某实验小组应用如图1所示装置“探究加速度与物体受力的关系 .已知小车的质量为M.砝码及砝码盘的总质量为m.所使用的打点计时器所接的交流电的频率为50Hz．实验步骤如下:A．按图所示安装好实验装置.其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直,B．调节长木板的倾角.轻推小车后.使小车能沿长木板向下匀速运动,C．挂上砝码盘.接通电源后.再放开小车.打出� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

10．某实验小组应用如图1所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，砝码及砝码盘的总质量为m，所使用的打点计时器所接的交流电的频率为50Hz．实验步骤如下：
A．按图所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；
B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；
C．挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；
D．改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤C，求得小车在不同合力作用下的加速度．

根据以上实验过程，回答以下问题：
（1）对于上述实验，下列说法正确的是C．
A．小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等
B．实验过程中砝码盘处于超重状态
C．与小车相连的轻绳与长木板一定要平行
D．弹簧测力计的读数应为砝码和砝码盘总重力的一半
E．砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量
（2）实验中打出的一条纸带如图2所示，由该纸带可求得小车的加速度为0.16m/s²．（结果保留2位有效数字）
（3）由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象，与本实验相符合的是图3中的A．

分析（1）根据实验原理，可知小车的加速度与砝码盘的加速度不等，但弹簧测力计的读数为小车所受合外力，砝码加速度向下，处于失重状态，不需要砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量的条件；
（2）在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，根据作差法求解加速度；
（3）数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象，应该是过原点的一条倾斜直线．

解答解：（1）A、由图可知，小车的加速度是砝码盘的加速度大小的2倍，故A错误；
B、实验过程中，砝码向下加速运动，处于失重状态，故B错误；
C、小车相连的轻绳与长木板一定要平行，保证拉力沿着木板方向，故C正确；
D、实验过程中，砝码向下加速运动，处于失重状态，故弹簧测力计的读数小于砝码和砝码盘总重力的一半，故D错误；
E、由于不是砝码的重力，即为小车的拉力，故不需要砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量的条件，故E错误；
故选：C
（2）在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，
即△x=aT²，
解得：a=$\frac{△x}{{T}^{2}}$
将△x=0.16cm=0.0016m，T=0.1s带入解得：a=0.16m/s²．
（3）由题意可知，小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系应该是成正比，即为过原点的一条倾斜直线，故A符合．
故选：A
故答案为：（1）C；（2）0.16；（3）A

点评解答实验问题的关键是正确理解实验原理，加强基本物理知识在实验中的应用，同时不断提高应用数学知识解答物理问题的能力，掌握求加速度的方法，注意单位的统一，同时理解由图象来寻找加速度与合力的关系．

练习册系列答案

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19．

如图：二平行导体轨道相距为L，放置在同一水平面内，左端接电阳R，长为L质量为m的金属杆垂直轨道放置且与轨道接触良好，不计摩擦和导轨、金属杆的电阻．整个装置位于竖直方向的匀强磁场中．对金属杆施加水平向右的恒力F．求：
（]）开始时金属杆的加速度．
（2）金属杆运动的最大速度．
（3）由阻R消耗的最大电功率．

1．

如图所示，一物体受到1N、2N、3N、4N四个力作用而处于平衡，沿3N力的方向作匀速直线运动，现保持1N、3N、4N三个力的方向和大小不变，而将2N的力绕O点旋转60°，此时作用在物体上的合力大小为（　　）

18．

如图所示，回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，D形盒半径为R．用该回旋加速器加速质子（质量数为1，核电荷数为1）时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电周期为T．（粒子通过狭缝的时间忽略不计）则（　　）

	A．	质子在D形盒中做匀速圆周运动的周期为2T
	B．	质子被加速后的最大速度可能超过$\frac{2πR}{T}$
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5．某实验小组在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，使用多用电表测量小灯泡两端的电压，档位开关指示如图1，电表表盘指针如图2所示．