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在做“验证牛顿第二定律”的实验时（装置如图1所示）
（1）研究在作用力F一定时，小车的加速度a与小车质量M的关系，某位同学设计的实验步骤如下：
（A）用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量．
（B）按图装好实验器材．使带滑轮长木板右端抬起，平衡摩擦力．
（C）把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶．
（D）将打点计时器接在6V电压的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量．
（E）保持小桶及其中砂子的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的M值，重复上述实验．

（F）分析每条纸带，测量并计算出加速度的值．
（G）作a-M关系图象，并由图象确定a、M关系．
在上述步骤中，有错误或处理不恰当的是
步骤，应把改为．
步骤，应把改为．
（2）利用上题装置做“验证牛顿第二定律”的实验时：
甲同学根据实验数据画出的小车的加速度a和小车所受拉力F的图象为图2所示中的直线Ⅰ，乙同学画出的图象为图中的Ⅱ直线．直线Ⅰ、Ⅱ在纵轴或横轴上的截距较大．明显超出了误差范围，下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释，其中可能正确的是．
（A）实验前甲同学没有平衡摩擦力
（B）甲同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了
（C）实验前乙同学没有平衡摩擦力
（D）乙同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了
（3）在用接在50Hz交流电源上的打点计时器测定小车做匀加速直线运动的加速度的实验中，得到如图3所示的一条纸带，从比较清晰的点开始起，每5个打印点取一个计数点，分别标上0、1、2、3…量得0与1两点间的距离s₁=30mm，3与4两点间的距离s₄=48mm，打下0与1两点之间时间内小车的平均速度m/s，则小车的加速度为__m/s²．

解：（1）电磁打点计时器使用的是4-6v的低压交流电源，故步骤D中不能使用蓄电池而应该使用4-6v的低压交流学生电源．
根据牛顿第二定律可知物体的加速度a与物体的质量M成反比，所以a-M图象是曲线，而仅仅根据曲线很难判定加速度a与物体的质量M到底是什么关系，但 $\text{[math]}$ 应该成正比例关系，而正比例关系图象是一条过坐标原点的直线，所以应作a- $\text{[math]}$ 图象．
（2）我们认为绳子的拉力就等于物体所受的合外力，而直线Ⅰ意味着当拉力为0时物体的加速度大于0，即合力不为0，这说明物体的重力沿斜面的分量大于物体所受的斜面的摩擦力，即平衡摩擦力过度，即在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了．
Ⅱ直线意味着当拉力大于0时物体的加速度等于0，即此时合力仍等于0，这说明拉力与重力沿斜面的分力的和等于物体所受到的滑动摩擦力，即忘记平衡滑动摩擦力和平衡摩擦力不够即把长木板的末端抬得过低了．
故可能正确的为BC．
故选BC．
（3）0和1两点之间的平均速度 $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =0.30m/s，
利用逐差法根据△S=at²可得物体的加速度a= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =0.60m/s²
故答案为0.30m/s，0.60m/s²．
故本题的答案为（1）答案：D，蓄电池，学生电源 G，a-M， $\text{[math]}$
（2）（B）（C）
（3）0.30m/s，0.60m/s²．
分析：（1）电磁打点计时器使用4-6v的低压交流学生电源；a- $\text{[math]}$ 图象是一条过坐标原点的正比例关系而图象a-M图象是曲线．
（2）直线Ⅰ在纵轴上的截距较大说明当拉力为0时物体的加速度大于0；直线Ⅱ在横轴上的截距较大说明当拉力大于0时物体的加速度等于0，即此时合力仍等于0．
（3）利用平均速度公式 $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ 求平均速度．
利用逐差法根据△S=at²可求物体的加速度，则s₄-s₃=3at²．
点评：只有真正掌握了实验原理，才能真正顺利解决实验题目，所以在学习的过程中要深入理解和把握实验原理，这样才能真正做到以不变应万变，才能有效提高物理成绩．

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相关习题

科目：高中物理 来源： 题型：

实验填空题

（1）在做“验证牛顿第二定律”的实验时（装置如图1所示）下列说法中正确的是

A．平衡运动系统的摩擦力时，应把装砂的小桶通过定滑轮拴在小车上
B．连接砂桶和小车的轻绳应和长木板保持平行
C．当改变小车或砂桶质量时应再次平衡摩擦力
D．小车应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车
（2）用图2所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R₀起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
（a）电流表（量程0.6A、3A）；
（b）电压表（量程3V、15V）
（c）定值电阻（阻值1Ω、额定功率5W）
（d）定值电阻（阻值100Ω，额定功率200W）
（e）滑动变阻器（阴值范围0--10Ω、额定电流2A）
（f）滑动变阻器（阻值范围0--100Ω、额定电流1A）
那么
①要正确完成实验，电压表的量程应选择

V，电流表的量程应选择

0.6

A； R₀应选择

Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是

0-10

Ω的滑动变阻器．
②误差分析：电动势的测量值E_测

＜

真实值E_真；内阻的测量值r_测

＜

真实值r_真（选填＞、＜或=）
③根据实验记录的数据画出的U-I图线如图3所示，从图线可得出干电池的电动势为

1.5

V，待测干电池的内电阻为

1.0

Ω．

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科目：高中物理 来源： 题型：

下列有关高中物理实验的描述中，正确的是（　　）

A．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，拉橡皮筋的细绳要稍长，并且实验时要使弹簧测力计与木板平面平行，同时保证弹簧的轴线与细绳在同一直线上

B．在“验证机械能守恒定律”的实验中，必须要用天平测出下落物体的质量

C．在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，弹簧必须水平使用，以克服弹簧所受重力对实验的影响

D．在做“验证牛顿第二定律”实验时，应使沙和小桶的总质量远小于小车和砝码的总质量，以减小试验误差．

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科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

（1）①在“验证力的平行四边形定则”实验中需要将橡皮条的一端固定在水平木板上另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套（如图1所示）实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，以下几项中必须注意的是

A．两根细绳必须等长
B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
②某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时，将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂，然后在其下部施加外力F，测出弹簧的总长度X，改变外力F的大小，测出几组数据，作出外力F与弹簧总长度X的关系图线如图2所示．（实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的）由图可知该该弹簧的劲度系数为

N/m
（2）在做验证牛顿第二定律的实验时，回答下列问题：
（如有计算，结果保留二位有效数字）
①打点计时器应接

交流

（填交流或直流）电源．
②试验中，（如甲图）为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一滑轮的高度，使细线与长木板平行，接下来将长木板的一端垫起适当的高度，让小车一头连着纸带一头连着沙桶，给打点计时器通电，轻推一下小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动．请指出此步骤的错漏

应该撤去沙桶

；
③如图乙所示为某次实验得到的纸带，纸带中相邻计数点间的距离已标出，相邻计数点间还有四个点没有画出．由此可求得小车的加速度大小

0.50

m/S²．
④在验证当小车的质量一定其加速度与合外力F的关系时，根据实验数据作出了如图丙所示的a-F图象，则小车和砧码的总质量M为

1.0kg

，其图象不过原点的原因是

平衡摩擦力时斜面的倾角太小或者平衡摩擦力不够；

．

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科目：高中物理 来源：2014届广东省惠州市高三上学期第二次调研物理试卷（解析版） 题型：实验题

(18分）（1）①在“验证力的平行四边形定则”实验中需要将橡皮条的一端固定在水平木板上另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套(如图甲所示）实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，以下几项中必须注意的是

A.两根细绳必须等长

B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上

C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行

②某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时，将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂，然后在其下部施加外力F，测出弹簧的总长度X，改变外力F的大小，测出几组数据，作出外力F与弹簧总长度X的关系图线如图乙所示．（实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的）由图可知该该弹簧的劲度系数为＿＿＿N/m

（2）在做验证牛顿第二定律的实验时，回答下列问题：（如有计算，结果保留二位有效数字）

①打点计时器应接＿＿＿＿（填交流或直流）电源。

②试验中，（如甲图）为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一滑轮的高度，使细线与长木板平行，接下来将长木板的一端垫起适当的高度，让小车一头连着纸带一头连着沙桶，给打点计时器通电，轻推一下小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。请指出此步骤的错漏＿＿＿＿＿；

③如图乙所示为某次实验得到的纸带，纸带中相邻计数点间的距离已标出，相邻计数点间还有四个点没有画出。由此可求得小车的加速度大小＿＿＿m/S²。

④在验证当小车的质量一定其加速度与合外力F的关系时，根据实验数据作出了如图丙所示的a F图象，则小车和砧码的总质量M为＿＿＿＿＿＿＿＿＿，其图像不过原点的原因是＿＿＿＿＿＿。

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科目：高中物理 来源：2012-2013学年重庆市武隆县白马中学高三（上）月考物理试卷（12月份）（解析版） 题型：填空题

实验填空题

（1）在做“验证牛顿第二定律”的实验时（装置如图1所示）下列说法中正确的是
A．平衡运动系统的摩擦力时，应把装砂的小桶通过定滑轮拴在小车上
B．连接砂桶和小车的轻绳应和长木板保持平行
C．当改变小车或砂桶质量时应再次平衡摩擦力
D．小车应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车
（2）用图2所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
（a）电流表（量程0.6A、3A）；
（b）电压表（量程3V、15V）
（c）定值电阻（阻值1Ω、额定功率5W）
（d）定值电阻（阻值100Ω，额定功率200W）
（e）滑动变阻器（阴值范围0--10Ω、额定电流2A）
（f）滑动变阻器（阻值范围0--100Ω、额定电流1A）
那么
①要正确完成实验，电压表的量程应选择    V，电流表的量程应选择    A； R应选择    Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是    Ω的滑动变阻器．
②误差分析：电动势的测量值E_测    真实值E_真；内阻的测量值r_测    真实值r_真（选填＞、＜或=）
③根据实验记录的数据画出的U-I图线如图3所示，从图线可得出干电池的电动势为    V，待测干电池的内电阻为    Ω．

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