像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器，每个光电门都是由激光发射和接收装置组成．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．现利用如图所示装置设计一个“探究物体运动的加速度与合外力”的实验，图中NQ是水平桌面、PQ是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上间距为l的两个光电门（与之连接的两个光电计时器没有画出），用米尺测量两光电门的间距为l，小车上固定着用于挡光的窄片K，窄片的宽度为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，已知l＞＞d。
（1）则小车的加速度表达式a=____________（用l、d、t1和t2表示）；
（2）某位同学通过测量，把砂和砂桶的重量当作小车的合外力F，作出a-F图线．如图中的实线所示，则图线不通过坐标原点O的原因是______________________;
名校课堂系列答案科目：高中物理 来源： 题型：实验题
（14分）某研究性学习小组利用如图1所示的实验装置验证
、
组成的系统机械能守恒．从高处由静止开始下落，上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．图2给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．已知
、
，则（
取10m/s2）
①下面列举了该实验的几个操作步骤：
| A．按照图示的装置安装器件； |
| B．将打点计时器接到直流电源上； |
| C．先释放，再接通电源打出一条纸带； |
| D．测量纸带上某些点间的距离. |
= m/s（结果保留两位有效数字）；
= J（结果保留两位有效数字），系统势能的减少量
= J（结果保留两位有效数字），由此得出的结论是 ；
图像如题6（2）图3，写出计算当地重力加速度的表达式 ，并计算出当地的实际重力加速度= 
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“研究共点力的合成”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示.
(1)图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是___________.
(2)（单选题）本实验采用的科学方法是（ ）
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法
(3)（多选题）实验中可减小误差的措施有（ ）
A．两个分力F1、F2的大小要越大越好
B．两个分力F1、F2间夹角应越大越好
C．拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行
D．AO间距离要适当，将橡皮筋拉至结点O时，拉力要适当大些
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（4分）在探究牛顿第二定律实验中采用下图a的装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图（b）所示。（g=10
）
滑块和位移传感器发射部分的总质量m=_________kg；滑块和轨道间的动摩擦因数
μ= 。
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(9分)如图所示，某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解，A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负，A连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动，B固定不动，通过光滑铰链连接长0.3m的杆，将细绳连接在杆的右端O点构成支架，保持杆在水平方向，按如下步骤操作：
①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ； ②对两个传感器进行调零；
③用另一根绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器的读数； ④取下钩码，移动传感器A改变θ角。
重复上述实验步骤，得到表格：
| F1/N | 1.001 | 0.580 | … | 1.002 | … |
| F2/N | －0.868 | －0.291 | … | 0.865 | … |
| θ | 30° | 60° | … | 150° | … |
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现要验证“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。
⑴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让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑到斜面底端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＝ 。
③用米尺测量A1相对于A2的高度h，设小车所受重力为mg，则小车所受的合外力F＝ 。
④改变 ，重复上述测量。
⑤以h为横坐标，1/t2为纵坐标，根据实验数据作图。如能得到一条过原点的直线，则可验证“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。
⑵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h0。
②进行⑴中的各项测量。
③计算与作图时用（h－h0）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 。
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某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，重物质量m=1kg，当地重力加速度大小为g=9.80m/s2。实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图乙所示，纸带上的第一个点记为O，另选连续的三个点A、B、C进行测量，图中给出了这三个点到O点的距离hA、hB和hC的值。回答下列问题（以下计算结果均保留3位有效数字）：
（1）打点计时器打B点时，重物速度的大小vB= m/s；
（2）根据以上数据，可知重物由O点运动到B点的过程中，重力势能的减少量等于 J，动能的增加量等于 J。重力势能的减少量大于动能的增加量的原因是 。
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（4分）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，请按照实验进行的先后顺序，将下述步骤的代号填在横线上 。
| A．把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面 |
| B．把打点计时器固定在木板的没有滑轮的一端，并连好电路 |
| C．换上新的纸带，再重做两次 |
| D．把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面 |
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（8分）在“利用打点计时器测定匀加速直线运动加速度”的实验中，某同学在打出的纸带上每5点取一个计数点，共取了A、B、C、D、E、F六个计数点（每相邻两个计数点间的四个点未画出）如图所示。从每一个计数点处将纸带剪开分成五段（分别叫a、b、c、d、e段），将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xoy坐标系中，如图所示，由此可以得到一条表示v-t关系的图线，从而可求出加速度。
（1）打点计时器使用的是 （填“直流”或“交流”）电源。
（2）请你在xoy坐标系中用最简洁的方法作出能表示v-t关系的图线(作答在题卡上)，并指出哪个轴相当于v轴？答： 。
（3）从第一个计数点开始计时，要想求出0.15s时刻的瞬时速度，需要测出哪一段纸带的长度？答： 。
（4）若测得a段纸带的长度为2.0cm，e段纸带的长度为10.0cm，则加速度为 m/s2。
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(2)平衡摩擦力时倾斜角过大
，通过光电门2的速度为
，两光电门之间的距离为l，根据公式
可得
