题目内容
18．“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示．（1）在实验过程中，某小组同学打出了一条纸带如图乙所示．从比较清晰的点起，量出相邻计数点之间的距离分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6，两计数点时间间隔为T．则该小车的加速度a=$\frac{{x}_{6}+{x}_{5}+{x}_{4}-{x}_{3}-{x}_{2}-{x}_{1}}{9{T}^{2}}$．
（2）在探究a-F关系中，该小组同学在完成相关实验操作步骤后，得到如下五组数据
| 砝码盘中砝码重力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 |
（3）根据以上提供的实验数据作出的a-F图线不通过原点，你认为可能的原因是BC（填人相应的字母）．
A．实验中没有对小车平衡摩擦力
B．在对小车平衡摩擦力时，长木板倾角太大
C．计算重力时漏加砝码盘的重力
D．实验没有满足砝码及砝码盘质量远小于小车质量．
分析 （1）根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小；
（2）根据描点法作出图象；
（3）根据F=0，加速度不为零，分析a-F图线不过原点的原因．
解答 解：（1）根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可得：
x4-x1=3a1T2
x5-x2=3a2T2
x6-x3=3a3T2 
为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值，得：
a=$\frac{1}{3}$（a1+a2+a3）=$\frac{{x}_{6}+{x}_{5}+{x}_{4}-{x}_{3}-{x}_{2}-{x}_{1}}{9{T}^{2}}$
（2）根据描点法作出图象，如图所示：
（3）当F=0时，加速度不为零，知平衡摩擦力时斜面的倾角过大，a-F图线，不通过原点的原因也可能是未放入砝码时，小车已有加速度，可以判断未计入砝码盘的重力，故BC正确，AD错误．
故选：BC
故答案为：（1）$\frac{{x}_{6}+{x}_{5}+{x}_{4}-{x}_{3}-{x}_{2}-{x}_{1}}{9{T}^{2}}$；（2）如图所示；（3）BC
点评 本题借助实验考查了匀变速直线的规律以及推论的应用，对于实验问题需要结合物理规律去解决．处理图象问题要注意图线的斜率、交点、拐点、面积等意义，能正确理解这些量的意义则很多问题将会迎刃而解．
练习册系列答案
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9．下列关于力学单位的说法，正确的是（ ）
| A． | 长度的单位（m）、力的单位（N）和质量的单位（kg）是力学中的三个基本单位 | |
| B． | 国际单位制中，长度的单位为米（m）、力的单位为牛（N）、质量的单位为千克（kg） | |
| C． | 速度的单位是利用公式v=$\frac{x}{t}$导出的，加速度的单位是利用公式a=$\frac{F}{m}$导出的 | |
| D． | 力学单位是人为规定的，选择不同的力学单位，计算出的结果的数值一定是相同的 |
如图甲所示的装置叫做阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德（G，Atwood 1746-1807）创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律．某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙所示．
13．某校两个课外活动小组分别用以下两种方法来验证机械能守恒定律．请阅读下列两段材料，完成后面问题．
第1小组：利用竖直上抛小球的频闪照片《验证机械能守恒定律》．频闪仪每隔0.05s闪光一次，图（a）中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如表（当地重力加速度取9.8m/s2，小球质量m=0.2kg，结果保留三位有效数字）：
（1）由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度为v5=3.48m/s；
（2）从t2到t5时间内，重力势能增量为△Ep=1.24J，动能减少量为△Ek=1.28J；
（3）在误差允许的范围内，若 Ep与Ek近似相等，从而验证了机械能守恒定律．由上述计算可得Ep＜Ek（选填“＞”、“＜”或“=”），造成这种结果的主要原因是存在空气阻力．
第2小组：DIS实验是利用现代信息技术进行的实验．“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图（b）所示，在某次实验中，选择DIS以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图（c）所示．图象的横轴表示小球距D点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能Ep、动能Ek 或机械能E．试回答下列问题：
（1）图（c）的图象中，表示小球的重力势能Ep、动能Ek、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是乙、丙、甲（按顺序填写相应图线所对应的文字）．
（2）根据图（c）所示的实验图象，可以得出的结论是在误差允许的范围内，在只有重力做功的情况下，小球的机械能守恒．
第1小组：利用竖直上抛小球的频闪照片《验证机械能守恒定律》．频闪仪每隔0.05s闪光一次，图（a）中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如表（当地重力加速度取9.8m/s2，小球质量m=0.2kg，结果保留三位有效数字）：
| 时刻 | t2 | t3 | t4 | t5 |
| 速度（m/s） | 4.99 | 4.48 | 3.98 |
（2）从t2到t5时间内，重力势能增量为△Ep=1.24J，动能减少量为△Ek=1.28J；
（3）在误差允许的范围内，若 Ep与Ek近似相等，从而验证了机械能守恒定律．由上述计算可得Ep＜Ek（选填“＞”、“＜”或“=”），造成这种结果的主要原因是存在空气阻力．
第2小组：DIS实验是利用现代信息技术进行的实验．“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图（b）所示，在某次实验中，选择DIS以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图（c）所示．图象的横轴表示小球距D点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能Ep、动能Ek 或机械能E．试回答下列问题：
（1）图（c）的图象中，表示小球的重力势能Ep、动能Ek、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是乙、丙、甲（按顺序填写相应图线所对应的文字）．
（2）根据图（c）所示的实验图象，可以得出的结论是在误差允许的范围内，在只有重力做功的情况下，小球的机械能守恒．
某活动小组利用图装置测当地重力加速度；钢球自由下落过程中，先通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度；测出钢球的直径D及两光电门间的距离h．
7．
质量为m、长为L的直导线用两根绝缘细线悬挂于OO′，静止于匀强磁场中，当直导线中通以沿x正方向的电流I时，绝缘细线偏离到跟竖直方向的夹角为θ处，直导线再次静止，如图所示，则磁感应强度的方向和大小可能为（ ）
质量为m、长为L的直导线用两根绝缘细线悬挂于OO′，静止于匀强磁场中，当直导线中通以沿x正方向的电流I时，绝缘细线偏离到跟竖直方向的夹角为θ处，直导线再次静止，如图所示，则磁感应强度的方向和大小可能为（ ）| A． | 沿x正方向，$\frac{mg}{IL}$tanθ | B． | 沿y正方向，$\frac{mg}{IL}$ | ||
| C． | 沿x负方向，$\frac{mg}{IL}sinθ$ | D． | 沿悬线向上，$\frac{mg}{IL}sinθ$ |
