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    20．甲、乙、丙、丁四位同学在做探究加速度与物体质量和合外力的关系的实验时（使用如图所示的装置），设小车质量和车上砝码质量之和为 M，砂及砂桶的总质量为 m，分别得出如图甲、乙、丙、丁四条图线，其中图甲、乙、丙是 a-F 图线，图丁是 a-$\frac{1}{M}$图线，则下列说法中正确的是（　　）
    A．甲和乙较好地把握了实验条件 M 远大于 m
    B．丙和丁没有把握好实验条件 M 远大于 m
    C．甲同学长木板的倾角太小，而乙同学长木板倾角太大
    D．甲、乙、丙三同学中，丙同学较好地完成了平衡摩擦力的操作

    分析 实验前需要平衡摩擦力，平衡摩擦力时，如果木板垫起的太高，过平衡摩擦力，小车重力平行于木板方向的分力大于小车受到的摩擦力，在不施加拉力时，小车已经有加速度，a-F图象不过坐标原点，在a轴上有截距，若不再满足砂和砂桶远小于小车的质量，曲线上部出现弯曲现象．

    解答 解：AB、在a-F图中，当m＜＜M时，a与F成线性关系，所以甲、乙和丙较好地把握了实验条件M远远大于m，随着F的增大，即砂和砂桶质量的增大，不再满足砂和砂桶远小于小车的质量时，图象上部会出现弯曲现象，所以图象丁没有把握好实验条件M远大于m，故A正确，B错误；
    C、甲图中，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，说明遗漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足这个步骤，即甲同学长木板的倾角太小，
    乙图中a-F图象不过坐标原点，在a轴上有截距，说明木板垫起的太高，过度平衡摩擦力，故C正确；
    D、丙图象是一条过原点的直线，说明较好地完成了平衡摩擦力的操作，故D正确；
    故选：ACD．

    点评 要知道验证牛顿第二定律实验的注意事项，要会处理实验数据，能根据打出的纸带求出物体的加速度、物体的瞬时速度．要掌握应用图象法处理实验数据的方法．

    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：选择题

    20．如图所示，光滑斜面的倾角为30°，轻绳通过两个滑轮与A相连，轻绳的另一端固定在天花板上，不计轻绳与滑轮之间的摩擦力和滑轮的质量．物块A的质量为m，挂上物块B后，当滑轮两边的轻绳夹角为120°时，AB恰能保持相对静止，则物块B的质量为（　　）
    A．$\frac{\sqrt{2}}{2}$mB．$\frac{m}{2}$C．mD．2m

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    11．某同学为了“探究做功与速度的关系”．
    （1）在实验室找到了如甲中的器材，其中本实验不需要的器材有重锤、钩码

    （2）用一条纸带穿过打点计时器，该同学发现有图乙中的两种穿法，感到有点犹豫．你认为B（选填“A”或“B”）边的穿法正确．
    （3）该同学欲通过如图所示装置打出的纸带（图丙）来判断是否已经平衡摩擦力．根据纸带的点迹可以判断：为进一步平衡摩擦力，长木板与水平桌面的夹角应该增大（选填“增大”或“减小”）．
    （4）在正确操作的情况下，某次所打的纸带如图丁所示．打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度，应选用纸带的GJ部分进行测量（根据下面所示的纸带回答），小车获得的速度是0.65m/s．（计算结果保留两位有效数字）

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    8．为了验证动能定理，某学习小组在实验室组装了如图所示的装置，备有下 列器材：打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、天平、细沙．他们称量滑块的 质量为M、沙和小桶的总质量为m．当滑块连接上纸带，让细线跨过滑轮并悬挂空的小桶时，滑块处于静止状态．实验时为保证滑块受到的合力与沙、小桶的总重力大小基本相等，沙和小桶的总质量应满足的实验条件是M远大于m，实验时为保证细线拉力等于滑块所受的合外力，首先要做的步骤是平衡摩擦力．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    15．某实验小组用如图所示实验装置探究合力做功与动能变化的关系，铁架台竖直固定放置在水平桌面上，长木板一端放置在水平桌面边缘P处，另一位置放置在铁架台竖直铁杆上，使长木板倾斜放置．长木板P处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光时间，实验步骤是：
    ①用游标卡尺测出滑块的挡光宽度L，用天平测量滑块的质量m．
    ②平衡摩擦力：以木板放置在水平桌面上的P处为轴，调节长木板在铁架台上的放置位置，使滑块恰好沿木板向下做匀速运动．在铁架台竖直杆上记下此位置Q1，用刻度尺测出Q1到水平面的高度H．
    ③保持P位置不变，长木板一端放置在铁架台竖直杆Q2上．用刻度尺量出Q1Q2的距离h1，将滑块从Q2位置由静止释放，由光电门计时器测出滑块的挡光时间t1．
    ④保持P位置不变，重新调节长木板一端在铁架台上的放置位置，重复步骤③数次．
    滑块沿长木板由Q2运动到P的过程中，用测量的物理量（L1，t1，h，H，m）以及重力加速度g回答下列问题：
    （1）滑块通过光电门的速度v=$\frac{L}{{t}_{1}^{\;}}$
    （2）滑块动能的变化量△Ek=$\frac{1}{2}m\frac{{L}_{\;}^{2}}{{t}_{1}^{2}}$
    （3）滑块克服摩擦力做的功Wf=mgH
    （4）合力对滑块做的功W合=mg${h}_{1}^{\;}$．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    5．如图所示，在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方的P点，固定一电荷量为+Q的点电荷．一质量为m、带电荷量为+q的物块（可视为质点的检验电荷），从轨道上的A点以初速度v0沿轨道向右运动，当运动到P点正下方B点时速度为v．已知点电荷产生的电场在A点的电势为φ（取无穷远处电势为零），P到物块的重心竖直距离为h，P、A连线与水平轨道的夹角为60°，k为静电常数，下列说法正确的是（　　）
    A．物块在A点的电势能EPA=Qφ
    B．物块在A点时受到轨道的支持力大小为mg+$\frac{3\sqrt{3}kqQ}{8{h}^{2}}$
    C．点电荷+Q产生的电场在B点的电场强度大小EB=K$\frac{q}{{h}^{2}}$
    D．点电荷+Q产生的电场在B点的电势φB=$\frac{m}{2q}$（v02-v2）+φ

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    12．如图，带电量均为+q的一对点电荷，被分别固定在空间相距2h的A、B两点．在正电荷的电场区域内，有一个电子（电量为e，质量为m，重力可不计）正在做匀速圆周运动．设此时电子到正电荷的距离为x，则该电子受到的电场力为$\frac{2kqe\sqrt{{x}^{2}-{h}^{2}}}{{x}^{3}}$，电子的动能Ek与距离x的函数关系为Ek=$\frac{2kqe（{x}^{2}-{h}^{2}）}{{x}^{3}}$．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    9．用如图甲所示的实验装置完成“探究动能定理”实验．请补充完整下列实验步骤的相关内容：

    （1）用天平测量小车和遮光片的总质量M、砝码盘的质量m0；用游标卡尺测量遮光片的宽度d，游标卡尺的示数如图乙所示，其读数为0.525cm；按图甲所示安装好实验装置，用米尺测量两光电门之间的距离s；
    （2）在砝码盘中放入适量砝码；适当调节长木板的倾角，直到轻推小车，遮光片先后经过光电门A和光电门B的时间相等；
    （3）取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m（填写相应物理量及其符号）；
    （4）让小车从靠近滑轮处由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间△tA和△tB；
    （5）步骤（4）中，小车从光电门A下滑至光电门B过程合外力做的总功W合=（m+m0）gs，小车动能变化量△Ek=$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{△{t}_{B}}$）2-$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{△{t}_{A}}$）2（用上述步骤中的物理量表示，重力加速度为g），比较W合和△Ek的值，找出两者之间的关系；
    （6）重新挂上细线和砝码盘，改变砝码盘中砝码质量，重复（2）～（5）步骤．
    （7）本实验中，以下操作或要求是为了减小实验误差的是B．
    A．尽量减小两光电门间的距离s
    B．调整滑轮，使细线与长木板平行
    C．砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    10．某实验小组采用如图1所示的装置来探究“功与速度变化的关系”实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面？实验的部分步骤如下：

    （1）将一块一端带有定滑轮的长木板固定在桌面上，在长木板的另一端固定打点计时器；
    （2）把纸带穿过打点计时器的限位孔，连在小车后端，用细线跨过定滑轮连接小车和钩码；
    （3）把小车拉到靠近打点计时器的位置，接通电源，从静止开始释放小车，得到一条纸带；
    （4）关闭电源，通过分析小车位移与速度的变化关系来研究合外力对小车所做的功与速度变化的关系？
    如图2是实验中得到的一条纸带，点O为纸带上的起始点，A、B、C是纸带的三个计数点，相邻两个计数点间均有4个点未画出，用刻度尺测得A、B、C到O的距离如图所示，已知所用交变电源的频率为50Hz，问：
    （1）打B点时刻，小车的瞬时速度vB=0.40m/s？（结果保留两位有效数字）
    （2）本实验中，若钩码下落高度为h1时合外力对小车所做的功W0，则当钩码下落h2时，合外力对小车所做的功为$\frac{{h}_{2}}{{h}_{1}}$W0？（用h1、h2、W0表示）
    （3）实验中，该小组同学画出小车位移x与速度v的关系图象如图3所示？根据该图形状，某同学对W与v的关系作出的猜想，肯定不正确的是AC（填写选项字母代号）
    A．W∝v         B．W∝v2 C．W∝$\frac{1}{v}$          D．W∝v3
    （4）在本实验中，下列做法能有效地减小实验误差的是ABC（填写选项字母代号）A．把长木板右端适当垫高，以平衡摩擦力
    B．实验中控制钩码的质量，使其远小于小车的总质量C．调节滑轮高度，使拉小车的细线和长木板平行D．先让小车运动再接通打点计时器．

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