题目内容

（9分）某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力 F及质量m关系的实验，图（a）为实验装置简图。（交流电的频率为50Hz）


（1）图（b）为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为_________m/s2。（保留二位有效数字）
（2）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的1/m，数据如下表：
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
小车加速度a/m·s–2
1．90
1．72
1．49
1．25
1．00
0．75
0．50
0．30
小车质量m/kg
0．25
0．29
0．33
0．40
0．50
0．71
1．00
1．67

4．00
3．45
3．03
2．50
2．00
1．41
1．00
0．60
请在方格坐标纸中画出a–1/m图线，并从图线求出小车加速度a与质量倒数1/m之间的关系式是         。

（3）有一位同学通过实验测量作出了图（c）中的A图线, 另一位同学实验测出了如图（c）中的B图线．试分析：

(1)A图线上部弯曲的原因____________________________________________________；
(2)B图线在纵轴上有截距的原因                                             ；
（1）3.2
（2）   图像见下图

（3）①未满足沙和沙桶质量远小于小车的质量②平衡摩擦力时，长木板倾角过大（平衡摩擦力过度）

试题分析：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．该实验采用的是控制变量法研究，其中加速度、质量、合力三者的测量很重要．
纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的两个推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度．要直观的反映两个量之间的关系，可以通过作图来解决．
①从b图中看出相邻的计数点时间间隔为0.04s
利用匀变速直线运动的两个推论得出：
②将表格中的a和两组数据分别在所给的坐标中找出对应的点，用一条平滑的曲线连接各点，得到如图所示的a—图象。由图象可求得图线的
斜率，故。
③①当m＜＜M时，即当砝码和小桶的总重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于砂和砂桶的总重力，A图线上部弯曲的原因是未满足沙和沙桶质量远小于小车的质量。
②B图线在纵轴上有截距的原因，从图上发现直线没过原点，当F=0时，a＞0．也就是说当绳子上没有拉力时小车还有加速度，说明小车的摩擦力小于重力沿斜面向下的分力．该组同学实验操作平衡摩擦力时，长木板倾角过大（平衡摩擦力过度）。
点评：实验问题需要结合物理规律去解决．对于实验我们要清楚每一项操作存在的理由．比如为什么要平衡摩擦力，为什么要先接通电源后释放纸带等．解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚．
练习册系列答案
相关题目
如下图所示，螺旋测微器测量某金属丝的直径，则此金属丝的直径是            mm。下图是用20分度的游标卡尺测物体长度的示意图，则物体长度为                 cm。
在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打上的点计算出．
(2)、一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地确定出加速度a与质量M的关系，应该作a与________的图象．


(3)如图(a)为甲同学根据测量数据作出的a－F图线，说明实验存在的问题是
______________________________________________________．
(4)乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a－F图线如图(b)所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？
______________________________________________________________.
在“探究求合力的方法”实验中，橡皮条的一端固定于P点，如图。

⑴用A、B两弹簧测力计将橡皮条的另一端拉至O点，记录两分力的      和       ，此时弹簧测力计A的示数为­­­­­­­_____Ｎ(只须读到0.1N)。接下来，为了测出这两分力的合力，用一只弹簧测力计沿PO方向拉伸橡皮条，使橡皮条的长度　 　PO（选填“大于”“等于”或“小于”），记录下该力的大小和方向。

⑵图为另一同学根据自己的实验数据画出的两个分力F1、F2的图示，请在图1中作出这两个分力的合力F合（保留作图痕迹），并在图中空格处填写F合的大小。
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
①.请根据表中的数据在坐标图上作出a—F图象

②.图象不过坐标原点的原因可能是                        ，
图线的斜率的倒数的物理含义是                   。
在“测定匀变速直线运动的加速度”实验中，得到一条清晰的纸带，按每打5个点取一个计数点的方法标出计数点(如图甲所示)，两相邻计数点间的时间间隔T=0.02×5s=0.1s．已测得s5=8.80cm，在测计数点3、4之间的距离s4时，刻度尺的示数如图乙所示，则s4=       cm，根据上述数据算得加速度的大小为        m／s2（加速度的数值保留2位小数）。
如图为用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系的实验装置．实验前已平衡摩擦力．

①实验中采用控制变量法，应保持_______不变，用钩码所受的重力作为小车所受的________，用DIS测小车的加速度．
②改变所挂钩码的数量，多次重复测量。根据测得的多组数据可 画出a-F关系图线（如图所示）．分析此图线的OA段可得出的实验结论是______________．此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是：
A．小车与轨道之间存在摩擦
B．导轨保持了水平状态
C．所挂钩码的总质量太大
D．所用小车的质量太大
（6分）用打点计时器探究小车速度随时间变化规律实验的主要步骤有：
A．把打点计时器固定在长木板的一端，接好电路；
B．把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后开启小车；
C．换上纸带，重复实验三次，选择一条较理想的纸带；
D．把一根细绳系在小车上，细绳跨过定滑轮挂上钩码，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车后面；
E．断开电源，取下纸带。
（1）按合理的实验顺序排列上述步骤                                 ；
（2）如图所示为某次实验的纸带，测得AB=1.2cm，AC=3.6cm，AD=7.2cm，计数点A、B、C、D中，每相邻的两个计数点之间有四个小点未画出，则运动物体的加速度a=__________m/s2，打B点时运动物体的速度vB=__________m/s。
如图所示，在做“寻找等效力”的实验中，在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在A点上，另一端连接两根细线，然后通过细线用两个互成角度的弹簧秤来拉橡皮条，使橡皮条的结点拉到某一点O，记录两弹簧秤的读数和两细线的方向以及结点O的位置；然后改用一个弹簧秤把橡皮条的结点再次拉到O点，记录弹簧秤的读数和细线的方向.请问：为什么两次要将结点拉到同一位置？（　　）
A．这样可以方便作图
B．其实两次结点不是拉至同一位置也可以
C．这样做可保证两次弹簧的伸长量相同
D．这样做可保证两次力的作用效果相同

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