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    5．验证牛顿第二定律实验中，甲、乙两同学在同一实验室，各取一套如图所示的装置放在水平桌面上，小车上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图中甲、乙两条直线．设甲、乙用的小车质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的小车与木板间的动摩擦因数分别为μ甲，μ乙，由图可知，m甲小于m乙、μ甲大于 μ乙．（选填“大于”、“小于”或“等于”）．
    甲同学在纠正了疏漏之处后，保持小车的质量M不变，改变砂桶与砂的总重力F，多次实验，根据得到的数据，在a-F图象中描点，如右图．结果发现右侧若干个点明显偏离直线，若不断增加砂桶中砂的质量，a-F图象中各点连成的曲线将不断延伸，加速度的趋向值为g．

    分析 a-F图象的斜率表示加速度的倒数；求解出加速度与拉力F的表达式后结合图象分析得到动摩擦因素情况．
    当M＞＞m时，钩码的重力基本等于绳子的拉力，即小车的合力，当不满足M＞＞m时，拉力和钩码的总重力出现明显的差值，图线偏离直线．
    若所挂钩码不断增加，当钩码的重力非常大时，它将带动小车近似做加速度为g 的运动，结合牛顿第二定律得出绳子拉力的趋向值．

    解答 解：当没有平衡摩擦力时有：T-f=ma，故a=$\frac{1}{m}$T-μg，即图线斜率为$\frac{1}{m}$，纵轴截距的大小为μg．
    观察图线可知m甲小于m乙，μ甲大于μ乙；
    由于OA段a-F关系为一倾斜的直线，所以在质量不变的条件下，加速度与外力成正比；由实验原理：mg=Ma
    得a=$\frac{mg}{M}=\frac{F}{M}$，而实际上a′=$\frac{mg}{M+m}$，可见A，B段明显偏离直线是由于没有满足M＞＞m造成的．
    因为钩码的重力在这个实验中充当小车所受到的合外力，当钩码的重力非常大时，它将带动小车近似做加速度为g 的运动．
    故答案为：小于；大于；g．

    点评 本题主要考察“验证牛顿第二定律”的实验，要明确实验原理，特别是要明确系统误差的来源，知道减小系统误差的方法．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    15．兴趣小组利用伏安法测电阻．待测电阻RX阻值约为1200Ω，选用量程合适的电压表的内阻Rv约为10KΩ，选用量程合适的电流表的内阻RA约为1Ω．为了减小因为电表内阻引起的系统误差，
    （1）测量电路应该选择内（填“外接法”或“内接法”）
    （2）该接法引起系统误差的结果是电阻测量值比准确值偏大（填“偏大”或“偏小”）

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    16．空间存在一电场，一带负电的粒子仅在电场力作用下从x1处沿x轴负方向运动，初速度大小为v0，其电势能Ep随坐标x变化的关系如图所示，图线关于纵轴左右对称，以无穷远处为零电势能点，粒子在原点O处电势能为E0，在x1处电势能为E1，则下列说法中正确的是（　　）
    A．粒子经过x1、-x1处速度相同
    B．坐标原点O处电场强度为零
    C．粒子能够一直沿x轴负方向运动，一定v0＞$\sqrt{\frac{{2（E}_{0}-{E}_{1}）}{m}}$
    D．由x1运动到O过程加速度一直减小

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    13．甲物体的质量是乙物体的5倍，它们在同一高度同时开始自由下落，最后落在同一个水平面上，忽略空气的阻力，则下列说法中正确的是（　　）
    A．甲、乙同时落地B．甲比乙先落地
    C．甲比乙先落地D．下落过程中，甲的加速度是乙的5倍

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    20．汽车的速度--时间图象如图所示，则下列说法正确的是（　　）
    A．前4秒内，汽车一直做匀变速直线运动
    B．前3秒汽车的位移为15米
    C．第2秒末汽车的加速度为零
    D．第2秒末汽车离出发点最远

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    10．随着全世界开始倡导低碳经济的发展，电动自行车产品已越来越受到大家的青睐，某同学为了测定某电动车电池的电动势和内电阻，设计了如图所示电路，提供的实验器材有：
    （A）电动车电池一组，电动势约为12V，内阻未知
    （B）直流电流表量程300mA，内阻很小
    （C）电阻箱R，阻值范围为0～999.9Ω
    （D）定值电阻R0，标称阻值10Ω
    （E）导线和开关

    （1）当他闭合开关时发现，无论怎样调节变阻器，电流表都没有示数，反复检查后发现电路连接完好，估计是某一元件损坏，因此他拿来多用电表检查故障，他的操作如下：
    ①断开电源开关S，
    ②将多用表选择开关置于×1Ω档，调零后，红黑表笔分别接R0两端，读数为10Ω，
    ③将多用表选择开关置于×10Ω档，调零后，将红黑表笔分别接电阻箱两端，发现指针读数如图所示，则所测阻值为70Ω，然后又用多用电表分别对电源和开关进行检测，发现电源和开关均完好．
    由以上操作可知，发生故障的元件是电流表．
    （2）在更换规格相同的元件后重新连接好电路．
    （3）改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值为R0=10Ω的定值电阻的电流I，下列三组关于R的取值方案中，比较合理的方案是2（选填方案编号1、2或3）．
    方案编号　电阻箱的阻值R/Ω
    　1　300.0　250.0　200.0　150.0　100.0
    　2　100.0　85.0　70.0　55.0　40.0
    　3　40.0　30.0　25.0　20.0　15.0
    （4）根据实验数据描点，绘出的$\frac{1}{I}$-R图象是一条直线．若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E=$\frac{1}{k}$，内阻r=$\frac{b}{k}$-R0（用k、b和R0表示）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    17．如图所示，面积为S的单匝闭合线框在磁感应强度为B匀强磁场中，以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，下列说法中错误的是（　　）
    A．在穿过线框的磁通量为$\frac{BS}{2}$的时刻，线框中的感应电动势为$\frac{BSω}{2}$
    B．在穿过线框的磁通量为$\frac{\sqrt{2}BS}{2}$的时刻，线框中的感应电动势为$\frac{\sqrt{2}BSω}{2}$
    C．线框转动四分之一周过程中，感应电动势的平均值为$\frac{2BSω}{π}$
    D．线框转动一周过程中，感应电动势的平均值为0

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    14．如图所示，一个截面为劈形的滑梯固定在水平地面上，高h1=12m，底角分别为37°、53°，将A、B两物块（其质量mA=mB=2kg）用轻绳连续，通过滑梯顶端的小滑轮跨放在左右两侧斜面上，开始时在滑轮处压住轻绳，已知轻绳伸直时，两物块离地高度相等并且h2=4m．不计一切摩擦力，取g=10m/s2，sin37°=0.6，sin53°=0.8．
    （1）若在压轻绳处突然剪断轻绳，求A物块下滑中的加速度的大小；
    （2）若松开轻绳，求在B物块滑动过程中，A物块增加的重力势能；
    （3）若松开轻绳，求B物块滑到底端时的动能大小．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    18．关于摩擦力，下列说法正确的是（　　）
    A．静摩擦力产生在两个静止的物体之间，滑动摩擦力产生在两个运动的物体之间
    B．有摩擦力一定存在弹力，且摩擦力的方向总与相对应的弹力方向垂直
    C．静摩擦力可以作为动力、阻力，而滑动摩擦力只能作为阻力
    D．摩擦力的大小与正压力大小成正比

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