题目内容

某同学用如图所示装置验证“质量一定时，物体的加速度与外力的关系”，他将光电门固定在气垫导轨上的某点B处，用细线拴住重力为F的钩码绕过定滑轮拉滑块，滑块从导轨上的A点由静止释放，测出AB间的距离及遮光条的宽度，记录遮光条通过光电门的挡光时间t。通过改变钩码的个数，仍让滑块从同一位置A由静止释放，重复上述实验，记录数据如下表所示：

①请在答题卡的坐标图上作出图线；
②据图象得出的结论是                     ；
③若AB间的距离为x，遮光条的宽度为d，推导出加速度a与的关系式     ；所以质量一定时，物体的加速度与外力的关系是             。
① F－图线如图所示（2分）②F与成正比（2分）③（3分）；成正比（2分）

试题分析：①描点画图，如图所示；

②由图像知，F与成正比；③根据匀变速运动的规律，联立整理得：所以质量一定时，加速度与成正比，所以加速度与外力F成正比。
练习册系列答案
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（10分）在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，请回答下列问题。
①现巳提供了以下器材：铁架、夹子、毫米刻度尺、游标卡尺、细线。为了完成实验，还必须从下图（一）中挑选出一些实验器材，其名称是           （漏选或多选得零分）.

②甲、乙两组同学将单摆按如图（二）所示的方式悬挂，你觉得比较合理的是    （填“甲”或 “乙”）。
③正确挂起单摆后，将摆球从平衡位置拉开一个小角度静止释放，使摆球在竖直平面内稳定摆动，当摆球经过         （填“平衡位置”、或“最大位移处”或“任意位置”）时开始计时，并记数为“1”，当摆球第49次经过此位置停止计时。读出这段时间为t，则单摆的周期T=           .
④实验小组又利用单摆周期公式来测量当地的重力加速度g。为使测量结果更准确，利用多组数据求平均值的办法来测定g值。小组成员设计了如下的记录表格，你认为表        （填“A”或“B”〉设计得比较合理。
如图所示的实验装置可以探究加速度与物体质量、物体受力的关系（摩擦力已平衡）。小车上固定一个盒子，盒子内盛有沙子。沙桶的总质量（包括桶以及桶内沙子质量）记为m，小车的总质量（包括车、盒子及盒内沙子质量）记为M。

（1）验证在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比：从盒子中取出一些沙子，装入沙桶中，称量并记录沙桶的总重力mg，将该力视为合外力F，对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出．多次改变合外力F的大小，每次都会得到一个相应的加速度．以合外力F为横轴，以加速度a为纵轴，画出a－F图象，图象是一条过原点的直线．
在本次实验中，如果沙桶的总重力mg与Mg相比非常接近时，获得的实验数据是否会和理论预期产生较大差异？
答：       .（填“会”或“不会”）理由是                       ．
（2）验证在合外力不变的情况下，加速度与质量成反比：保持桶内沙子质量m不变，在盒子内添加或去掉一些沙子，验证加速度与质量的关系．用图象法处理数据时，以加速度a为纵横，应该以       为横轴．
（12分）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图所示的装置，打点计时器的打点频率为50Hz。


（1）该同学得到一条纸带，在纸带上取连续的六个点，如图所示，相邻两点间的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm，则打E点时小车的速度为     m/s， 打A、F两点的过程中小车的平均速度为        m/s，小车的加速度为       m/s2。
（2）该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系，应该保持拉力不变；得到多组数据后他应描给的图象是       （填）
（3）该同学通过数据的处理作出了a —F图象，如图所示，则
①图中的直线不过原点的原因是                      。
②此图中直线发生弯曲的原因是                  。
某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：
A．按如图摆好实验装置，
B．将质量M＝0.20 kg的小车拉到打点计时器附近，并按住小车，
C．在总质量m分别为10 g、30 g、50 g的三种
钩码中,挑选了一个质量为50 g的钩码挂在拉线
的挂钩上，
D．接通打点计时器的电源（电源频率为f＝50 Hz）， 然后释放小车，打出一条纸带。
①多次重复实验，从中挑选一条点迹清晰的纸带如图所示。把打下的第一点记作“0”，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有4个点未画出，用毫米刻度尺测得各计数点到0点距离分别为d1＝0.0075 m，d2＝0.03001m，d3＝0.0675 m，d4＝0.1200 m，d5＝0.1875m，d6＝0.2700 m，他把钩码重力（当地重力加速度g＝9.8 m/s2）作为小车所受合力算出打下“0”点到打下“5”点合力做功。则合力做功＝______ ，小车动能的改变量＝______（结果保留三位有效数字）。

② 此次实验探究的结果，他没能得到“合力对物体做的功等于物体动能的增量”，且误差很大，显然，在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素。请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下，造成较大误差的主要原因是                    ；                            。（写出两条即可）
（６分）在“探究加速度与力、质量的关系”实验时，已提供了质量约为３００ｇ的小车、一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线、开关．为了完成实验，还需从下列器材中选取部分器材，
A．弹簧测力计；B．电火花计时器；C．学生电源；D．１．５Ｖ干电池若干；
Ｅ．砝码一盒； Ｆ．５０ｇ钩码一盒； Ｇ．秒表．
（１）所选器材代码是              （漏选或多选得零分）；
（２）分别写出（１）问中所选器材的作用                                         
                                                                          　　　
图中是用螺旋测微器测量一金属板厚度时的示数，此读数应为    mm
（7分）（1）用螺旋测微器测一圆形工件的直径，情况如下图所示，读数为       mm。

（2）下图是某同学设计的探究橡皮筋的弹性势能Ep与伸长量d之间关系的实验装置。他进行了如下操作：将长木板放在桌面上调至水平，橡皮筋一端固定在墙上，另一端被小车拉长了d，小车由静止释放后带动穿过打点计时器的纸带沿长木板运动。共做了三次实验，各次小车由静止开始运动的位置不同（即橡皮筋的伸长量d不同），分别打出三条纸带。打点计时器电源的频率为50Hz。

①该同学利用纸带已经算出了第3次实验小车的最大速度，请你根据第1次和第2 次实验得到的纸带对应的数据算出这两次实验小车的最大速度并填在表格对应的位置上。（下图为打点计时器连续打出的点的一部分）
实验次序
1
2
3
d /cm
5.00
10.00
20.00
vmax/(m·s-1)
 
 
4.0

②下列关于该实验的叙述正确的是
a．本实验是根据橡皮筋的弹性势能Ep等于小车的最大动能来探究Ep与橡皮筋的伸长量d之间的函数关系的
b．小车在橡皮筋的作用下做匀加速直线运动
c．实验误差的主要来源是水平木板对小车的摩擦阻力
d．根据表格中的数据可以分析出，在误差允许范围内Ep与d成正比例函数关系
为了验证机械能守恒定律，某同学在墙壁上固定了竖直的标尺，让小钢球在标尺附近无初速释放，然后启动数码相机的连拍功能，得到了如右图所示的照片。已知相机连拍频率为10张/秒，标尺的单位为cm，当地重力加速度为9.8m/s2。

① 为了获得钢球在B位置的动能，需要求得经B位置时的速度vB，下列求法中正确的是         （填序号），其中T为连拍相邻两张照片的时间间隔。
A．vB = gT    B．vB =   C．vB =
② 运用正确的方法可得钢球在D位置的速度vD =        m/s（取三位有效数字）；
③ 若要验证钢球在B、D间两点的机械能是否相等，除测定vB、vD外还需测量的物理量及符号是_________________________________；需验证的等式是__________________________________。造成本实验产生系统误差的原因是____________________。

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