题目内容

在“探究加速度和力、质量的关系”实验中，采用如图所示的装置图进行实验：

（1）实验中，需要在木板的右端垫上一个小木块，其目的是_________________________;
（2）实验中，已经测出小车的质量为M，砝码（包括砝码盘）的质量为m，若要将砝码（包括砝码盘）的重力大小作为小车所受拉力F的大小，这样做的前提条件是                  .
（3）在实验操作中，下列说法正确的是____________ （填序号）
A．求小车运动的加速度时，可用天平测出小盘和砝码的质量M′和m′，以及小车质量M，直接用公式a＝求出
B．实验时，应先接通打点计时器的电源，再放开小车
C．每改变一次小车的质量，都需要改变垫入的小木块的厚度
D．先保持小车质量不变，研究加速度与力的关系；再保持小车受力不变， 研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系
（ 1）平衡摩擦力 （2）m<<M （3）BD

试题分析:（1）由于小车运动过程中会遇到阻力，所以要平衡摩擦力，而平衡摩擦力的方法就是在木板的右端垫上一个小木块，让木板成斜面，这样重力沿斜面的分力就可以与阻力平衡了。
（2）由于小车加速下降，处于失重状态，拉力小于重力，故要使拉力接近勾码的重力，以及要使勾码的质量远小于小车的质量．
（3）本实验是验证牛顿第二定律，所以不能用牛顿第二定律来求加速度，所以A错；实验时应先接通电源然后再放开小车，故B正确；由于平衡摩擦力之后有Mgsinθ=μMgcosθ，故tanθ=μ．所以无论小车的质量是否改变，小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面的分力，改变小车质量时不需要重新平衡摩擦力，故C错误．探究加速度与力的关系时，要控制小车质量不变而改变拉力大小；探究加速度与质量关系时，应控制拉力不变而改变小车质量，故D正确。
这种实验方法是控制变量法．
练习册系列答案
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（9分）测量小物块Q与平板P之间的动摩擦因数的实验装置如图所示。AB是半径足够大的光滑四分之一圆弧轨道，与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切，C点在水平地面的垂直投影为C′。重力加速度大小为g。实验步骤如下：

①用天平称出物块Q的质量m；
②测量出轨道AB的半径R、BC的长度L和CC′的长度h；
③将物块Q在A点从静止释放，在物块Q落地处标记其落点D；
④重复步骤③，共做10次；
⑤将10个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量圆心到C ′ 的距离s。
⑴用实验中的测量量表示：
（Ⅰ）物块Q到达B点时的动能EkB=             ；
（Ⅱ）物块Q到达C点时的动能EkC=            ；
（Ⅲ）在物块Q从B运动到C的过程中，物块Q克服摩擦力做的功Wf =          ；
（Ⅳ）物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ=             。
⑵回答下列问题：
（Ⅰ）实验步骤④⑤的目的是                         。
（Ⅱ）已知实验测得的μ值比实际值偏大，其原因除了实验中测量量的误差之外，其它的可能是                            ________________。（写出一个可能的原因即可）。
在《探究加速度与力、质量的关系》实验中
①某小组同学用如图所示装置，采用控制变量法来研究在小车质量不变的情况下，小车加速度与小车受力的关系．下列措施中正确的是（  ）

A．平衡摩擦力的方法就是将木板一端垫高，在塑料小桶中添加砝码，使小车在绳的拉力作用下能匀速运动
B．每次改变小车所受的拉力时，不需要重新平衡摩擦力
C．实验中应先放小车，然后打开打点计时器的电源
D．在每次实验中，应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量
②如图所示是某一次打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带．取计数点A、B、C、D、E、F、G．纸带上两相邻计数点的时间间隔为T = 0.10s，用刻度尺测量出各相邻计数点间的距离分别为AB=1.50cm，BC="3.88" cm，CD="6.26" cm，DE="8.67" cm，EF="11.08" cm，FG=13.49cm，则小车运动的加速度大小a =  m/s2，打纸带上C点时小车的瞬时速度大小v C =      m/s．(结果保留二位有效数字)

③某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示：（小车质量保持不变）
F/N
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
a/ m/s2
0.30
0.40
0.48
0.60
0.72
请根据表中的数据在坐标图上作出a-F图象；图象不过坐标原点的原因可能是_________．
（10分）某实验小组通过研究发现，采用如右图所示装置可以得到小车和小盘的质量，步骤如下：

（1）取一盒总质量为m0=0.2kg的砝码放置在小车上，不挂小盘，调节斜木板的倾角，使小车能匀速滑下；
（2）挂上小盘，使小车无初速滑下，用打点计时器打出纸带，并根据纸带计算加速度；
（3）从小车上取质量为mx的砝码放到小盘中，重复步骤（2），测出对应的加速度；
（4）改变mx的大小，重复步骤（3），得到mx及a的数据，作出a—mx的图线；
步骤（1）中调节木板的倾角使小车能匀速下滑的目的是______________________________．
通过实验判断小车做匀速运动的依据是__________________________________．
该实验中是否应该满足小车和砝码的质量远大于小盘和砝码的质量？___________（选填“是”或“否”）
若求得图线的斜率k=25m/(kg·s2)，截距b=0.5m/s2，g取10m/s2，则可知小盘的质量m1=________________kg，小车的质量m2=_______________kg．
（7分）某实验小组利用如图所示的装置“探究当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系”。

（1）由上图中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离s＝24 cm，由下图中游标卡尺测得遮光条的宽度d＝________ cm。该实验小组在做实验时，将滑块从如图所示位置由静止释放，由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间Δt1，遮光条通过光电门2的时间Δt2，则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1＝________，滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2＝________，则滑块的加速度的表达式a＝__________________________。(以上表达式均用字母表示)

（2）在本次实验中，实验小组通过改变滑块质量共做了6次实验，得到如下表所示的实验数据。请在下图的坐标系中描点作出相应的a -图象。
m / g
250
300
350
400
500
800
 /（kg-1)
4.0
3.3
2.9
2.5
2.0
1.3
a /（m·s-2）
2.0
1.7
1.3
1.2
1.0
0.6
（10分）“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示．

（1）某同学在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的周期为T．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，标上1、2、3、4、5、6、7、8，测量并计算出的相邻计数点之间的距离如下表：
 
x1
x2
x3
x4
x5
x6
x7
距离(cm)
3.52
3.68
3. 83
3.91
4.16
4.32
4.47
该同学分析数据后发现有一距离计算错了，这段距离是        （填符号）．该同学剔除该数据后，利用其它6个数据正确计算出了加速度．该同学计算加速度的表达式为          ．  
（2）平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力 F的实验数据如下表：
砝码盘中砝码总重力F(N)
0.196
0.392
0.588
0.784
0.980
加速度a(m·s－2)
0.69
1.18
1.66
2.18
2.70
①请根据实验数据在下图中作出a－F的关系图象．

②该实验的研究对象是     ，根据提供的实验数据作出的a－F图线不通过原点，对照本实验提供数据，分析主要原因是     ．
（2分）如图所示，用螺旋测微器测量一电阻丝的直径，其读数为     mm。
在“研究匀变速直线运动”的实验中，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了O、A、B、C、D、E、F共7个计数点(图中每相邻两个计数点间还有四个打点计时器打下的点未画出)，如图所示。打点计时器接的是频率为50Hz的交流电源，计数点问的距离依次为S1=2.60cm、S2=4.10cm、S3=5．60cm、S4="7" .10cm、S5=8．60cm、S6=10.0cm

(1)在打计数点A时纸带的速度为V1=_____________m/s;
(2)若计数点间的距离依次用S1、S2、S3、S、S5、S6表示，相邻两个计数点间的时间间隔用T表示，用逐差法求加速度的表达式为：a=_________,代入数据后，加速度大小为_________m/s。(以上结果均保留三位有效数字)
图甲中游标卡尺的读数是 cm，图乙中螺旋测微器的读数是 mm。

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