10．某實(shí)驗(yàn)小組在“探究加速度與物體受力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)出如下的實(shí)驗(yàn)方案，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示．已知小車質(zhì)量M=214.6g，砝碼盤質(zhì)量m0=7.8g，所使用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器交流電頻率f=50Hz．其實(shí)驗(yàn)步驟是：
A．按圖中所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置；
B．調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長(zhǎng)木板向下做勻速運(yùn)動(dòng)；
C．取下細(xì)繩和砝碼盤，記下砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m；
D．將小車置于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器旁，先接通電源，再放開小車，打出一條紙帶，由紙帶求得小車的加速度a；
E．重新掛上細(xì)繩和砝碼盤，改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)B-D步驟，求得小車在不同合外力F作用下的加速度．

回答下列問題：
（1）按上述方案做實(shí)驗(yàn)，是否要求砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量？否（填“是”或“否”）．
（2）某同學(xué)將有關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)填入他所設(shè)計(jì)的如表格中
次數(shù)12345
砝碼盤中砝碼的重力F/N0.100.200.290.390.49
小車的加速度a/（m•s-2）0.881.441.842.382.89
他根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖2中畫出a-F圖象造成圖線不過坐標(biāo)原點(diǎn)的一條最主要原因是在計(jì)算小車所受的合外力時(shí)未計(jì)入砝碼盤的重力，從該圖線延長(zhǎng)線與橫軸的交點(diǎn)可求出的物理量是砝碼盤的重力，其大小為0.08N．

分析 （1）根據(jù)小車做勻速運(yùn)動(dòng)列出方程，對(duì)合外力進(jìn)行分析即可求解；
（2）由圖象可知，當(dāng)外力為零時(shí)，物體有加速度，通過對(duì)小車受力分析即可求解．

解答 解：（1）當(dāng)物體小車勻速下滑時(shí)有：
mgsinθ=f+（m+m0）g
當(dāng)取下細(xì)繩和砝碼盤后，由于重力沿斜面向下的分力mgsinθ和摩擦力f不變，因此其合外力為（m+m0）g，
由此可知該實(shí)驗(yàn)中不需要砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．
（2）由圖象可知，當(dāng)外力為零時(shí)，物體有加速度，這說明在計(jì)算小車所受的合外力時(shí)未計(jì)入砝碼盤的重力、砝碼盤的重力，
根據(jù)數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系可知該圖線延長(zhǎng)線與橫軸的交點(diǎn)可求出的物理量是砝碼盤的重力大小，橫坐標(biāo)一格表示0.02N，所以交點(diǎn)的大小為0.08N．
故答案為：（1）否；（2）在計(jì)算小車所受的合外力時(shí)，未計(jì)入砝碼盤的重力；砝碼盤的重力；0.08 N．

點(diǎn)評(píng) 解答實(shí)驗(yàn)問題的關(guān)鍵是正確理解實(shí)驗(yàn)原理，加強(qiáng)基本物理知識(shí)在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，同時(shí)不斷提高應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解答物理問題的能力．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

3．以下是關(guān)于彈力的幾種說法正確的是（　�。�
A．只要兩個(gè)物體接觸就一定產(chǎn)生彈力
B．兩個(gè)接觸的物體間不一定產(chǎn)生彈力
C．只要物體發(fā)生形變就能產(chǎn)生彈力
D．兩個(gè)物體間不需要接觸也能產(chǎn)生彈力

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

1．如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系．小車上固定一個(gè)盒子，盒子內(nèi)盛有沙子．沙桶的總質(zhì)量（包括桶以及桶內(nèi)沙子質(zhì)量）記為m，小車的總質(zhì)量（包括車、盒子及盒內(nèi)沙子質(zhì)量）記為M．平衡摩擦力后完成下列實(shí)驗(yàn)．
（1）驗(yàn)證在質(zhì)量不變的情況下，加速度與合外力成正比：從盒子中取出一些沙子，裝入沙桶中，稱量并記錄沙桶的總重力mg，將該力視為合外力F，對(duì)應(yīng)的加速度a則從打下的紙帶中計(jì)算得出．多次改變合外力F的大小，每次都會(huì)得到一個(gè)相應(yīng)的加速度．本次實(shí)驗(yàn)中，桶內(nèi)的沙子取自小車中，故系統(tǒng)的總質(zhì)量不變．以合外力F為橫軸，以加速度a為縱軸，畫出a-F圖象，圖象是一條過原點(diǎn)的直線．

①a-F圖象斜率的物理意義是$\frac{1}{M+m}$．
②你認(rèn)為把沙桶的總重力mg當(dāng)作合外力F是否合理？答：合理．（填“合理”或“不合理”）
③本次實(shí)驗(yàn)中，是否應(yīng)該滿足M?m這樣的條件？答：否（填“是”或“否”）；理由是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是整個(gè)系統(tǒng)，系統(tǒng)受到的合外力就等于mg．
（2）驗(yàn)證在合外力不變的情況下，加速度與質(zhì)量成反比：保持桶內(nèi)沙子質(zhì)量m不變，在盒子內(nèi)添加或去掉一些沙子，驗(yàn)證加速度與質(zhì)量的關(guān)系．本次實(shí)驗(yàn)中，桶內(nèi)的沙子總質(zhì)量不變，故系統(tǒng)所受的合外力不變．用圖象法處理數(shù)據(jù)時(shí)，以加速度a為縱橫，應(yīng)該以M+m倒數(shù)為橫軸
（3）如圖2所示是某一次打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條記錄小車運(yùn)動(dòng)的紙帶．取計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G．紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T=0.10s，用刻度尺測(cè)量出各相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離分別為AB=1.50cm，BC=3.88cm，CD=6.26cm，DE=8.67cm，EF=11.08cm，F(xiàn)G=13.49cm，則小車的加速度大小a=2.4 m/s2，打紙帶上C點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小vC=0.51m/s．（結(jié)果保留二位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

18．某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用如圖1所示的裝置來探究加速度與力的關(guān)系．
（1）實(shí)驗(yàn)中，為了探究加速度與合力的關(guān)系，應(yīng)該保持小車質(zhì)量不變．
（2）實(shí)驗(yàn)中，將砝碼和小桶的總重力mg當(dāng)成小車所受的合外力，能這樣處理應(yīng)滿足B．
A．實(shí)驗(yàn)時(shí)將木板墊起，使小車勻速下滑，以平衡摩擦力，此時(shí)應(yīng)掛上小桶，但不用連接紙帶
B．實(shí)驗(yàn)時(shí)將木板墊起，使小車勻速下滑，以平衡摩擦力，此時(shí)不應(yīng)掛小桶，但得連接紙帶，并接通電源
C．使砝碼和小桶的總質(zhì)量m遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小車的質(zhì)量M
D．使砝碼和小桶的總質(zhì)量m遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M
（3）某同學(xué)采用V-t圖象來求加速度．如圖2為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶的一部分，紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，依次為B、C、D，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒有標(biāo)出．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50hz的交流電源上，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打C點(diǎn)時(shí)，小車的速度為0.44m/s；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（4）其余各點(diǎn)的速度都標(biāo)在了v-t坐標(biāo)系中，如圖3所示．t=0.1s時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器恰好打B點(diǎn)．請(qǐng)你將上問中所得結(jié)果標(biāo)在下圖所示的坐標(biāo)系中，并做出小車運(yùn)動(dòng)的v-t圖線．
（5）利用圖線求出小車運(yùn)動(dòng)的加速度a=1.0m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．
（6）本實(shí)驗(yàn)中，某學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出了如圖4所示的a-F圖象，試分析該圖象不過原點(diǎn)及后面出現(xiàn)彎曲的原因平衡摩擦力過度；砂和砂桶的質(zhì)量太大．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

5．如圖所示，一物塊受到一個(gè)水平力F作用靜止于斜面上，此力F的方向與斜面平行，如果將力F撤除，下列對(duì)物塊的描述正確的是（　　）
A．物塊將沿斜面下滑B．物塊所受的摩擦力方向改變
C．物塊立即獲得加速度D．物塊受到的摩擦力變大

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

15．某同學(xué)“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示．
①在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖2所示．計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為T=0.02s．從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，該段紙帶中最先打出的是第4個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)．量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為S1=3.52cm，S2=3.68cm，S3=3.83cm，則該小車的加速度大小的計(jì)算公式a=$\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{50{T}^{2}}$．（用S1和S3、T來表示）為平衡摩擦力，應(yīng)增大（選填“增大”或“減小”）長(zhǎng)木板與水平桌面的夾角．

②平衡摩擦力后，讓小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，掛上質(zhì)量為m1的砝碼盤，往砝碼盤中加一個(gè)質(zhì)量為20g的砝碼，接通計(jì)時(shí)器電源，釋放小車，取下紙帶，測(cè)量小車的加速度．然后再往砝碼盤添加砝碼，重復(fù)上面的操作．當(dāng)?shù)刂亓铀俣热=10m/s2，得到小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：
次數(shù)12345
砝碼盤中砝碼總重力F（N）0.200.400.600.801.00
加速度a（m•s-2）0.190.310.390.520.60
該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描出5組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的5個(gè)點(diǎn)，連線作出了a-F的關(guān)系圖象如圖3所示．
③根據(jù)該同學(xué)作出的a-F的關(guān)系圖象，請(qǐng)問該實(shí)驗(yàn)中小車的質(zhì)量M=2.0kg；
砝碼盤的質(zhì)量m1=20g  （均保留兩位有效數(shù)字）
④已知該同學(xué)在平衡摩擦阻力時(shí)操作正確，根據(jù)提供的試驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的α-F圖線不通過原點(diǎn)，請(qǐng)說明主要原因：未計(jì)入砝碼盤的重力．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

2．在行車過程中遇到緊爭(zhēng)剎車，乘員可能會(huì)由于慣性而受到傷害，為此新交通法規(guī)定行車過程中必須系安全帶．假設(shè)某次急剎過程中，由于安全帶作用，使質(zhì)量為60kg的乘員在3s內(nèi)速度由108km/h降到0，此過程中安全帶對(duì)乘員的作用力約為（　�。�
A．200NB．400NC．600ND．800N

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

19．在“探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m之間的定量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組分別采用不同的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

（Ⅰ）實(shí)驗(yàn)小組甲采用圖甲的實(shí)驗(yàn)裝置探究加速度a與質(zhì)量m之間的定量關(guān)系，圖中A為小車（質(zhì)量為m1），B為電火花計(jì)時(shí)器，C為重物（質(zhì)量為m2），D為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)方形木板，實(shí)驗(yàn)中把重物C的重量作為細(xì)繩對(duì)小車的拉力，則
①質(zhì)量m1、m2應(yīng)滿足的關(guān)系是：m1遠(yuǎn)大于m2；（選填“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”）
②需要平衡摩擦力．（選填“需要”或“不需要”）
（Ⅱ）實(shí)驗(yàn)小組乙探究加速度a與物體所受合力F之間的定量關(guān)系，他們?cè)趫D甲的小車上固定了能將數(shù)據(jù)進(jìn)行無線傳輸?shù)睦鞲衅鳎鞲衅鞯臄?shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)，可在計(jì)算機(jī)上直接讀出繩對(duì)小車?yán)的大小，其它器材相同，則
①此實(shí)驗(yàn)裝置不需要（選填“需要”或“不需要”）滿足小組甲的條件①；
②通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出a-F圖象如圖乙所示，圖線不過坐標(biāo)原點(diǎn)的主要原因可能是C
A．小車的質(zhì)量m1較小
B．重物的質(zhì)量m2較大
C．平衡摩擦力時(shí)木板的傾角偏大
D．平衡摩擦力時(shí)木板的傾角偏小
（Ⅲ）圖丙為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，已知實(shí)驗(yàn)所用電源的頻率為50Hz．根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為3.2m/s2．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

20．（1）某同學(xué)在做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，其中有疏漏的步驟是AC
A．在水平方木板上固定一張白紙，用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點(diǎn)，另一端拴上兩條細(xì)繩，并用兩個(gè)彈簧秤勾住細(xì)繩，互成角度的前拉，使結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O，記錄下O點(diǎn)的位置，讀出兩個(gè)彈簧秤的示數(shù)；
B．按選好的標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧秤的拉力F1和F2的圖示，并用平行四邊形定則求出合力F；
C．只用一只彈簧秤，通過細(xì)繩拉橡皮條使其伸長(zhǎng)，讀出彈簧秤的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出這個(gè)力F′的圖示．
D．比較力F′和F的大小和方向，看他們是否相同，得出結(jié)論．
（2）“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖（1）所示．

①在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖（2）所示．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s．從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，則計(jì)數(shù)點(diǎn)2的速度為v=0.36m/s，該小車的加速度a=0.16m/s2．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
②平衡摩擦力后，改變砝碼盤中砝碼的數(shù)量，多次重復(fù)測(cè)量，在某次實(shí)驗(yàn)中根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)可畫出a-F關(guān)系圖線（如圖（3）所示）．此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因C
A．小車與軌道之間存在摩擦
B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)
C．砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量太大
D．所用小車的質(zhì)量太大．

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