题目内容

7．在“探究加速度与物体质量、物体受力关系”的实验中，某小组对教材提供的方案做了改进，设计了如图甲所示的实验装置．装置的主要部分是上、下两层轨道，轨道左端均带有定滑轮．两小车前端系上细线，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上．

（1）下列关于实验不正确的说法是D
A．图中上、下两层轨道表面光滑
B．通过控制装置使两小车同时开始运动，然后同时停止
C．在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使细线与轨道平行
D．在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量远大于小车的质量
（2）本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能这样比较，是因为两小车从静止开始做匀加速直线运动，且两小车的运动时间相等．
（3）实验中获得数据如表所示：小车I、Ⅱ的质量m均为200g．
实验次数小车拉力F/N位移x/cm
1I0.1
Ⅱ0.246.51
2I0.229，04
Ⅱ0.343.63
3I0.341.16
Ⅱ0.444.80
4I0.436.43
Ⅱ0.545.56
在第1次实验中，小车I从图乙中的A点运动到8点，则表中空格处测量结果为23.36cm．通过分析，可知表中第3次实验数据存在明显错误，应舍弃．

分析 解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．
该实验采用的是控制变量法研究，其中加速度、质量、合力三者的测量很重要．

解答 解：（1）在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使细线与轨道平行（或水平），如果细线不保持水平，那么小车的合力就不等于绳子的拉力，小车的合力就不能正确测量．
设小车的质量为M，砝码盘和砝码的质量为m，根据牛顿第二定律得：
对m：mg-F拉=ma
对M：F拉=Ma
解得：F拉=$\frac{mMg}{m+M}$=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$
当m＜＜M时，即当砝码盘和砝码的总重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于砝码盘和砝码的总重力．
（2）本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能这样比较，是因为两小车从静止开始作匀加速直线运动，且两小车的运动时间相等．
（3）从刻度尺读出A点的读数为0.49cm，B点的读数为23.85cm，所以点运动到B点的位移为23.36cm．
当小车质量一定时，小车的加速度与合力成正比，
而两小车从静止开始作匀加速直线运动，且两小车的运动时间相等，所以两小车的位移之比等于加速度之比，
所以拉力之比应该近似等于位移之比，从实验数据中发现第3次实验数据存在明显错误，应舍弃．
故答案为：（1）D；
（2）两小车从静止开始做匀加速直线运动，且两小车的运动时间相等；
（3）23.36（23.34-23.38）； 3．

点评 教科书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．
对于刻度尺读数要进行估读．
会运用匀变速直线运动规律能够把要测量的物理量进行间接变换测量．

练习册系列答案
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5．①如图（a）所示，是一个由电阻率为ρ的导体材料制成的中空圆柱体．为测量圆柱形导体中空部分的横截面积S0，某同学先用毫米刻度尺测得圆柱体的长度为L，然后用游标卡尺测量其外径D，如图（b）所示，则D=11.70mm．

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③若某次实验电流表的示数为I，电压表的示数为U．请用已知的和测得物理量符号表示圆柱形导体中空部分的横截面积S0=$\frac{π{D}^{2}}{4}-\frac{ρLI}{U}$．
6．质量为m的物体，沿倾角为α的斜面体M减速下滑，如图1所示，若物体与斜面之间的摩擦系数为μ，若物体下滑过程中，给物体施加外力F如图2所示，使物体沿斜面体加速下滑，斜面体仍静止在桌面上，下述说法正确的是（　　）
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2．如图所示，x轴上各点的电场强度如图所示，场强方向与x轴平行，规定沿x轴正方向为正，一负点电荷从坐标原点O以一定的初速度沿x轴正方向运动，点电荷到达x2位置速度第一次为零，在3位置第二次速度为零，不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　）
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B．点电荷从O点运动到x2再运动到x3过程中，加速度先减小再增大，然后保持不变
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12．如图所示，质量为M=4.0kg的小车位于光滑的水平面上，长为L=0.50m的细绳的两段分别系于小车上的A、B两点，A、B两点的水平距离为x0=0.40m，A、B两点间的竖直距离为y0=0.10m，绳上挂一个光滑的轻质挂钩，其下连着一个质量为m=1.2kg的物体，取g=10m/s2．则下列说法正确的是（　　）
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