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    8．某同学用如图甲所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验．实验时保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车受到的合力，用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度．

    （1）实验时先不挂钩码，反复调整垫木的左右位置，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的是平衡小车运动中受到的摩擦阻力．
    （2）图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，测出各计数点到A点之间的距离，如图乙所示．已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端，则此次实验中小车运动的加速度的测量值a=1.0m/s2．（结果保留两位有效数字）
    （3）实验时改变所挂钩码的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度．根据测得的多组数据画出a-F关系图线，如图丙所示．试分析：图线不通过坐标原点O的原因是没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够；曲线上部弯曲的原因未满足拉车的钩码质量远小于小车质量．

    分析 （1）探究物体加速度与力的关系实验中，要使小车受到的拉力等于钩码的重力，在实验前应平衡摩擦力；
    （2）根据纸带数据，由△x=at2可求小车的加速度．
    （3）图线不通过坐标原点，当F为某一值时，加速度为零，知平衡摩擦力不足；为使绳子拉力近似等于砝码和砝码盘的重力，应满足砝码和砝码盘的质量远小于小车的质量．

    解答 解：（1）实验时绳的下端先不挂钩码，反复调整垫木的左右位置，直到小车做匀速直线运动，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．这样做的目的是平衡小车运动中所受的摩擦阻力．
    （2）计数点间的时间间隔 T=0.02s×5=0.1s，
    由△x=aT2可得：小车的加速度a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}$=$\frac{21.60-8.79-8.79}{4×0．{1}^{2}}×1{0}^{-2}$ m/s2=1.0 m/s2．
    （3）从图象可以看出当有了一定的拉力F时，小车的加速度仍然是零，小车没动说明小车的合力仍然是零，
    即小车还受到摩擦力的作用，说明摩擦力还没有平衡掉，或者是平衡摩擦力了但是平衡的还不够，没有完全平衡掉摩擦力，
    所以图线不通过坐标原点的原因是实验前该同学未平衡（或未完全平衡）摩擦力．
    图线上部弯曲的原因是钩码的质量太大，或小车的质量太小，没有满足m＜＜M．
    故答案为：
    （1）平衡小车运动中受到的摩擦阻力；
    （2）1.0；
    （3）没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够，未满足拉车的钩码质量远小于小车质量．

    点评 对于实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去理解．对牛顿第二定律实验中关键明确平衡摩擦力的原因和要求满足砝码总质量远小于小车质量的理由．

    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    18．需要用到如图1所示的装置，再加上各自必要的器来完成下列四个实验时，不需要平衡摩擦力的是AC
    A、用打点计时器测小车的速度
    B、探究加速度与力、质量的关系
    C、探究小车速度随时间变化的规律
    D、探究做功与物体速度变化的关系
    （2）探究加速度与力、质量的关系实验时下列器材（如图2）肯定不需要的是AD  

    （3）在探究加速度与合外力和质量的关系实验中，以小车为研究对象，下列说法正确的是BC（填字母代号）
    A．小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源
    B、要保证砂和砂桶的总质量远小于小车和车上物体的总质量
    C．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平衡
    D、平衡小车受到的摩擦力时，将砂桶通过定滑轮拴在小车上．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    19．一物块从倾角为θ、长为S的斜面的顶端由静止开始滑下，若物块滑到斜面底端所用的时间为t，试求物块与斜面间的动摩擦因数．（重力加速度为g）

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    16．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，采用如图甲所示的装置．

    （1）本实验应用的实验方法是A
    A．控制变量法     B．假设法
    C．理想实验法
    （2）下列说法中正确的是C
    A．在探究加速度与质量的关系时，应改变小车所受拉力的大小
    B．在探究加速度与外力的关系时，应改变小车的质量
    C．在探究加速度a与质量m的关系时，作出a-$\frac{1}{m}$ 图象容易更直观判断出二者间的关系
    D．无论在什么条件下，细线对小车的拉力大小总等于砝码盘和砝码的总重力大小．
    （3）在探究加速度与力的关系时，若取车的质量M=0.5kg，改变砝码质量m的值，进行多次实验，以下m的取值最不合适的一个是D
    A．m1=4g      B．m2=10g       C．m3=40g   D．m4=500g
    （4）在平衡小车与长木板之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02s．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，根据图中给出的数据求出该小车的加速度a=0.16m/s2．（结果保留两位有效数字）．
    （5）如图丙所示为甲同学在探究加速度a与力F的关系时，根据测量数据作出的a-F 图象，说明实验存在的问题是平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    3．如图甲所示为某同学探究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”时使用的实验装置示意图．

    （1）使用该装置通过正确的操作平衡摩擦力时，判断小车所受摩擦力已被平衡的依据是纸带上打出的点迹分布均匀（填“均匀”或“不均匀”）．
    （2）下列关于使用此装置进行实验的要求或做法不必要的是BD（填字母编号）．
    A．进行平衡摩擦力的操作时，提前取下砂和砂捅
    B．砂和砂桶的总质量远小于力传感器和小车的总质量
    C．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行
    D．通过增减木块上的砝码改变小车质量时，重新调节木板倾斜度
    （3）正确安装实验装置后，该同学通过改变细砂的质量控制力传感器的示数保持不变，得到如图乙所示的实验图象，横坐标m为小车上砝码的质量，纵坐标中的a为小车的加速度．设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿第二定律成立，则力传感器的示数为$\frac{1}{k}$，小车与力传感器的总质量为$\frac{b}{k}$．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    13．在两个等量同种点电荷的连线上，有与连线中点O等距的两点a、b，如图所示，则下列判断不正确的是（　　）
    A．a、b两点的场强相同
    B．a、b两点的电势相同
    C．a、O两点间与b、O两点间的电势差相同
    D．同一电荷放在a、b两点的电势能相同

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    20．如图所示，带等量异号电荷的两平行金属板在真空中水平放置，M、N为板间同一电场线上的两点，一带电粒子（不计重力）以速度vM经过M点在电场线上向下运动，且未与下板接触，一段时间后，粒子以速度vN折回N点．则（　　）
    A．粒子受电场力的方向一定由M指向N
    B．粒子在M点的速度一定比在N点的大
    C．粒子在M点的电势能一定比在N点的小
    D．电场中M点的电势一定高于N点的电势

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    17．如图所示，在光滑水平面上，放着两块长度相同、质量分别为M1和M2的木板，在两木板的左端各放一个大小、形状、质量完全相同的物块．开始时，木板、物块均静止，今在两物块上各作用一水平恒力F1、F2，当物块和木板分离时，两木板的速度分别为v1和v2，物体和木板间的动摩擦因数相同，下列说法正确的是（　　）
    A．若F1=F2，M1＜M2，则v1＞v2B．若F1=F2，M1＞M2，则v1＞v2
    C．若F1＜F2，M1=M2，则v1＞v2D．若F1＞F2，M1=M2，则v1＞v2

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    18．有下列几种情况，请根据所学知识选择对情景的分析和判断正确的说法是（　　）
    ①高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车；
    ②点火后即将升空的火箭；
    ③做竖直上抛运动的物体；
    ④运动的磁悬浮列车在轨道上高速行驶．
    A．因为轿车紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大
    B．因为火箭还没运动，所以加速度为零
    C．因为竖直上抛物体的速度方向会发生改变，所以加速度方向也改变
    D．高速行驶的磁悬浮列车，因为速度很大，所以加速度也一定很大

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