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    1．某物理课外小组利用图甲中的装置探究物体加速度与其所受合力之间的关系．置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮：轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小车相连，另一端可悬挂钩码．实验中可用的钩码共有N=5个，每个质量均为0.01kg．重力加速度g=10m/s2．实验步骤如下：

    （1）将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物快，使小车（和钩码）可以在木板上匀速下滑．
    （2）将n（依次取n=1，2，3，4，5）个钩码挂在轻绳右端，其余N-n个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行．释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移x，绘制x-t图象，经数据处理后可得到相应的加速度a．
    （3）对应于不同的n的a值见下表．
    n12345
    a/（m•S-2）0.450.911.361.822.27
    （4）利用表中的数据在图乙中补齐数据点，并作出a-n图象．从图象可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合力成正比．
    （5）利用a-n图象求得小车（空载）的质量为0.17kg（保留两位有效数字）．
    （6）若以“保持木板水平”来代替步骤（1），下列说法正确的是B（填正确选项的标号）．
    A．a-n图线不再是直线
    B．a-n图线仍是直线，但该直线不过原点
    C．a-n图线仍是直线，且该直线的斜率不变．

    分析 （4）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出图象．
    （5）找出图象上的点，根据图象的性质以及牛顿第二定律列式，即可求出小车的质量．
    （6）对实验原理进行分析，明确摩擦力带来的影响；根据牛顿第二定律可明确图象的变化情况．

    解答 解：（4）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出图象如图所示：


    （5）由牛顿第二定律得：nm0g=（m+5m0）a，解得：a=$\frac{{m}_{0}g}{m+5{m}_{0}}$n，
    由图示图象可知，图象斜率：k=$\frac{{m}_{0}g}{m+5{m}_{0}}$=$\frac{2.25}{5}$=0.45，解得：m≈0.17kg；
    （6）木板水平，则物体将受到木板的摩擦力；则有：
    nm0g-μ[m+（5-n）m0g]=（m+5m0）a；
    a=$\frac{n{m}_{0}g}{m+5{m}_{0}}$-$\frac{μ[mg+（5-n）{m}_{0}g]}{m+5{m}_{0}}$=$\frac{{m}_{0}g+μ{m}_{0}g}{m+5{m}_{0}}$n-$\frac{μmg}{m+5{m}_{0}}$，
    由此可知，图象仍为直线，但不再过原点并且斜率增大，故B正确，AC错误，故选：B；
    故答案为：（4）图象如图所示；（5）0.17；（6）B．

    点评 本题考查验证牛顿第二定律的实验，要求能明确实验原理，认真分析各步骤，从而明确实验方法；同时注意掌握图象的性质，能根据图象进行分析，明确对应规律的正确应用．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    11．在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时，采用如下图3所示的实验装置小车及车中的砝码质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示．
    （1）当M与m的大小关系满足m＜＜M时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力．
    （2）另两组同学保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度a与所受外力F的关系，由于他们操作不当，这两组同学得到的a-F关系图象分别如图1和图2所示，其原因分别是：

    图1：随着F的增大，m不满足远小于M的条件；
    图2：没有平衡摩擦力或木板的倾角过小．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    12．某同学在“研究小车的加速度与质量关系“的探究实验中，使用的装置如图1所示．他将光电门固定在光滑水平轨道上的某点B，用同一重物拉不同质量的小车，每次小车都从同一位置A由静止释放．

    （1）若遮光板的宽度d=1.2cm．实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t=4.0×10-2s，则小车经过光电门时的瞬时速度为0.3m/s；
    （2）若再用米尺测量出光电门到小车出发点之间的距离为s，则计算小车加速度大小的表达式为a=$\frac{{d}^{2}}{2s（△t）^{2}}$（各量均用字母表示）；
    （3）实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等，则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为m＜＜M；
    （4）某同学测得小车的加速度a和小车质量的数据如下表所示：（物体所受合力F保持不变）
    实验
    次数    		小车质
    量m（kg）    		小车的加速
    度a（m/s2）    		小车质量的
    倒数1/m（1/kg）
    10.100.5010.00
    20.200.265.00
    30.300.233.33
    40.400.122.50
    50.500.102.00
    根据表中的数据，在图2示的坐标系中描出相应的实验数据点，并作出a-$\frac{1}{m}$图象．由a-$\frac{1}{m}$图象，你得出的结论为：在小车所受合力一定的情况下，加速度与质量成反比．物体受到的合力大约为0.05N．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    9．夏日的傍晚，大家在莆田某同学家院子里的荔枝树下乘凉，看到树梢挂着沉甸甸的诱人的荔荔果实，获得主人同意后，同学们想在保证安全的前提下，用竖直上抛小石子的办法击落荔枝，同学们看到果实高度约与附近一座三层楼的楼顶同高，每层楼高约3m．请你用所学的物理知识帮他们估算，小石子要上升到荔枝所在的高度，从地面上抛小石子的初速度至少应多大？（忽略空气阻力．g取10m/s2）

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    16．如图所示，在水平地面上有一小车，小车内质量为m=10kg的物块A拴在一水平被压缩的弹簧的一端，弹簧的另一端固定在小车上，当它们都处于静止状态时，弹簧对物块的弹力为6N，当小车以a=1m/s2的加速度向右做匀加速运动时（　　）
    A．物块A相对小车滑动B．物块A受到的摩擦力方向不变
    C．物块A受到的摩擦力减少D．物块A受到的弹力增大

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    6．如图所示，为一倾角θ=37°的足够长斜面，将一质量为m=2kg的物体无初速度释放在斜面上，同时施加一沿斜面向上的拉力F1=3N，2s后拉力变为F2=9N，方向不变．物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.25，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
    （1）F1作用时物体的加速度及2s末物体的速度；
    （2）前16s内物体发生的位移．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    13．如图所示，在倾角θ=37°足够长的固定斜面上，有一质量m=1kg的物体，物体与斜面间的动摩擦因数μ=$\frac{\sqrt{3}}{3}$，物体在恒力F的作用下从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，经2s运动了10m．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2），求：
    （1）物体沿斜面运动的加速度大小；
    （2）作用在物体上的恒力F的最小值及其与斜面的夹角．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    10．如图所示，一辆汽车在从上海到南京的高速公路上行驶，汽车上的速度计指针在图甲所示位置附近左右摇摆，请你根据生活经验和图中提供信息，回答下列问题：

    （1）乙图中A、B两处相距多远？其值是指A、B两处的路程还是位移大小？
    （2）甲图速度计中指针所指的速度表示汽车的平均速度还是瞬时速度？其值为多大？
    （3）假设汽车在A、B间按速度计中指针所指的速度做匀速直线运动，再由乙图中信息求出汽车从A处行驶到B处，需要多长时间？

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    11．在粗糙的水平地面上有一质量为2kg的小物块，在水平拉力作用下从t=0时开始做初速度为零的直线运动，t=6s时撤去拉力，其速度图象如图所示．若取重力加速度g=10m/s2，则下列说法正确的是（　　）
    A．物块与地面间的动摩擦因数为0.25
    B．0～2s内，物块所受的拉力大小为8N
    C．0～8s内，物块离出发点最远为6m
    D．0～8s 内，物块的平均速度大小为2.5 m/s

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