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    18．用图甲所示的装置探究加速度与力、质量之间的关系，图乙是其俯视图．两个相同的小车放在光滑水平板上，车左端各系一条细绳，绳跨过定滑轮个挂一个相同的小盘，盘中可放砝码．两个小车右端通过细线用夹子固定，打开夹子，小车在小盘和砝码的牵引下运动，合上夹了，两小车同时停止．实验中可以通过在车中放砝码改变小车的质量．

    （1）探究“加速度与质量之间的关系”时，应在小盘中放质量相同（选填“相同”或“不相同”）的砝码；
    （2）为使小车所受的拉力近似等于小盘和砝码的总重力，应使小盘和砝码的总质量
    远小于（选填“远大于”或“远小于”）小车的质量；
    （3）实验中，两小车的加速度之比等于（选填“大于”、“等于”或“小于”）小车通过的位移之比．

    分析 （1）探究加速度与质量间的关系实验应控制力相同．
    （2）当盘和盘中砝码的质量远远小于小车的质量，绳对小车拉力大小等于盘和盘中砝码的重力．
    （3）根据初速度为零的匀变速直线运动位移时间公式得出位移与加速度关系．

    解答 解；（1）本实验是控制变量法的实验，探究“加速度与质量之间的关系”时，要保证拉力不变，则应在小盘中放质量相同的砝码．
    （2）让小车的质量M远远大于小盘和砝码的质量m，因为：际上绳子的拉力F=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}$=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，故应该是m＜＜M，即实验中应满足小盘和砝码的质量远小于小车的质量，
    （3）小车做初速度为零的匀加速直线运动，由匀变速直线运动的位移公式：x=$\frac{1}{2}$at2可知：a=$\frac{2x}{{t}^{2}}$，两小车的运动时间t相等，则两车的位移之比等于加速度之比．
    故答案为：（1）相同；（2）远小于；（3）等于．

    点评 只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，而实验步骤，实验数据的处理都与实验原理有关，故要加强对实验原理的学习和掌握．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    11．如图所示，电流表与螺线管组成闭合电路，以下不能使电流表指针偏转的是（　　）
    A．将磁铁插入螺线管的过程中
    B．将磁铁从螺线管中向上拉出的过程中
    C．磁铁放在螺线管中保持不动时
    D．将磁铁从螺线管中向下拉出的过程中

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    12．科技馆中的一个展品如图所示，在较暗处有一个不断均匀滴水的水龙头，在一种特殊 的间歇闪光灯的照射下，若调节间歇闪光间隔时间正好与水滴从A下落到B的时间相同，可以看到一种奇特的现象，水滴似乎不再下落，而是像固定在图中的A、B、C、D 四个位置不动，对出现的这种现象，下列描述正确的是（g=10m/s2）（　　）
    A．水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间满足 tAB＜tBC＜tCD
    B．闪光的间隔时间是$\frac{\sqrt{2}}{10}$ s
    C．水滴在相邻两点间的平均速度满足 v AB：v BC：v CD=1：4：9
    D．水滴在各点的速度之比满足 vB：vC：vD=1：3：5

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    6．某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，设计出如下的实验方案，其实验装置如图所示．已知小车质量M=214.6g，砝码盘质量m0=7.5g，所使用的打点计时器交流电频率f=50Hz．其实验步骤是：
    A．按图中所示安装好实验装置
    B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动
    C．取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m
    D．先接通电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度a
    E．重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码质量，重复B～D步骤，求得小车在不同合外力F作用下的加速度，回答以下问题：
    （1）按上述方案做实验，是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？否（填“是”或“否”），长木板倾斜是否是为了平衡摩擦力？是（填“是”或“否”）．
    （2）实验中打出的一条纸带如图所示，由该纸带可求得小车的加速度a=0.77m/s2．
    （3）某同学将有关数据填入他所设计的表格中，并根据表中的数据画出a-F图象（如图），造成图线不过坐标原点最主要的一条原因是在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力．
    次数12345
    砝码盘中砝码的质量m/g1020304050
    砝码盘中砝码的重力G/N0.100.200.290.390.49
    小车的加速度a/m•s-20.771.441.842.382.75

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    13．图1为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图．沙和沙桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M．实验中用沙和沙桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小．

    （1）实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是B
    A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在沙和沙桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动．
    B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去沙和沙桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动．
    C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及沙和沙桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动．
    （2）实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是C
    A．M=200g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
    B．M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
    C．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
    D．M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
    （3）图2是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．量出相邻的计数点之间的距离分别为：sAB=4.22cm、sBC=4.65cm、sCD=5.08cm、sDE=5.49cm、sEF=5.91cm、sFG=6.34cm．已知打点计时器的工作频率为50Hz，则C点的速度为VC=0.49m/s，a=0.38m/s2．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    3．某同学用图1所示的实验装置研究小车在斜面上的运动．实验步骤如下：
    a．安装好实验器材．
    b．接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次．选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如图2中0、1、2…6点所示．
    c．测量1、2、3…6计数点到0计数点的距离，分别记作：S1、S2、S3…S6．
    d．通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动．
    e．分别计算出S1、S2、S3…S6与对应时间的比值$\frac{{S}_{1}}{{t}_{1}}$、$\frac{{S}_{2}}{{t}_{2}}$、$\frac{{S}_{3}}{{t}_{3}}$、…、$\frac{{S}_{6}}{{t}_{6}}$．
    f．以$\frac{S}{t}$为纵坐标、t为横坐标，标出$\frac{S}{t}$与对应时间t的坐标点，划出$\frac{S}{t}$-t图线．
    结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
    ①实验中，除打点及时器（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A和C．（填选项代号）
    A．电压合适的50Hz交流电源    B．电压可调的直流电源  C．刻度尺    D．秒表       E．天平       F．重锤
    ②将最小刻度为1mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在位置如图3所示，则
    S2=2.98cm，S5=13.20cm．
    ③该同学在图4中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标，请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点，并画出$\frac{S}{t}$-t图．
    ④根据$\frac{S}{t}$-t图线判断，在打0计数点时，小车的速度v0=0.18m/s；它在斜面上运动的加速度a=4.8m/s2．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    10．如图甲所示是某同学探究小车加速度与力的关系的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置A由静止释放．
    （1）若用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示，则d=1.140cm；
    （2）实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等，则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为m＜＜M；
    （3）测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间△t，并算出相应小车经过光电门时的速度v，通过描点作出线性图象，研究小车加速度与力的关系，处理数据时应作出v2-m（选填“v-m”或“v2-m”）图象．
    （4）该同学在（3）中作出的线性图象不通过坐标原点，开始实验前他应采取的做法是C
    A．将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
    B．将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动
    C．将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
    D．将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    7．某同学用如图1所示的装置探究小车加速度与合外力的关系．图中小车A左端连接一纸带并穿过打点计时器B的限位孔，右端用一轻绳绕过滑轮系于拉力传感器C的下端，A、B置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上．不计绳与滑轮的摩擦及滑轮的质量．实验时，先接通电源再释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点．该同学在保证小车A质量不变的情况下，通过改变P的质量来改变小车A所受的外力，由传感器和纸带测得的拉力F和加速度a数据如表所示．
    次数12345
    F/N0.100.180.260.300.40
    a/（m•s-2）0.080.220.370.59

    （1）第4次实验得到的纸带如图2所示，O、A、B、C和D是纸带上的五个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，A、B、C、D四点到O点的距离如图．打点计时器电源频率为50Hz．根据纸带上数据计算出小车加速度a为0.43m/s2（计算结果保留小数点后两位）．
    （2）在实验中，不需要（选填“需要”或“不需要”）满足重物P的质量远小于小车A的质量．
    （3）根据表中数据，在图3所示坐标系中做出小车加速度a与力F的关系图象．
    （4）根据图象推测，实验操作中重要的疏漏是没有平衡摩擦力或者摩擦力平衡不足．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    8．为了探究加速度与物体质量、物体受力的关系，某实验小组采用了如图所示装置，木盒和沙桶都装有盛沙子．沙桶和桶内沙子的总质量记为m，木盒和盒内沙子的总质量记为M，平衡摩擦力后进行下列实验：
    探究在质量不变的情况下，加速度与合外力的关系：从木盒中取出一些沙子，装入沙桶中，测量并记录沙桶和桶内沙子的总质量记为m，将mg视为合外力F，从打下的纸带中计算得出对应的加速度a．多次从木盒中取出一些沙子，装入沙桶中，保持系统的总质量不变，每次会得到一个相应的加速度．以合外力F为横轴，以加速度a为纵轴，画出a-F图象，结果图象是一条过原点的直线．
    ①这种探究方法中的研究对象是C
    A．沙桶和桶内沙子      
    B．木盒和盒内沙子
    C．沙桶和桶内沙子与木盒和盒内沙子组成的系统
    ②这种探究方法中m与M的关系C
    A．应满足m＜＜M       B．应满足M＜＜m        C．不必要满足m＜＜M或M＜＜m．

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