题目内容

在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图1所示的装置，打点计时器使用的交流电频率为50Hz．
①该同学得到一条纸带，在纸带上取连续的六个点，如图（a）所示，自A点起，相邻两点的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm，则打E点时小车速度为
0.85
0.85
m/s，小车的加速度为
5
5
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F恒定
拉力F恒定
；若该同学要探究加速度a和拉力F关系，应该保持
小车质量M恒定
小车质量M恒定
不变；
③该同学通过数据的处理作出了a-F图象，如图（b）所示，则图中直线不过原点的原因可能是
平衡摩擦力过度
平衡摩擦力过度
．
分析：该实验是探究加速度与力、质量的三者关系，研究三者关系必须运用控制变量法．
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．
解答：解：①利用匀变速直线运动的推论得出：
vE=
xDF
tDF
=
(0.016+0.018)m
2×0.02s
=0.85m/s
小车的加速度为a=
△x
t2
=
0.012-0.01
(0.02)2
m/s2=5m/s2
②该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系，应该保持细线对车的拉力F不变；若该同学要探究加速度a和拉力F的关系，应该保持小车的质量M不变．
③图中当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时，小车的加速度不为0，说明小车的摩擦力小于重力的分力，所以原因是实验前木板右端垫得过高．
故答案为：①0.85；5；②拉力F恒定；小车质量M恒定；③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．其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚．
数据处理时注意单位的换算．
练习册系列答案
相关题目
在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用下图1所示的装置．
（1）本实验应用的实验方法，下列说法中正确的是
CD
CD
．

A．在探究加速度与质量的关系时，应该改变拉力的大小
B．在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量
C．在探究加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a-
1
m
图象
D．当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小
（2）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?s-2 0.10 0.20 0.28 0.40 0.52
①根据表中的数据在坐标图2上作出a-F图象．
②图线不过原点的原因可能是
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
．
在“探究加速度与力的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中砝码的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因．
答：
没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
．
在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，当小车质量一定时，根据实验数据画出加速度a与作用力F的图线如图所示．
（1）图线未过坐标原点，原因是：
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足

（2）图线出现弯曲，原因是：
砂桶质量没有远小于小车质量
砂桶质量没有远小于小车质量
．
在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中：

（1）某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装如图1所示．
请指出该装置中的错误或不妥之处：
①打点计时器应接交流电源；②小车应靠近打点计时器；③应该平衡摩擦力；
①打点计时器应接交流电源；②小车应靠近打点计时器；③应该平衡摩擦力；

（2）改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验．图2是某次实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．根据图中数据求出小车的加速度a=
0.496
0.496
m/s2（保留3位有效数字）

（3）在“探究加速度与力的关系”时，保持小车的质量不变，改变沙和沙桶的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图3，该图线不通过坐标原点，明显超出偶然误差范围，其主要原因可能是
BC
BC
．（请填相应的字母）

A．平衡摩擦力时将木板垫得过高
B．平衡摩擦力时将木板垫得过低
C．平衡摩擦力时挂上了沙桶和沙
D．实验时没有满足沙和沙桶的质量远小于小车的质量．
（1）为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图甲所示的器材：A为小车，B为电火花计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重量．请思考探究思路并回答下列问题：
（a）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取什么做法？
（b）在“探究加度与质量的关系”时，保持砝码和小桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m数据如下表：
 次数 1  2  3  4  5 
 小车加速度a/m?s-2  0.78  0.38 0.25  0.20  0.16
 小车质量m/kg  0.20 0.40  0.60  0.80  1.00 
根据上述实验数据，用计算机绘制出a-m图象如图乙所示：通过对图象（图乙）的观察，可猜想在拉车F一定的情况下a与m的关系可能是：a∝m-1、a∝m-2、a∝m-3等等，为了验证猜想，请在图丙中作出最能直观反映a与m之间关系的图象．
（c）在“探究加速度与力的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中砝码的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与力F图线如图丁，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因是
没有平衡摩擦力或平衡摩擦力充分
没有平衡摩擦力或平衡摩擦力充分
．
（2）在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测量金属丝的长度l=0.810m．金属丝的电阻大约为4Ω．先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．
（a）从图中读出金属丝的直径为
0.520
0.520
mm．
（b）在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，还有如下供选择的实验器材：
A．直流电源：电动势约4.5V，内阻很小；
B．电流表A1：量程0～0.6A，内阻0.125Ω；
C．电流表A2：量程0～3.0A，内阻0.025Ω；
D．电压表V：量程0～3V，内阻3kΩ；
E．滑动变阻器R1：最大阻值10Ω；
F．滑动变阻器R2：最大阻值50Ω；
G．开关、导线等．
在可供选择的器材中，应该选用的电流表是
B
B
，应该选用的滑动变阻器是
E
E
．
（c）根据所选的器材，在右边的方框中画出实验电路图．
（d）若根据伏安法测出电阻丝的电阻为Rx=4.1Ω，则这种金属材料的电阻率为
1.6
×10
-7
 
1.6
×10
-7
 
Ω?m．（保留二位有效数字）

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