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    某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验．图（a）为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有细砂的小桶，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等于细砂和小桶的总重量，小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得．

    ①图（b）为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz．根据纸带可求出小车的加速度大小为
    3.2
    3.2
    m/s2．（结果保留二位有效数字）
    ②在“探究加速度a与质量m的关系”时，保持细砂和小桶质量不变，改变小车质量m，分别记录小车加速度a与其质量m的数据．在分析处理数据时，该组同学产生分歧：甲同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量m的图象．乙同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量倒数
    1m
    的图象．你认为同学
    乙
    乙
    （填“甲”、“乙”）的方案更合理．
    ③改变所挂钩码的数量，多次重复测量．在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）．
    此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是
    C
    C
    （单选题）
    A．小车与轨道之间存在摩擦B．导轨保持了水平状态
    C．所挂钩码的总质量太大D．所用小车的质量太大．
    分析：①小车做匀加速运动，加速度可以用逐差法求出．
    ②由F=ma得：在F一定的情况下，a与
    1
    m
    成正比，所以画a与
    1
    m
    的图象好找规律．
    ③设加速度为a：对小车：F=Ma；对钩码：F-mg=ma；联立解得：a=
    mg
    M+m
    ，当M远大于m时，忽略掉m，a=
    mg
    M
    ，加速度才与小车的质量成反比，所以出现误差的原因是所挂钩码的总质量太大．
    解答：解：①小车做匀加速运动，设AC间的位移为：x1，AC间的位移为：x2
    由：x2-x1=at2得：
    a=
    x2-x1
    t2
    ，
    注意t为从A到C需要的时间，所以t=4×0.02=0.08s
    代入数据得：
    a=
    (7.21+7.72-6.7-6.19)×10-2
    0.082
    =3.1875≈3.2m/s2
    ②由F=ma得：在F一定的情况下，a与
    1
    m
    成正比，所以画a与
    1
    m
    的图象好找规律．故乙同学方案更为合理．
    ③设加速度为a，小车质量M，钩码质量m：
    对小车：F=Ma；
    对钩码：F-mg=ma；
    联立解得：a=
    mg
    M+m
    ，当M远大于m时，忽略掉钩码质量m，a=
    mg
    M
    ，加速度才与小车的质量成反比，所以出现误差的原因是所挂钩码的总质量太大．
    故选：C
    故答案为：①3.2；②乙；③C
    点评：只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，而实验步骤，实验数据的处理都与实验原理有关，故要加强对实验原理的学习和掌握．在纸带上求解某点的速度和运动的加速度在高中实验中用到多次，一定要熟练掌握．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    Ⅰ用游标卡尺测得某样品的长度如左图所示，其示数L=
    10.25
    10.25
    mm；用螺旋测微器测得该样品的外径如图所示，其示数D=
    6.550
    6.550
    mm．

    Ⅱ某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验．图（a）为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有细砂的小桶，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等于细砂和小桶的总重量，小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得．
    ①图（b）为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz．根据纸带可求出电火花计时器打B点时的速度为
    1.6
    1.6
     m/s，小车的加速度大小为
    3.2
    3.2
    m/s2．（结果均保留二位有效数字）

    ②在“探究加速度a与质量m的关系”时，某同学都按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注，但尚未完成图象（如图3所示）．请继续帮助该同学作出坐标系中的图象．
    ③在“探究加速度a与合力F的关系”时，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（c），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：
    实验前未平衡摩擦力
    实验前未平衡摩擦力
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （2011?河北模拟）某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验．图（a）为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有细砂的小桶，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等于细砂和小桶的总重量，小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得
    （1）图（b）为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz取纸带上每两个点为一个计数点A、B、C、D、E．根据纸带可求出小车的加速度大小为
    0.31
    0.31
    m/s2．（结果保留两位有效数字）
    ②在“探究加速度a与质量m的关系”时，保持细砂和小桶质量不变，改变小车质量m，分别记录小车加速度a与其质量m的数据．在分析处理时，该组同学存在两种方案；甲同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量m的图象；乙同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量倒数
    1m
    的图象．两位同学都按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注，但尚未完成图象（如下图所示）．你认为同学
    乙
    乙
    （填“甲”、“乙”）的方案更合理．请继续帮助该同学作出坐标中的图象．
    （2）“探究加速度a与合力F的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中细砂的质量，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（c），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：
    实验前该同学未平衡（或未完全平衡）摩擦力
    实验前该同学未平衡（或未完全平衡）摩擦力
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验．图（a）为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有细砂的小桶，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等于细砂和小桶的总重量，小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得．
    ①图（b）为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz．根据纸带可求出小车的加速度大小为
    3.2
    3.2
    m/s2．（结果保留二位有效数字）

    ②由于没有始终满足小车的质量M远大于钩码的质量m的关系，结果得到的图象应是下图中的
    D
    D

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （2012?增城市模拟）（1）如图1的装置中，两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，两轨道上分别装有电磁铁C、D；调节电磁C、D的高度，使AC=BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等．将小铁球P、Q分别吸到电磁铁上，然后切断电源，使两小铁球以相同的初速度从轨道M、N下端口射出，实验结果是两小球同时到达E处，发生碰撞．现在多次增加或减小轨道M口离水平面BE的高度（即只改变P球到达水平面速度的竖直分量大小），再进行实验的结果是：
    ①
    总是发生碰撞
    总是发生碰撞
    ，试分析回答该实验现象说明了：②
    P水平方向的分运动是匀速直线运动
    P水平方向的分运动是匀速直线运动
    ，③
    各分运动具有独立性
    各分运动具有独立性
    ．
    （2）某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验．图（a）为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有细砂的小桶，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等于细砂和小桶的总重量，小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得．
    ①图（b）为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz．根据纸带可求出电火花计时器打B点时的速度为
    1.6
    1.6
     m/s，小车的加速度大小为
    3.2
    3.2
    m/s2．（结果均保留二位有效数字）
    ②在“探究加速度a与质量m的关系”时，某同学都按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注，但尚未完成图象（如下图所示）．请继续帮助该同学作出坐标系中的图象．
    ③在“探究加速度a与合力F的关系”时，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（c），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：
    实验前未平衡摩擦力
    实验前未平衡摩擦力
    ．

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