题目内容
20．甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图甲、乙、丙所示的实验装置，验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律．已知他们使用的小车完全相同，小车的质量为M，重物的质量为m，试回答下列问题：
（1）甲、乙、丙实验中，必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是甲、乙、丙；
（2）实验时，必须满足“M远大于m”的实验小组是甲；
（3）实验时，甲、乙、丙三组同学的操作均完全正确，他们作出的a-F图线如图丁中A、B、C所示，则甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是C、A、B．
（4）实验时，乙组同学得到的一条纸带如图戊所示，从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，打点计时器所用电源的频率为50Hz，根据所标的测量数据可算得：小车的加速度为0.16m/s2，打下2点时小车的速度为0.36m/s．
分析 （1）本实验探究当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力的关系，三个实验小组都需要平衡摩擦力；
（2）只有用重物的重力代替绳子的拉力，才需要满足M＞＞m；
（3）若用重物的重力代替绳子的拉力，要满足M≥m，随着m的增大，不满足M＞＞m时，图象出现弯曲，还有两组根据绳子拉力相等时，加速度的大小来判断；
（4）根据△x=aT2求解加速度，根据匀变速直线运动的推论求出瞬时速度．
解答 解：（1）本实验探究当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力的关系，所以三个实验小组都需要平衡摩擦力，即甲乙丙都需要平衡摩擦力．
（2）乙和丙绳子的拉力可以由弹簧测力计和力传感器直接得到，不需要用重物的重力代替，所以乙丙两组不需要满足M＞＞m，而甲组用重物的重力代替绳子的拉力，要满足M＞＞m．
（3）甲组用重物的重力代替绳子的拉力，要满足M≥m，随着m的增大，不满足M＞＞m时，图象出现弯曲，所以甲组对应的是C，
根据装置可知，乙图中小车受到的拉力大于弹簧测力计的示数，丙图中受到的拉力等于力传感器的示数，当F相等时，乙组的加速度大，所以乙组对应A，丙组对应B，
（4）每5个点取一个计数点，计数点间的时间间隔：t=0.02×5=0.1s，
由匀变速直线运动的推论：△x=at2可知，加速度：a=$\frac{{x}_{3}-{x}_{1}}{2{t}^{2}}$=$\frac{（3.84-3.52）×1{0}^{-3}m}{2×（0.1s）^{2}}$=0.16m/s2；
打点2时小车的速度：v=$\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{2t}$=$\frac{（3.52+3.68）×1{0}^{-2}m}{2×0.1s}$=0.36m/s；
故答案为：（1）甲、乙、丙；（2）甲；（3）C、A、B；（4）0.16；0.36．
点评 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，同时要熟练应用所学基本规律解决实验问题．探究加速度与力、质量关系实验要采用控制变量法，当钩码的质量远小于小车的总质量时，可以近似认为小车受到的拉力等于钩码的重力，若用力传感器，则不需要满足此条件．
优学名师名题系列答案
如图所示，一质量为M的楔形木块放在水平桌面上，它的顶角为900，两底角为a和β．a b 为两个位于斜面上质量均为m的小木块．已知所有接触面都是光滑的．现使a、b同时沿斜面下滑，而楔形木块静止不动，这时的楔形木块对水平面的压力为FN，a、b的加速度的水平分量为a1，a2，下面关于FN，a1与a2的比值的说法正确的是（ ）| A． | FN=Mg+mg | B． | FN=Mg+mg（sinα+sinβ） | ||
| C． | $\frac{a_1}{a_2}$=1 | D． | $\frac{a_1}{a_2}=\frac{sinα}{sinβ}$ |
如图所示，匀强磁场的方向垂直xOy直角坐标所在平面向外，磁感应强度为B，一电子（电荷量为e，质量为m）从原点沿x轴正方向以速度v射入，它通过y轴的坐标为（ ）| A． | （0，$\frac{mv}{Be}$） | B． | （0，$\frac{2mv}{Be}$） | C． | （0，-$\frac{mv}{eB}$） | D． | （0，-$\frac{2mv}{eB}$） |
| A． | 由E=$\frac{F}{q}$知，若q减半，则该处场强不变 | |
| B． | 由E=k$\frac{Q}{{r}^{2}}$知，当某点与点电荷Q间距离r→0时，该点场强E→∞ | |
| C． | 由E=k$\frac{Q}{{r}^{2}}$知，在以Q为球心、r为半径的球面上，各处场强大小相等 | |
| D． | 由E=$\frac{U}{d}$知，匀强电场的场强大小等于电场中某两点间的电势差与这两点之间距离的比值 |
如图，a、b两点位于同一条竖直线上，从a、b两点分别以速度v1、v2水平抛出两个相同质量的小球（可视为质点），它们在水平地面上方的P点相遇．假设在相遇过程中两球的运动没有互相影响，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）| A． | 两个小球从a、b两点同时抛出 | |
| B． | 两小球抛出的初速度v1=v2 | |
| C． | 从a点抛出的小球着地时重力的瞬时功率较大 | |
| D． | 从a点抛出的小球着地时水平射程较大 |
| A． | 磁感线是磁场中真实存在的曲线，都是从N 极出发，到S 极终止 | |
| B． | 电场线和磁感线都是一些相互平行的曲线 | |
| C． | 磁感线只能反映磁场方向而不能反映磁场的强弱 | |
| D． | 磁感线是闭合曲线，而静电场的电场线不是闭合曲线 |