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    15．在用图甲所示的装置“验证牛顿第二定律”的实验中，保持小车质量一定时，验证小车加速度a与合力F的关系．

    ①除了电火花计时器、小车、砝码、砝码盘、细线、附有定滑轮的长木板、垫木、导线及开关外，在下列器材中必须使用的有ACE（选填选项前的字母）．
    A．220V、50Hz的交流电源
    B．电压可调的直流电源
    C．刻度尺
    D．秒表
    E．天平（附砝码）
    ②为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，以下操作正确的是AC．
    A．调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行
    B．在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将砝码和砝码盘通过细线挂在小车上
    C．在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上
    ③某同学得到了图乙所示的一条纸带，由此得到小车加速度的大小a=1.15m/s2（保留三位有效数字）．
    ④在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg，已知三位同学利用实验数据做出的a-F图象如图丙中的1、2、3所示．下列分析正确的是B（选填选项前的字母）．
    A．出现图线1的原因可能是没有平衡摩擦力
    B．出现图线2的原因可能是砝码和砝码盘的质量不合适
    C．出现图线3的原因可能是在平衡摩擦力时长木板的倾斜度过大
    ⑤在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg，由此造成的误差是系统误差（选填“系统误差”或“偶然误差”）．设拉力的真实值为F真，小车的质量为M，为了使$\frac{mg-{F}_{真}}{{F}_{真}}$＜5%，应当满足的条件是$\frac{m}{M}$＜5%．

    分析 根据实验原理选择实验器材，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，需要平衡摩擦力，同时要调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行，根据作差法求解加速度，根据牛顿第二定律结合图象特点分析产生的原因，分别对小车和整体根据牛顿第二定律列式求解即可．

    解答 解：①电火花计时器需要220V、50Hz的交流电源，要用刻度尺测量纸带上点迹的距离，需要天平测量小车的质量，故需要ACE，故选：ACE
    ②为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，需要平衡摩擦力，平衡摩擦力时应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上，调整长木板的倾斜度，让小车拖着纸带做匀速直线运动，同时要调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行，故AC正确，B错误；故选：AC
    ③从第一个点开始，每隔四个点取一个计数点，根据纸带可知，相邻计数点之间的距离依次为x1=2.61-0.90cm=1.71cm=0.0171m，
    x2=5.50-2.61cm=2.89cm=0.0289m，x3=9.50-5.50cm=4.00cm=0.0400m，时间间隔T=0.1s，
    根据作差法得a=$\frac{{x}_{3}-{x}_{1}}{2{T}^{2}}$=$\frac{0.0400-0.0171}{2×0．{1}^{2}}$=1.15m/s2；
    ④A、根据图象1可知，当没有挂砝码、砝码盘时，小车产生了加速度，因此说明平衡摩擦力时木板倾角太大，故A错误；
    B、根据图象2可知，随着F的增大，即砝码、砝码盘的质量增大，不再满足砝码、砝码盘质量小于小车的质量，因此曲线上部出现弯曲现象，故B正确；
    C、根据图象3可知，当挂上砝码、砝码盘时，小车的加速度还是为零，说明没有平衡摩擦力或平衡的不够，故C错误；
    故选：B
    ⑤在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg，由此造成的误差是系统误差，
    对小车，根据牛顿第二定律得：a=$\frac{{F}_{真}}{M}$，
    对整体，根据牛顿第二定律得：a=$\frac{mg}{M+m}$，
    且$\frac{mg-{F}_{真}}{{F}_{真}}$＜5%，解得：$\frac{m}{M}$＜5%．
    故答案为：①ACE；②AC；③1.15；④B；⑤系统误差；5%．

    点评 本题考查了实验器材、实验注意事项、实验数据处理、实验误差分析等问题；对于实验问题一定要明确实验原理，并且亲自动手实验，熟练应用所学基本规律解决实验问题，注意平衡摩擦力的细节，理解a-F图象不直的原因．

    练习册系列答案
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    5．平抛运动的物体（　　）
    A．做匀变速曲线运动，每秒内速度变化的大小相等
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    6．下列说法中，正确的是（　　）
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    C．伽利略通过数学推演并用小球在斜面上运动验证了速度与下落时间成正比
    D．平放在桌面上的书受到的支持力，是由于桌面发生向上的形变而造成的

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    A．开普勒通过研究第谷的行星观测记录，提出了行星运动的三大规律，后人称为开普勒行星运动规律
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    C．宇宙飞船内的宇航员是处于完全失重状态
    D．经典力学只适用于低速运动和宏观世界，不适用高速运动和微观世界

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    20．如图所示，使用不可伸长的细绳把物体B经光滑的定滑轮与环A相连，环A套在竖直杆上，当环A从图示位置沿竖直杆向上匀速运动时（没有超过虚线位置），此过程物体B还没落地，则（　　）
    A．物体B向下做加速运动
    B．物体B向下做减速运动
    C．连接物体B的细绳的弹力大于物体B的重力
    D．连接物体B的细绳的弹力小于物体B的重力

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    7．某校举行托乒乓球跑步比赛，某同学将球置于球拍中心，从静止开始做匀加速直线运动，当速度达到v0后做匀速直线运动跑至终点，整个过程球一直保持在球拍中心不动，比赛中该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为θ，如图所示．设球在运动中受到空气阻力大小与其速度大小成正比，方向与运动方向相反，不计球与球拍之间的摩擦，球的质量为m，重力加速度为g．求空气阻力大小与球速大小的比例系数k．

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    4．用如图1实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1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．下图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个打点（图中未标出），计数点间的距离如图2所示．已知m1=50g、m2=150g，则（g取9.8m/s2，计算结果保留两位有效数字．）

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    △EK和△EP不相等的原因是有阻力，由此得到的结论是误差允许范围内机械能守恒．

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    7．在圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场．从磁场边缘A点沿半径方向射人一束速率不同的质子，对这些质子在磁场中的运动情况的分析中，正确的是（　　）
    A．运动时间越长的，在磁场中通过的距离越长
    B．运动时间越短的，其速率越大
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