 |
| 小车的加速度a/m•s-2 | 0.88 | 1.44 | 1.84 | 2.38 | 2.89 |
