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    光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器．当有物体从光电门通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间，现利用如图甲所示装置探究物体的加速度与合外力、质量关系，其NQ是水平桌面，PQ是一端带有滑轮的长木板，l、2是固定在木板上的两个光电门（与之连接的两个光电计时器没有画出）。小车上固定着用于挡光的窄片K，测得其宽度为d，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2。

    （1）该实验中，在改变小车的质量M或沙桶的总质量m时，为保证小车所受合外力大小约等于mg需要满足的条件是           ;
    （2）为了计算出小车的加速度，除了测量d、t1和t2之外，还需要测量        ，若上述测量量用x表示，则用这些物理量计算加速度的表达式为a=          ；
    （3）某位同学经过测量、计算得到如下表数据，请在图乙中作出小车加速度与所受合外力的关系图像。

    （4）由图象可以看出，该实验存在着较大的误差，产生误差的主要原因是         。

    ⑴M>>m ⑵两光电门之间的距离（或“小车由光电门1运动至光电门2所用时间t”） （或“”）………⑶见解析 ⑷木板倾角偏小（或“平衡摩擦力不足”或“末完全平衡摩擦力”）……

    解析试题分析：（1）根据牛顿第二定律，对小车，对沙桶 ，联立解得 ，由此式可知，要使得T≈mg,必须满足M>>m；（2）为了计算出小车的加速度，除了测量d、t1和t2之外，还需要测量两光电门之间的距离x。小车经过光电门1时的速度 ；经过光电门2时的速度 ；根据解得(或已知小车由光电门1运动至光电门2所用时间t，根据 解得a=)(3)见下图

    （4）由图可看出，当F=0.04N时小车才开始加速运动，所以原因是木板倾角偏小（或“平衡摩擦力不足”或“末完全平衡摩擦力”）
    考点：探究物体的加速度与合外力、质量关系；匀变速直线运动及用图像处理数据。

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    某同学用右图所示的实验装置研究小车在斜面上的运动．
    ①实验中，除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有_____      _．(填选项代号)

    A．电压合适的50 Hz交流电源
    B．电压可调的直流电源
    C．刻度尺
    D．停表
    E．天平
    F．重锤
    ②实验中所用电源的频率为50Hz。选取合适的纸带如下图，以每5个点为一个记数点，分别记0、1、2……用刻度尺测得S1=2.80cm；S2=4.29cm；S3=5.79cm；S4=7.30cm；根据纸带中所给的信息，图中标出的相邻两计数点的时间间隔T=             s，当打点计时器打下点“2”时的瞬时速度为v2=                 m/s，小车加速度的计算公式为a=                             （每两个计数点间的时间间隔用T表示），计算结果为a=               m/s2。（保留三位有效数字）

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    如下图所示，某同学用图甲所示的装置进行“探究功与物体速度变化的关系”实验，得到图乙所示的纸带;在本实验中是通过____________来改变拉力做功的数值(选填“改变橡皮筋的条数”或“改变橡皮筋的长度”)，通过测量________两点间的距离计算小车获得的速度(选填“A、B”或B、C”)．本实验是否需要平衡木板的摩擦力?答：_________(选填“是”或“否”)

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比，即F=kx，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关，理论与实际都表明，其中Y是一个由材料决定的常数，材料力学上称之为杨氏模量。

    （1）在国际单位中，杨氏模量Y的单位应该是______。

    A．NB．mC．N/mD．Pa
    （2）在一段横截面积是圆形的橡皮筋，应用如图（甲）所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值，首先利用毫米刻度尺测得橡皮筋的长度L=20.00cm，利用测量工具a测得橡皮筋未受到拉力时的直径D=4.000mm，那么测量工具a应该是___      。（选填“螺旋测微器”或“游标卡尺”）
    （3）用如图（甲）所示的装置就可以测出这种橡皮筋的Y值，下面的表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录。处理数据时，可在图（乙）中作出F-x的图像，由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k=     N/m(结果保留两位有效数字)

    （4）这种橡皮筋的杨氏模量Y=      .(结果保留一位有效数字)

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    某学习小组的同学想要验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图装置，另外还有交流电源、导线、复写纸、细沙以及天平都没画出来．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．如果要完成该项实验，则：

    （1）还需要的实验器材是(    )

    A．秒表 B．刻度尺 C．弹簧秤 D．重锤
    （2）进行实验操作时，首先要做的步骤是                   ．
    （3）在（2）的基础上，某同学用天平称出滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，并称出此时沙和沙桶的总质量m．为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量m应满足的实验条件是_______.实验时释放滑块让沙桶带着滑块加速运动，用打点计时器（打相邻两个点的时间间隔为T）记录其运动情况如纸带所示，纸带上开始的一些点较模糊未画出，其他的每两点间还有4个点也未画出，现测得O到E点间的长为L，D到F点间的长为S，则E点速度大小为_________．若取O点的速度为ｖ1、E点速度为v2那么本实验最终要验证的数学表达式为___________________________．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    某学习小组探究“功与物体速度变化的关系”的实验装置如图所示。图中小车在一条橡皮筋作用下弹出沿木板滑行，橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都完全相同。每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带求出。通过实验数据分析可以得出“功与物体速度变化的关系”。

    ①实验操作中需平衡小车受到的摩擦力，其最根本的目的是______。
    A．防止小车不能被橡皮筋拉动  
    B．便于小车获得较大的弹射速度
    C．防止纸带上点迹不清晰
    D．保证橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功
    ②关于橡皮筋做功，下列说法正确的是______。
    A．橡皮筋做功的具体值可以直接测量         
    B．橡皮筋在小车运动的全程中始终做功
    C．通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加
    D．若橡皮筋伸长量变为原来的2倍，则橡皮筋做功也增加为原来的2倍
    ③如图是某同学在正确实验操作过程中得到的一条纸带，O、A、B、C、D、E、F为选取的计数点，相邻的两个计数点间还有一个点没有画出，各计数点到O点的距离分别为1.87cm、4.79cm、8.89cm、16.91cm、25.83cm、34.75cm，若打点计时器的打点频率为50Hz，则由该纸带可知本次实验中橡皮筋做功结束时小车的速度是______m/s。

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    在“用单摆测定重力加速度”的实验中，测得单摆摆角小于5°，完成n次全振动的时间为t，用毫米刻度尺测得摆线长为L，用螺旋测微器测得摆球直径为d。
     
    (1) 从上图可知，摆球直径d的读数为________mm.
    (2) 实验中有个同学发现他测得重力加速度的值偏大，其原因可能是(　 　)

    A．悬点未固定紧，振动中出现松动，使摆线增长了
    B．单摆所用摆球质量太大
    C．把n次全振动时间误当成(n＋1)次全振动时间
    D．以摆线长作为摆长来计算

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    (6分)一小球在桌面上从静止开始做匀加速运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球每次曝光的位置，并将小球的位置编号。如图所示，1位置恰为小球刚开始运动的瞬间，摄影机连续两次曝光的时间间隔均为1s，则小球在4位置时的瞬时速度约为______________m/s，小球从1位置到6位置的运动过程中的平均速度为___________________m/s，在该过程中的加速度大约为_____________________。

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图所示)．实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力．

    (1)往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车________(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点．
    (2)从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表：

    时间t/s
    		0
    		0.50
    		1.00
    		1.50
    		2.00
    		2.50
    速度v/(m·s－1)
    		0.12
    		0.19
    		0.23
    		0.26
    		0.28
    		0.29
    请根据实验数据作出小车的v－t图象．

    (3)通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大．你是否同意他的观点？请根据v－t图象简要阐述理由．

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