题目内容

如图所示的实验装置可以验证牛二定律，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、盒子以及盒内沙子质量）记为M．
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．本次实验中，桶内的沙子取自小车中，故系统的总质量不变，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．
（1）a-F图象斜率的物理意义是k=
 
（写出表达式）
（2）你认为把沙桶的总重力mg当做合外力是否合理？答：
 
（填“合理”或“不合理”）．
（3）本次实验中，是否应该满足M＞＞m这样的条件？理由是？
答：否
 
（填“是”或“否”）；理由
 
．
练习册系列答案
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力F1大小为4N，方向向东，与F2的合力方向向北，大小仍为4N，求F2的大小和方向．
物体运动的速度方向、加速度方向和所受合外力的方向的关系是（　　）
A、速度方向、加速度方向和所受合外力的方向总是相同的B、合外力的方向跟加速度方向总是相同的，但速度方向与前二者的方向可能相同，也可能不同C、速度方向跟加速度方向总是相同的，但合外力的方向与前二者的方向可能相同，也可能不同D、物体的速度是由合外力产生的，所以速度方向总跟合外力的方向相同
在探究牛顿第二定律的实验中，若保持砂桶和砂子的总质量不变，改变小车内砝码的总质量时，利用纸带上的数据可以算出小车的速度，取其中两次实验的结果作出小车的速度图线，如下图．前后两次小车与砝码的总质量分别为M1和M2，则M1
 
 M2（填“＞”、“＜”、“=”）．
某同学在实验室用如图甲所示的实验装置来研究牛顿第二定律，小车的质量为M，沙和沙桶的总质量为m．

（1）为了尽可能减少摩擦力的影响，计时器最好选用
 
（填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”），同时需将长木板的右端垫高，在没有沙桶拖动下，轻推一下小车，使小车能拖动穿过打点计时器的纸带做
 
．
（2）在
 
条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力，在控制
 
不变的情况下，可以探究加速度与合力的关系．
（3）在此试验中，该同学先接通计时器的电源（频率为50Hz），再放开纸带，图乙所示是在m=100g，M=1kg情况下打出的一条纸带，O为起点，A、B、C为过程中的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，有关数据如图乙所示，其中hA=42.05cm，hB=51.55cm，hC=62.00cm，则打B点时小车的速vB=
 
m/s，小车的加速度为a=
 
m/s2．（结果保留两位有效数字）
用斜面、小车、砂桶、砝码等器材做《验证牛顿第二定律》的实验，如图为实验中打出的一条纸带，打点计时器的打点间隔为T，相邻两记数点间还有四个点未画出，且间距分别为s1、s2、…、s6．
（1）请写出计算加速度的表达式，a=
 
；
（2）写出计数点5的瞬时速度公式，V5=
 
；
（3）若1、2、3、4、5、6各点到0点的距离分别为7.50cm，27.60cm，60.30cm，105.60cm，163.50cm，234.00cm，T=0.02s，则打计数点5的瞬时速度V5=
 
m/s（结果保留两位有效数字）
如图（a），质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移-时间（s-t）图象和速率-时间（v-t）图象．整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为l、高度为h．（取重力加速度g=9.8m/s2，结果保留一位有效数字）．

（1）现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度，A的v-t图线如图（b）图所示．从图线可得滑块A下滑时的加速度a=
 
 m/s2，摩擦力对滑块A运动的影响
 
．（填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”）
（2）此装置还可用来验证牛顿第二定律．实验时通过改变
 
，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；通过改变
 
，同时保证
 
不变，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系．
（3）将气垫导轨换成滑板，同时调节滑板的高度h，滑块A换成滑块A’，给滑块A’一沿滑板向上的初速度，A’的s-t图线如图（c）图．图线不对称是由于
 
造成的，滑块与滑板间的动摩擦因数μ=
 
．
消防员用绳子将一不慎落入井中的儿童从井内加速向上提的过程中，不计绳子的重力，以下说法正确的是（　　）
A、绳子对儿童的拉力大于儿童对绳子的拉力B、消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力是一对作用力和反作用力C、绳子对儿童的拉力大于儿童的重力D、消防员对绳子的拉力大于儿童对绳子的拉力
下列关于物理学中的研究方法、物理学史以及力和运动的说法正确的是（　　）
A、物体在恒力作用下一定做直线运动B、两个直线运动的合运动一定是直线运动C、法拉第用实验证明磁能生电并发明了人类历史上的第一台发电机D、在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了理想模型法

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