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    18．某同学设计了如图甲所示的装置来探究小车的加速度与所受合力的关系．将装有力传感器的小车放置于水平长木板上，缓慢向小桶中加入细砂，直到小车刚开始运动为止，记下传感器的最大示数F0，以此表示小车所受摩擦力的大小．再将小车放回原处并按住，继续向小桶中加入细砂，记下传感器的示数F1．

    （1）接通频率为50Hz的交流电源，释放小车，打出如图乙所示的纸带．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离，则小车加速度a=0.16m/s2．（保留两位有效数字）
    （2）改变小桶中砂的重力，多次重复实验，记下小车加速运动时传感器的示数F2，获得多组数据，描绘小车加速度a与合力F（F=F2-F0）的关系图象，不计纸带与计时器间的摩擦，如图丙图象中正确的是B．

    （3）同一次实验中，小车加速运动时传感器示数F2与小车释放前传感器示数F1的关系是F2＜F1
    （选填“＜”、“=”或“＞”）．
    （4）关于该实验，下列说法中正确的是D．
    A．小车和传感器的总质量应远大于小桶和砂的总质量
    B．实验中需要将长木板右端垫高
    C．实验中需要测出小车和传感器的总质量
    D．用加砂的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，可更方便地获取多组实验数据．

    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）改变小桶中砂的重力，多次重复实验，获得多组数据，描绘小车加速度a与合力F（F=F1-F0）的关系图象，由于已经平衡摩擦力，所以图象应该过原点；
    （3）对小桶受力分析，根据牛顿第二定律求解；
    （4）在该实验中力传感器可以直接得出力的大小，实验中不需要将长木板右端垫高，因为已经测量了小车所受摩擦力的大小，用加砂的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，可更方便地获取多组实验数据．

    解答 解：（1）由于每相邻两个计数点间还有4个点，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，
    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：a=$\frac{{x}_{4}-{x}_{1}}{3{T}^{2}}$=$\frac{0.0400-0.0352}{3×0．{1}^{2}}$=0.16 m/s2，
    （2）改变小桶中砂的重力，多次重复实验，获得多组数据，描绘小车加速度a与合力F（F=F1-F0）的关系图象．
    由于已经平衡摩擦力，所以图象应该过原点，一条倾斜的直线．故B正确，ACD错误；故选：B．
    （3）对小桶受力分析，设小桶重力为mg，
    木板释放前弹簧秤的示数F1，所以F1=mg，
    设小车的重力为Mg，小车在加速运动时弹簧秤的示数F2，
    根据牛顿第二定律得：mg-F2=ma，所以F1＞F2，
    （4）A、在该实验中力传感器可以直接得出力的大小，不需要使小车和传感器的总质量应远大于小桶和砂的总质量，故A错误；
    B、实验中不需要将长木板右端垫高，因为已经测量了小车所受摩擦力的大小，故B错误；
    C、实验中不需要测出小车和传感器的总质量，只需要保证小车和传感器的总质量不变，故C错误；
    D、用加砂的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，可更方便地获取多组实验数据，故D正确；故选：D．
    故答案为：（1）0.16；（2）B；（3）＜；（4）D．

    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，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，提高解决问题能力．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，其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    7．如图所示，电压表内阻很大，电源内阻为r．R1、R2为定值电阻．闭合开关S，当把滑动变阻器R3的滑片P由N端向M端移动时（　　）
    A．电压表的示数和电压表的示数均变大
    B．电压表的示数变小，和电压表的示数变大
    C．电压表的示数变化量大于电压表的示数变化量
    D．电压表的示数变化量小于电压表的示数变化量

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    9．用如图1所示装置来完成“探究加速度与力、质量的关系”实验．

    ①下列操作需要且正确的有．BC
    A．将长木板的带定滑轮的一端适当垫高，以消除摩擦力的影响
    B．用天平测出小车的质量M和钩码的质量m，当M远大于m时，可认为小车受到的拉力F=mg
    C．正确安装好装置后，将小车停在靠近打点计时器处，接通电源待计时器工作稳定后再释放小车
    D．选取点迹清晰的纸带，必须以打的第一个点为计数起始点进行测量
    ②某小组的同学在用该实验装置探究加速度与质量之间的关系，保持拉力不变，改变小车的质量，打出的纸带如图2，O为计数起始点，选取的测量点为1、2、3、4、5、6，相邻两点之间还有四个点没标出，纸带上标出了各测量点到O点的距离，打点计时器的工作频率为50Hz．
    实验次数123456
    小车质量M/kg0.2000.3000.4000.5000.6000.700
    小车加速度a/m﹒s-21.991.32？0.8000.6700.570
    小车质量的倒数$\frac{1}{M}$/kg-15.003.332.502.001.671.43
    得到的数据记录在上表中，第3次实验测得小车的加速度是0.99 m/s2．（纸带如图2）根据实验测得的数据，为探究加速度与质量的关系，请在图3中建立合理的坐标系，描出相应的关系图象．
    根据图象可知：在物体所受外力一定时，物体的加速度与质量成反比．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    6．一辆质量为2.0×3kg的汽车在平直公路上匀速行驶，受到大小为车重0.3倍的阻力作用，其运动的v-t图象如图所示，求：
    （1）汽车前2s发生的位移x；
    （2）汽车的加速度a；
    （2）牵引力F．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    13．a、b、c三个α粒子（重力不计）由同一点M同时垂直场强方向进入带有等量异种电荷的两平行金属板的电场间，其轨迹如图所示，其中b恰好沿板的边缘飞出电场，由此可知（　　）
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    B．a、b、c在电场中运动经历的时间相等
    C．若把上极板向上移动，则a在电场中运动经历的时间增长
    D．若把下极板向下移动，则a在电场中运动经历的时间增长

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    A．I变小B．U变小
    C．电源的效率变低D．电源的输出功率变小

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

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