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    9．如图所示的实验装置可以探究加速度与物体质量、物体受力的关系，小车上固定一个盒子，盒子内盛有沙子．沙桶的总质量（包括桶以及桶内沙子质量）记为m，小车的总质量（包括车、盒子及盒内沙子质量）记为M．
    （1）验证在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比：从盒子中取出一些沙子，装入沙桶中，称量并记录沙桶的总重力mg，将该力视为合外力F，对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出．多次改变合外力F的大小，
    每次都会得到一个相应的加速度．本次实验中，桶内的沙子取自小车中，故系统的总质量不变．以合外力F为横轴，以加速度a为纵轴，画出a-F图象，图象是一条过原点的直线．
    ①a-F图象斜率的物理意义是$\frac{1}{M+m}$．
    ②你认为把沙桶的总重力mg当作合外力F是否合理？合理．
    ③本次实验中，是否应该满足M＞＞m这样的条件？否，理由是研究对象是整个系统，其所受合外力就是mg．
    （2）验证在合外力不变的情况下，加速度与质量成反比：保持桶内沙子质量m不变，在盒子内添加或去掉一些沙子，验证加速度与质量的关系．本次实验中，桶内的沙子总质量不变，故系统所受的合外力不变．用图象法处理数据时，以加速度a为纵横，应该以$\frac{1}{M+m}$为横轴．

    分析 （1）该实验研究的对象为系统，保持系统质量不变，沙桶的重力等于系统所受的合力，改变重力即可改变系统所受的合力，从而可探究加速度与合力的关系．
    （2）保持桶内沙子质量m不变，即保持系统所受的合力不变，在盒子内添加或去掉一些沙子，即改变系统的质量，所以研究加速度与质量的关系时，该质量应为系统的质量．

    解答 解：（1）将车内的沙子转移到桶中，就保证了M+m不变，即系统的总质量不变，研究对象是整个系统，a=$\frac{{F}_{合}}{M+m}=\frac{mg}{M+m}$，可见a-F图象斜率的物理意义是$\frac{1}{M+m}$，系统的合外力就等于所悬挂沙桶的重力mg，不必满足M?m这样的条件．
    （2）向小车内添加或去掉部分沙子，是改变系统的总质量M+m，而系统的合外力仍等于所悬挂沙桶的重力mg，保证了合外力不变．所以用图象法处理数据时，以加速度a为纵轴，应该以M+m倒数为横轴．
    故本题答案为：（1）①$\frac{1}{M+m}$；②合理；③否　因为实验的研究对象是整个系统，系统受到的合外力就等于mg
    （2）$\frac{1}{M+m}$

    点评 解决本题的关键知道该实验研究的对象是系统，保证系统质量不变，改变合力，可探究加速度和合力的关系．保持合力不变，改变系统质量，可探究加速度与质量的关系．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    8．一辆汽车以90km/h的速度在笔直的公路上超速行驶，当这辆超速行驶的汽车刚刚经过一辆警车时，警车立即从静止开始以2.5m/s2的加速度匀加速追去．求：
    （1）警车经过多长时间能追上该超速车？
    （2）警车追上该超速车时，警车的速度为多大？
    （3）在警车追上该超速车前两车的最大距离是多少？

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    9．如图所示，两物体重分别为G1、G2，两弹簧劲度分别为k1、k2，弹簧两端与物体和地面相连，已知弹簧的弹力大小F=kx，式中x为弹簧的形变量，用竖直向上的力缓慢向上拉G2，最后平衡时拉力F=G1+2G2，求该过程G1、G2上升的高度．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    6．如图所示，重力为G的物体放在倾斜角为θ的光滑斜面上，一同学用水平力F作用于物体上使其静止，则斜面所受到的压力大小为（　　）
    A．GB．$\frac{G}{cosθ}$C．Gsinθ+FsinθD．$\sqrt{{G}^{2}+{F}^{2}}$

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    4．在“验证机械守恒定律”实验中，利用下图所示的装置进行实验，验证钩码和滑块所组成的系统从由静止释放到通过光电门这一过程机械能守恒．实验开始时，气轨已经调成水平状态．
    （1）已知遮光条的宽度为d，实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间为t，则滑块经过光电门时的速度为$\frac{d}{t}$．
    （2）在本次实验中还需要测量的物理量有（文字说明并用相应的字母表示）：钩码的质量m、滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s和滑块的质量M．
    （3）本实验通过比较mgs和$\frac{1}{2}$（m+M）（$\frac{d}{t}$）2（用测量的物理量符号表示）在实验误差允许的范围内是否相等，从而验证系统的机械能是否守恒．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    14．某实验小组用如图1所示的实验装置和实验器材做“探究功与速度变化的关系”实验，在实验中，该小组同学把砂和砂桶的总重力当作小车受到的合外力．

    （1）为了保证实验结果的误差尽量小，在实验操作中，下面做法必要的是AD（双选）
    A．实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作
    B．实验操作时要先放小车，后接通电源
    C．在利用纸带进行数据处理时，所选的两个研究点离得越近越好
    D．在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
    （2）如图2所示，为实验中打出的一条纸带，现选取纸带中的A、B两点来探究功与速度变化的关系．已知打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g．图中已经标明了要测量的物理量，另外，小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m．请你以小车为研究对象，把要探究的结果用题中给出的字母表达出来$mgx=\frac{M（{x}_{2}^{2}-{x}_{1}^{2}）}{32{T}^{2}}$．
    （3）他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些．这一情况可能是下列哪些原因造成的CD（双选）
    A．在接通电的同时释放了小车
    B．小车释放时离打点计时器太近
    C．阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉
    D．钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    1．某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验如图所示，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出的，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（每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致），每次实验中小车获得的速度根据打点计时器所打在纸带上的点进行计算．
    （1）除了图中1已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和交流（填“交流”或“直流”）电源．

    （2）实验中，小车会受到摩擦力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦力，则下面操作正确的是D
    A．放开小车，能够自由下滑即可
    B．放开小车，能够匀速下滑即可
    C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可
    D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
    （3）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是B
    A．橡皮筋处于原长状态
    B．橡皮筋仍处于伸长状态
    C．小车在两个铁钉的连线处
    D．小车已过两个铁钉的连线
    （4）在正确操作的情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用如图的纸带的GJ部分进行测量（根据如图所示的纸带回答）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    18．关于原子结构和核反应的说法中正确的是（　　）
    A．卢瑟福在α粒子散射实验基础上提出了原子的核式结构模型
    B．天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的
    C．据图可知，原子核A裂变成原子核B和C要放出核能量
    D．据图可知，原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    19．如图1所示的装置，可用于探究恒力做功与速度变化的关系．水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘．实验首先保持轨道水平，通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力，再进行后面的操作，并在实验中获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M，平衡摩擦力时砝码和砝码盘的总质量m0，挡光板的宽度d，光电门1和2的中心距离s．

    （1）实验需用螺旋测微器测量挡光板的宽度d，如图2所示，d=1.702 mm
    （2）某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1、t2（小车通过光电门2后，砝码盘才落地），砝码盘和砝码的质量为m，已知重力加速度为g，则对该小车，实验要验证的表达式是C
    A．mgs=$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{2}}$）2-$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{1}}$）2            
    B．（m-m0）gs=$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{2}}$）2-$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{1}}$）2 
    C．（F-m0g）s=$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{2}}$）2-$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{1}}$）2
    D．Fs=$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{2}}$）2-$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{1}}$）2．

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