题目内容

某同学设计了一个探究物体质量一定时加速度a与物体所受合力F的关系实验.如图(a)为实验装置简图，实验中，小车运动加速度a可用纸带上点求得，小车的合外力F可以用砂和砂桶总重量代替。若保持小车的质量不变，改变保持砂和砂桶质量m，分别得到小车加速度a与沙桶和沙子质量m数据如下表：（重力加速度g=10m/s2）

（1）根据上表数据，为直观反映小车加速度a与小车合外力F的关系，请按照图（b）方格坐标纸中所选择的单位，描点作图。

（2）写出一条上面对提高本实验结果准确程度有益的建议：__________________________________

 

【答案】

（1）如下图所示

（2）实验前要先平衡摩擦力 或砂桶和砂子的质量要远小于小车的质量

【解析】

试题分析：（1）先求得合外力，做直线图，直线形象、直观，便于说明规律，作图时注意，偏离比较远的点可以舍去。

（2）探究加速度与物体质量、物体受力的关系实验中为了减小实验的系统误差，要注意两点：①要平衡摩擦力；②要使小车的质量远大于砝码和砝码盘的总质量。

考点：本题考查了控制变量法研究牛顿第二定律、图象。

 

练习册系列答案
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（2011?船营区模拟）某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，图（a）为实验装置简图．（交流电的频率为50Hz）

（1）图（b）为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为
3.2
3.2
m/s2．（保留二位有效数字）
（2）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的
1
m
，数据如下表：
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8
小车加速度
a/m?s-2		 1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30
小车质量
m/kg		 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67
1
m
/kg-1		 4.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60
请在方格坐标纸中画出a-
1
m
图线，并从图线求出小车加速度a与质量倒数
1
m
之间的关系式是
a=
1
2m
m/s2
a=
1
2m
m/s2
．
（3）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F的变化图线如图（c）所示．
该图线不通过原点，其主要原因是
实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分
实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分
．
某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验．如图a为实验装置简图，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，小车运动加速度a可用纸带上点求得．

（1）图（b）为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为
3.2
3.2
m/s2，纸带上C点的速度为
1.7
1.7
m/s．（均保留二位有效数字）
（2）在“探究加速度与质量的关系”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 6 7 8
小车加速度a/m?s-2 1.98 1.72 1.48 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30
小车质量m/kg 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67
小车质量倒数1/m，1/kg 4.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60
根据上表数据，为直观反映F不变时a与m的关系，请在图c方格坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系，并作出图线．
某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验，图（a）为实验装置简图．（所用交变电流的频率为50Hz）
（1）图（b）为某次实验得到的纸带，实验数据如图，图中相邻计数点之间还有4个点未画出，根据纸带可求出小车的加速度大小为
0.510
0.510
m/s2（保留三位有效数字）．打D点时速度大小为
0.747
0.747
m/s．加速度方向为
向左
向左
（填向左、向右）
（2）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，一位同学根据实验数据作出了加速度a随拉力F的变化图线如图（c）所示．该图线不通过原点，其主要原因是
没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够
没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够
．
某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验．如图为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有细沙的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板．
（1）在探究拉力一定时，加速度与质量的关系时，它采用将木板倾斜，来平衡小车与木板间的滑动摩擦力．那么，当改变小车的质量时，在不同质量下做实验，还
不需要
不需要
（选填“需要”、或“不需要”）重新平衡摩擦．
（2）为了采用作图法处理数据，直观反映加速度与质量的关系，建立直角坐标系，纵坐标取加速度a，横坐标应取
质量的倒数
质量的倒数
作为变量．
（1）①某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验，图中（甲）为实验装置简图．他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为下列说法中正确的是
 
（选填字母代号）．
A．实验时要平衡摩擦力                B．实验时不需要平衡摩擦力
C．钩码的重力要远小于小车的总重力    D．实验进行时应先释放小车再接通电源
②如图（乙）所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E是计数点（每打5个点取一个计数点），其中L1=3.07cm，L2=12.38cm，L3=27.87cm，L4=49.62cm．则打C点时小车的速度为
 
m/s，小车的加速度是
 
m/s2．（计算结果均保留三位有效数字）
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（2）①某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图所示，则它们的读数值依次是
 
mm、
 
A、
 
V．
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②已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0～10Ω，电流表内阻约几欧，电压表内阻约20kΩ，电源为干电池（不宜在长时间、大功率状况下使用），电源电动势E=4.5V，内阻较小．则以下电路图中，
 
（选填字母代号）电路为本次实验应当采用的最佳电路，但用此最佳电路测量的金属丝电阻仍然会比真实值偏
 
（选填“大”或“小”）．
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③若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA=2.0Ω，那么测量金属丝电阻Rx的最佳电路应是图中的
 
电路（选填字母代号）．此时测得电流为I、电压为U，则金属丝电阻Rx=
 
（ 用题中字母代号表示）．

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