题目内容
1．某物理课外小组利用图甲中的装置探究物体加速度与其所受合力之间的关系．置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮：轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小车相连，另一端可悬挂钩码．实验中可用的钩码共有N=5个，每个质量均为0.01kg．重力加速度g=10m/s2．实验步骤如下：
（1）将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物快，使小车（和钩码）可以在木板上匀速下滑．
（2）将n（依次取n=1，2，3，4，5）个钩码挂在轻绳右端，其余N-n个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行．释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移x，绘制x-t图象，经数据处理后可得到相应的加速度a．
（3）对应于不同的n的a值见下表．
| n | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| a/（m•S-2） | 0.45 | 0.91 | 1.36 | 1.82 | 2.27 |
（5）利用a-n图象求得小车（空载）的质量为0.17kg（保留两位有效数字）．
（6）若以“保持木板水平”来代替步骤（1），下列说法正确的是B（填正确选项的标号）．
A．a-n图线不再是直线
B．a-n图线仍是直线，但该直线不过原点
C．a-n图线仍是直线，且该直线的斜率不变．
分析 （4）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出图象．
（5）找出图象上的点，根据图象的性质以及牛顿第二定律列式，即可求出小车的质量．
（6）对实验原理进行分析，明确摩擦力带来的影响；根据牛顿第二定律可明确图象的变化情况．
解答 解：（4）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出图象如图所示：
（5）由牛顿第二定律得：nm0g=（m+5m0）a，解得：a=$\frac{{m}_{0}g}{m+5{m}_{0}}$n，
由图示图象可知，图象斜率：k=$\frac{{m}_{0}g}{m+5{m}_{0}}$=$\frac{2.25}{5}$=0.45，解得：m≈0.17kg；
（6）木板水平，则物体将受到木板的摩擦力；则有：
nm0g-μ[m+（5-n）m0g]=（m+5m0）a；
a=$\frac{n{m}_{0}g}{m+5{m}_{0}}$-$\frac{μ[mg+（5-n）{m}_{0}g]}{m+5{m}_{0}}$=$\frac{{m}_{0}g+μ{m}_{0}g}{m+5{m}_{0}}$n-$\frac{μmg}{m+5{m}_{0}}$，
由此可知，图象仍为直线，但不再过原点并且斜率增大，故B正确，AC错误，故选：B；
故答案为：（4）图象如图所示；（5）0.17；（6）B．
点评 本题考查验证牛顿第二定律的实验，要求能明确实验原理，认真分析各步骤，从而明确实验方法；同时注意掌握图象的性质，能根据图象进行分析，明确对应规律的正确应用．
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12．某同学在“研究小车的加速度与质量关系“的探究实验中，使用的装置如图1所示．他将光电门固定在光滑水平轨道上的某点B，用同一重物拉不同质量的小车，每次小车都从同一位置A由静止释放．
（1）若遮光板的宽度d=1.2cm．实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t=4.0×10-2s，则小车经过光电门时的瞬时速度为0.3m/s；
（2）若再用米尺测量出光电门到小车出发点之间的距离为s，则计算小车加速度大小的表达式为a=$\frac{{d}^{2}}{2s（△t）^{2}}$（各量均用字母表示）；
（3）实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等，则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为m＜＜M；
（4）某同学测得小车的加速度a和小车质量的数据如下表所示：（物体所受合力F保持不变）
根据表中的数据，在图2示的坐标系中描出相应的实验数据点，并作出a-$\frac{1}{m}$图象．由a-$\frac{1}{m}$图象，你得出的结论为：在小车所受合力一定的情况下，加速度与质量成反比．物体受到的合力大约为0.05N．
（1）若遮光板的宽度d=1.2cm．实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t=4.0×10-2s，则小车经过光电门时的瞬时速度为0.3m/s；
（2）若再用米尺测量出光电门到小车出发点之间的距离为s，则计算小车加速度大小的表达式为a=$\frac{{d}^{2}}{2s（△t）^{2}}$（各量均用字母表示）；
（3）实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等，则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为m＜＜M；
（4）某同学测得小车的加速度a和小车质量的数据如下表所示：（物体所受合力F保持不变）
| 实验 次数 | 小车质 量m（kg） | 小车的加速 度a（m/s2） | 小车质量的 倒数1/m（1/kg） |
| 1 | 0.10 | 0.50 | 10.00 |
| 2 | 0.20 | 0.26 | 5.00 |
| 3 | 0.30 | 0.23 | 3.33 |
| 4 | 0.40 | 0.12 | 2.50 |
| 5 | 0.50 | 0.10 | 2.00 |
16．
如图所示，在水平地面上有一小车，小车内质量为m=10kg的物块A拴在一水平被压缩的弹簧的一端，弹簧的另一端固定在小车上，当它们都处于静止状态时，弹簧对物块的弹力为6N，当小车以a=1m/s2的加速度向右做匀加速运动时（ ）
如图所示，在水平地面上有一小车，小车内质量为m=10kg的物块A拴在一水平被压缩的弹簧的一端，弹簧的另一端固定在小车上，当它们都处于静止状态时，弹簧对物块的弹力为6N，当小车以a=1m/s2的加速度向右做匀加速运动时（ ）| A． | 物块A相对小车滑动 | B． | 物块A受到的摩擦力方向不变 | ||
| C． | 物块A受到的摩擦力减少 | D． | 物块A受到的弹力增大 |
如图所示，为一倾角θ=37°的足够长斜面，将一质量为m=2kg的物体无初速度释放在斜面上，同时施加一沿斜面向上的拉力F1=3N，2s后拉力变为F2=9N，方向不变．物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.25，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
如图所示，在倾角θ=37°足够长的固定斜面上，有一质量m=1kg的物体，物体与斜面间的动摩擦因数μ=$\frac{\sqrt{3}}{3}$，物体在恒力F的作用下从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，经2s运动了10m．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2），求：
11．
在粗糙的水平地面上有一质量为2kg的小物块，在水平拉力作用下从t=0时开始做初速度为零的直线运动，t=6s时撤去拉力，其速度图象如图所示．若取重力加速度g=10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
在粗糙的水平地面上有一质量为2kg的小物块，在水平拉力作用下从t=0时开始做初速度为零的直线运动，t=6s时撤去拉力，其速度图象如图所示．若取重力加速度g=10m/s2，则下列说法正确的是（ ）| A． | 物块与地面间的动摩擦因数为0.25 | |
| B． | 0～2s内，物块所受的拉力大小为8N | |
| C． | 0～8s内，物块离出发点最远为6m | |
| D． | 0～8s 内，物块的平均速度大小为2.5 m/s |