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    在“探究加速度与力、质量的关系”的实验时

    （1）我们已经知道，物体的加速度（a）同时跟合外力（F）和质量（m）两个因素有关．要研究这三个物理量之间的定量关系的基本思路是
    （2）某同学的实验方案如图所示，她想用砂和砂桶的重力表示小车受到的合外力，为了减少这种做法而带来的实验误差，你认为在实验中还应该采取的两项措施是：
    a．
    把木板的末端垫起适当高度以平衡摩擦力
    把木板的末端垫起适当高度以平衡摩擦力
    ；b．
    砂和桶的质量远小于小车质量
    砂和桶的质量远小于小车质量
    ．
    （3）该同学利用实验中打出的纸带求加速度时，处理方案有两种：
    A、利用公式a=
    2s
    t2
    计算；
    B、根据a=
    △s
    T2
    利用逐差法计算．
    两种方案中，你认为选择方案
    B
    B
    比较合理．
    （4）下表是该同学在探究“保持m不变，a与F的关系”时记录的一组实验数据，请你根据表格中的数据在下面的坐标系中做出a-F图象；
    （ 小车质量：M=0.500kg，g=10m/s2 ）
    （5）针对该同学的实验设计、实验操作、数据采集与处理，就其中的某一环节，提出一条你有别于该同学的设计或处理方法：
    采用气垫导轨以减小摩擦力
    采用气垫导轨以减小摩擦力
    ．
    分析：当一个量与多个量有关系时，则可控制某些量不变，去研究另两个量的关系；再去改变让其它量不变，则再去研究剩余的两个量关系，例如：先保持M不变，研究a与F的关系；再保持F不变，研究a与M的关系．
    在实验中，为了减少这种做法而带来的实验误差，一要排除摩擦力的影响，二要砂桶的重力接近小车所受的合力．
    由于做匀变速直线的物体在相等的时间内位移总是相等．所以可借助于a=
    △x
    T2
    利用逐差法计算加速度大小．
    解答：解：（1）我们已经知道，物体的加速度（a）同时跟合外力（F）和质量（m）两个因素有关．要研究这三个物理量之间的定量关系的基本思路是运用控制变量法，即先保持m不变，研究a与F的关系；再保持F不变，研究a与m的关系；
    （2）某同学的实验方案如图2所示，她想用砂和砂桶的重力表示小车受到的合外力，由于保持F不变，研究a与M的关系．则当质量发生改变时，若没有平衡摩擦力，则砂桶的重力就不再是小车所受的合力，所以必须平衡摩擦力．由于小车的加速运动，出现加速度，所以导致砂桶的重力大于拉小车的细线的拉力．当砂桶的质量远小于小车的质量时，砂桶的重力接近拉小车的细线的拉力．为了减少这种做法而带来的实验误差，在实验中还应该采取的两项措施是：
    a．把木板的末端垫起适当高度以平衡摩擦力；b．砂和桶的质量远小于小车质量；
    （3）由于做匀变速直线的物体在相等的时间内位移总是相等．所以可借助于a=
    △s
    T2
    利用逐差法计算加速度大小．故选B．
    另一种方案不合理的理由是a方案必须要从初速度为零开始研究．
    （4）在坐标系中做出a-F图象：
    （5）针对该同学的实验设计、实验操作、数据采集与处理，就其中的某一环节，有别于该同学的设计或处理方法：
    ①采用气垫导轨以减小摩擦力；
    ②利用“光电门”和计算机连接直接得到加速度，
    ③利用v-t图象计算加速度；
    ④用弹簧秤测量砂和桶的重力；
    ⑤用力和加速度的比值是否不变来处理数据，等等．
    故答案为：（1）先保持m不变，研究a与F的关系；再保持F不变，研究a与m的关系；
    （2）a．把木板的末端垫起适当高度以平衡摩擦力；
    b．砂和桶的质量远小于小车质量；
    （3）B；
    （4）如图所示．

    （5）
    ①采用气垫导轨以减小摩擦力；
    ②利用“光电门”和计算机连接直接得到加速度，
    ③利用v-t图象计算加速度；
    ④用弹簧秤测量砂和桶的重力；
    ⑤用力和加速度的比值是否不变来处理数据，等等．
    点评：由牛顿第二可得，当小车的质量远大于砂桶的质量时，砂桶的重力就约等于小车的合力．
    由加速度与合力的图象可知，斜率的大小表示物体的质量大小，若图线与纵轴有交点时，则说明摩擦力没有平衡或没有平衡彻底；若图线与横轴有交点时，则说明摩擦力平衡过度．
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    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
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    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
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    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
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    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．

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （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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