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    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．

    分析 （1）当盘及盘中砝码的总质量远小于小车及砝码总质量时，可以认为小车受到的拉力等于盘及砝码的重力．
    （2）由b图象可以看出：图线通过坐标原点，当拉力增大到一值时，加速度在偏小，原因是没有满足M＞＞m的条件．而c图象可以看出：图线不通过坐标原点，当拉力为某一值时，a为零，知没有平衡摩擦力或倾角过小．

    解答 解：（1）该实验的研究对象是小车，采用控制变量法研究．当质量一定时，研究小车的加速度和小车所受合力的关系．那么小车的合力怎么改变和测量呢？为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板D的左端适当垫高，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力．
    根据牛顿第二定律得：
    对m：mg-T=ma
    对M：T=Ma
    解得：T=$\frac{M}{M+m}$mg
    当M＞＞m时，即当砝码和盘的总重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于砝码和盘的总重力．
    （2）当F≠0时，a=0．也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0，说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消呢．该组同学实验操作中遗漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；
    而后者：随着F的增大，即砂和砂桶质量的增大，不在满足砂和砂桶远小于小车的质量，因此曲线上部出现弯曲现象．
    故答案为：（1）m＜＜M      （2）随着F的增大，m不满足远小于M的条件；没有平衡摩擦力或木板的倾角过小

    点评 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．第2题考查的是力学问题，随着拉力的增大，加速度在偏小，这些我们都要从学过的力学知识中解决，知道没有满足：砝码和盘的总重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于砝码和盘的总重力的条件．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    4．把一木块放在水平桌面上保持静止，下例说法中正确的是（　　）
    A．木块对桌面的压力就是木块受的重力，施力物体是地球
    B．木块对桌面的压力是弹力，是由于木块发生形变而产生的
    C．木块对桌面的压力在数值上等于木块受的重力
    D．木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力是一对平衡力

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    2．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，采用如图1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）某一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验，其具体操作步骤如下，以下做法正确
    的是B．
    A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
    B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
    C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源
    D．用天平测出m以及小车质量M，小车运动的加速度可直接用公式a=mg/M求出
    （3）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2甲和图2乙所示，其原因分别是：

    图甲：不满足m＜＜M
    图乙：平衡摩擦力时长木板的倾角过小．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    19．为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图甲中所示实验装置．请思考探究思路并回答下列问题：

    （1）为了消除小车与木板之间摩擦力的影响应采取的做法是C
    A．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
    B．将木板带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
    C．使木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
    D．使木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车能够静止在木板上
    （2）在实验中，得到一条打点的纸带，如图乙所示，已知相邻计数点的时间间隔为T，且间距s1、s2、s3、s4、s5、s6已量出，则小车加速度的表达式为a=$\frac{（{s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6}）-（{s}_{1}+{s}_{2}+{s}_{3}）}{9{T}^{2}}$；
    （3）有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他们在轨道水平和倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条aF图线，如图丙所示．图线①（选填“①”或“②”）是在轨道倾斜情况下得到的；小车及车中的砝码总质量m=0.5kg．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    6．要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律．给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面（如图）、小车、计时器一个、米尺．
    （1）填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤（不考虑摩擦力的影响）：
    ①小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑至斜面底端A2，记下所用的时间t
    ②用米尺测量A1与A2之间的距离s，则小车的加速度a=$\frac{2s}{{t}^{2}}$．
    ③用米尺A1相对于A2的高h．设小车所受重力为mg，则小车所受的合外力F=mg$\frac{h}{s}$．④改变斜面倾角（或填h的数值），重复上述测量．
    ⑤以h为横坐标，$\frac{1}{{t}^{2}}$为纵坐标，根据实验数据作用作图．如能得到一条过原点的直线，则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律．
    （2）在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中，某同学设计的方案是：
    ①调节斜面倾角，使小车在斜面上匀速下滑．测量此时A1点相对于斜面底端A2的高度ho．
    ②进行（1）中的各项实验
    ③计算与作图时用（h-ho）代替h．
    对此方案有以下几种评论意见：
    A、方案正确可行
    B、方案的理论依据正确，但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动．
    C、方案的理论依据有问题，小车所受摩擦力与斜面倾角有关．
    其中合理的意见是C．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    16．如图1所示，为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量及小车和砝码的质量对应的关系图．钩码的质量为m1，小车和砝码的质量为m2，重力加速度为g．

    （1）下列说法正确的是D
    A．每次在小车上加减砝码时，应重新平衡摩擦力
    B．平衡摩擦时小车应与轻绳和钩码相连
    C．本实验m2应远小于m1
    D．在用图象探究加速度与质量关系时，应作a-$\frac{1}{{m}_{2}}$图象
    （2）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，若钩码重力记为F，作出a-F图象，他可能作出图2中丙 （选填“甲”、“乙”、“丙”）图线．此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是C
    A．小车与轨道之间存在摩擦          B．导轨保持了水平状态
    C．所挂钩码的质量太大                  D．所用小车的质量太大
    （3）实验时，由于没有平衡摩擦力且轨道水平，绘制的$\frac{1}{{m}_{2}}$-a图象如图3所示，设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则小车与木板间的动摩擦因数μ=$\frac{b}{gk}$，钩码的质量m1=$\frac{1}{gk}$．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    3．某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验，图（a）为实验装置简图．（所用交流电的频率为50Hz）

    ①为了研究加速度和质量的关系，在实验中必须采用控制变量法，应保持拉力F不变，用砂桶及砂所受的重力作为小车所受的拉力，图（b）为某次实验得到的纸带，实验数据如图，图中相邻计数点之间还有4个点未画出，根据纸带可求出小车的加速度大小为0.64 m/s2．（保留三位有效数字）
    ②在本次实验中，实验小组通过改变小车质量共做了8组实验，得到下表所示的实验数据，通过分析表中数据，你得出的结论是：在小车所受外力不变的条件下，加速度与质量成反比例关系．
    实验序号12345678
    小车加速度a/（m•s-2）0.6330.5720.4970.4180.3320.2500.1670.101
    小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67
    现需通过图象进一步验证你的结论，可利用表格数据作图，应在坐标纸中画出a-$\frac{1}{m}$?图线．
    ?在某次实验中为研究加速度和力的关系，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．
    A．小车与木板之间存在摩擦
    B．木板保持了水平状态
    C．所挂砂桶及砂的总质量太大
    D．所用小车的质量太大．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    20．用如图1所示的实验装置做“探究加速度与力、质量关系”的实验：
    （1）面列出了一些实验器材：
    电磁打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码、砂和砂桶．除以上器材外，还需要的实验器材有：ACD．（多选）
    A．天平（附砝码）
    B．秒表
    C．刻度尺（最小刻度为mm）
    D．低压交流电源
    （2）实验中，需要平衡小车和纸带运动过程中所受的阻力，正确的做法是C．
    A．小车放在木板上，把木板一端垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在不受绳的拉力时沿木板做匀速直线运动．
    B．小车放在木板上，挂上砂桶，把木板一端垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在砂桶的作用下沿木板做匀速直线运动．
    C．小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器．把木板一端垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动．
    （3）实验中，为了保证砂和砂桶所受的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力，砂和砂桶的总质量m与小车和车上砝码的总质量M之间应满足的条件是m＜＜M．这样，在改变小车上砝码的质量时，只要砂和砂桶质量不变，就可以认为小车所受拉力几乎不变．
    （4）如图2为某次实验纸带，在相邻两计数点间都有四个打点未画出，用刻度尺测得：
    S1=0.55cm，S2=0.94cm，S3=1.35cm，S4=1.76cm，S5=2.15cm，S6=2.54cm．

    ①相邻两计数点间的时间间隔为0.1 s；
    ②计数点“6”和“7”的位移S7比较接近于C（填“A、B、C、D”序号）
    A．2.76cm      B.2.85cm      C.2.96cm       D.3.03cm
    ③打下“3”点时小车的瞬时速度v3=0.16 m/s；小车的加速度a=0.40 m/s2．（计算结果均保留2位有效数字）
    （5）某小组在研究“外力一定时，加速度与质量的关系”时，保持砂和砂桶质量不变，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：甲同学认为根据实验数据可以作出小车加速度a与其质量M的图象，如图3（甲），然后由图象直接得出a与M成反比．乙同学认为应该继续验证a与其质量倒数1/M是否成正比，并作出小车加速度a与其质量倒数1/M的图象，如图3（乙）所示．你认为同学乙（选填“甲”或“乙”）的方案更合理．

    （6）另一小组在研究“小车质量一定时，加速度与质量的关系”时，用改变砂的质量的办法来改变对小车的作用力F，然后根据测得的数据作出a-F图象，如图4所示．发现图象既不过原点，末端又发生了弯曲，可能原因是B．
    A．平衡摩擦力时，木板的倾斜角度过大，且砂和砂桶的质量较大
    B．平衡摩擦力时，木板的倾斜角度过小，且砂和砂桶的质量较大
    C．没有平衡摩擦力，且小车质量较大
    D．平衡摩擦力时，木板的倾斜角度过小，且小车质量较大．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    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．

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