题目内容

在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，实验装置如图1所示精英家教网
（1）为了探究加速度与力的关系，应保持
 
不变；为了直观地判断加速度a与力F的数量关系，应作出
 
图象（选填“a-F”或“a-
1
F
”）．
（2）为了探究加速度与质量的关系，应保持
 
不变；为了直观地判断加速度a与质量m的数量关系，应作
 
图象（选填“a-m”或“a-
1
m
”）
（3）为减小实验误差，盘和砝码的质量应比小车的质量
 
（选填“小”或“大”）得多．
（4）如图2为某同学在实验中打出的一条纸带，计时器打点的时间间隔为0.02s．他从比较清晰的点起，每五个点取一个计数点，则相邻两计数点间的时间间隔为
 
s．为了由v-t图象求出小车的加速度，他量出相邻两计数点间的距离，分别求出打各计数点时小车的速度．其中打计数点3时小车的速度为
 
m/s．根据纸带小车做的为
 
（选填“匀加速”或“匀减速”）运动，加速度a=
 
m/s2（计算结果保留两位有效数字）
分析：“探究加速度与力、质量的关系”实验中，研究三者关系必须运用控制变量法，正确理解控制变量法的应用即可解答；
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上3点时小车的瞬时速度大小；
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
解答：解：（1）该同学要探究小车的加速度a和力F的关系，应该保持质量M不变；作出a-F图象；
（2）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，做出a-
1
m
图象；
（3）为减小实验误差，盘和砝码的质量应比小车的质量小得多，才可以用盘和砝码的重力来表示小车的拉力，．
（4）每打五个点取一个计数点，又因打点计时器每隔0.02s打一个点，所以相邻两计数点间的时间T=0.1s；
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上3点时小车的瞬时速度大小．
v3=
 x24
t24
=
0.0400+0.0519
0.2
=0.46m/s
根据纸带的数据得相邻的相等的时间间隔位移之差几乎相等，所以小车做的为匀加速直线运动．
设0到1之间的距离为x1，以后各段分别为x2、x3、x4，
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，
得：x3-x1=2a1T2 
x4-x2=2a2T2 
为了更加准确的求解加速度，我们对两个加速度取平均值
得：a=
1
2
（a1+a2）
即a=
(0.04+0.0519)-(0.016+0.0281)
4×(0.1)2
m/s2=1.2m/s2
故答案为：（1）质量；a-F；  （2）力；a-
1
m
（3）小；（4）0.1；0.46； 匀加速；1.2
点评：对于实验我们要明确实验原理、具体实验操作以及数据处理等，同时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．
要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．
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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