第21講試驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系一、試驗(yàn)?zāi)康?.學(xué)會(huì)用掌握變量法探究物理規(guī)律。2.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。3.把握利用圖像處理數(shù)據(jù)的方法。二、試驗(yàn)原理本試驗(yàn)有三個(gè)需要測(cè)量的量：物體的質(zhì)量M、物體所受的作用力F和物體的加速度a。測(cè)出它們的值，分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。(1)質(zhì)量M：用天平測(cè)量。(2)測(cè)量物體的加速度a方案一：利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶測(cè)量小車的加速度a。“逐差法〞求解加速度：Δx＝aT2，xm－xn＝(m－n)aT2(m>n)當(dāng)題目中給出的數(shù)據(jù)有偶數(shù)個(gè)時(shí)，把全部數(shù)據(jù)分為兩大組計(jì)算，例如a＝eq\f(〔x6＋x5＋x4〕－〔x3＋x2＋x1〕,9T2)紙帶中每個(gè)數(shù)據(jù)都得到利用，試驗(yàn)誤差較小。方案二：讓兩個(gè)小車做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在相等的時(shí)間內(nèi)，由x＝eq\f(1,2)at2知eq\f(x1,x2)＝eq\f(a1,a2)，把測(cè)量加速度轉(zhuǎn)換成測(cè)量位移。(3)測(cè)物體受到的拉力F方案一用阻力補(bǔ)償法補(bǔ)償打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)小車的阻力及其他阻力，小車所受的拉力近似等于槽碼的總重力。阻力補(bǔ)償后，繩的拉力F為小車所受合外力，繩的拉力F＝mg須滿意m?M的條件，其中m為槽碼質(zhì)量，M為小車質(zhì)量。三、試驗(yàn)器材電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙片、小車、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、槽碼、砝碼、夾子、細(xì)繩、低壓溝通電源、導(dǎo)線、天平(帶有一套砝碼)、刻度尺。四、試驗(yàn)步驟M0、m0，并把數(shù)值記錄下來(lái)。2.按圖將試驗(yàn)器材安裝好(小車上不系繩)。3.阻力補(bǔ)償，把木板無(wú)滑輪的一端下面墊一薄木板，反復(fù)移動(dòng)其位置，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后不掛槽碼的小車拖動(dòng)紙帶在斜面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)為止(紙帶上相鄰點(diǎn)間距相等)。4.將槽碼通過細(xì)繩系在小車上，接通電源放開小車，用紙帶記錄小車的運(yùn)動(dòng)狀況；取下紙帶并在紙帶上標(biāo)上號(hào)碼及此時(shí)所掛槽碼的重力m0g。5.保持小車的質(zhì)量不變，轉(zhuǎn)變所掛槽碼的重力，重復(fù)步驟4，多做幾次試驗(yàn)，每次小車從同一位置釋放，并記錄好槽碼的重力m1g、m2g、…以及計(jì)算出相應(yīng)紙帶的加速度填入表格1。表格1(物體的質(zhì)量肯定，加速度與受力的關(guān)系)試驗(yàn)次數(shù)加速度a/(m·s－2)小車受力F/N123…6.保持槽碼的質(zhì)量不變，在小車上加放砝碼，并測(cè)出小車與所放砝碼的總質(zhì)量M，接通電源，放開小車，用紙帶記錄小車的運(yùn)動(dòng)狀況，取下紙帶并在紙帶上標(biāo)上號(hào)碼。7.連續(xù)在小車上加放砝碼，重復(fù)步驟6，多做幾次試驗(yàn)，在每次得到的紙帶上標(biāo)上號(hào)碼。8.計(jì)算出每次試驗(yàn)所得紙帶的加速度值及小車與砝碼的總質(zhì)量填入表格2。表格2(物體受到的外力肯定，加速度與質(zhì)量的關(guān)系)試驗(yàn)次數(shù)加速度a/(m·s－2)小車與砝碼總質(zhì)量M/kg小車與砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)eq\f(1,M)/kg－1123…五、數(shù)據(jù)處理依據(jù)表格1，以加速度a為縱坐標(biāo)，以外力F為橫坐標(biāo)，作出a－F關(guān)系圖像，如下圖，由此得出結(jié)論。依據(jù)表格2，以加速度a為縱坐標(biāo)，以小車及砝碼的總質(zhì)量M或eq\f(1,M)為橫坐標(biāo)作出a－M或a－eq\f(1,M)關(guān)系圖像，如下圖，據(jù)圖像可以得出結(jié)論。(1)保持物體質(zhì)量不變時(shí)，物體的加速度a與所受合外力F成正比。(2)在力F不變時(shí)，物體的加速度a與質(zhì)量M成反比。六、誤差分析1.在試驗(yàn)中，我們認(rèn)為槽碼的重力就等于小車所受的合力。但這是有誤差的，只有在小車質(zhì)量比擬大，槽碼質(zhì)量比擬小且長(zhǎng)木板合理傾斜的狀況下，試驗(yàn)結(jié)果才比擬抱負(fù)。2.質(zhì)量測(cè)量、長(zhǎng)度測(cè)量中也存在偶然誤差，可通過屢次測(cè)量取平均值的方法來(lái)減小誤差。3.阻力補(bǔ)償不準(zhǔn)而造成誤差。4.描點(diǎn)作圖時(shí)存在誤差?！纠磕吃囼?yàn)愛好小組在做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系〞試驗(yàn)時(shí)，使用如下圖的裝置?！?〕試驗(yàn)主要步驟如下，以下做法正確的選項(xiàng)是___________〔填字母代號(hào)〕A．調(diào)整滑輪的高度，使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行B．試驗(yàn)時(shí)，先放開小車再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源C．把遠(yuǎn)離定滑輪一側(cè)的木板墊高，調(diào)整木板的傾角，使小車在不受牽引力時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)D．每次通過增減小車上的砝碼轉(zhuǎn)變小車質(zhì)量時(shí)，都需要重新調(diào)整木板傾角〔2〕某次試驗(yàn)打出的一條紙帶如下圖，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。其相鄰點(diǎn)間的距離如下圖，每?jī)蓚€(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在周期為的溝通電源上，打下C點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度為___________m/s。測(cè)得小車的加速度為___________〔結(jié)果均保存2位有效數(shù)字〕?！?〕試驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)遺漏了補(bǔ)償阻力這一步驟，假設(shè)長(zhǎng)木板水平，保持拉小車的槽碼質(zhì)量不變，測(cè)得小車總質(zhì)量的倒數(shù)與小車加速度的圖像如下圖，設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，重力加速度為g，那么小車與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=___________〔用給出的字母表示〕?！敬鸢浮緼C/CA0.480.80【詳解】〔1〕[1]A．調(diào)整滑輪的高度，使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行，防止形成垂直于木板的分力，故A正確；B．試驗(yàn)時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源再放開小車，故B錯(cuò)誤；C．把遠(yuǎn)離定滑輪一側(cè)的木板墊高，調(diào)整木板的傾角，使小車在不受牽引力時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，以平衡摩擦力，故C正確；D．每次通過增減小車上的砝碼轉(zhuǎn)變小車質(zhì)量時(shí)，不必重新平衡摩擦力，不需要重新調(diào)整木板傾角，故D錯(cuò)誤。應(yīng)選AC?！?〕[2]由于每?jī)蓚€(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，故相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s，打下C點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度為[3]利用逐差法測(cè)得小車的加速度為〔3〕[4]試驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)遺漏了補(bǔ)償阻力這一步驟，假設(shè)長(zhǎng)木板水平，保持拉小車的槽碼質(zhì)量不變，由牛頓其次定律可得即可知，那么小車與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1．〔1〕以下試驗(yàn)中，不需要用到刻度尺的是______。A．探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系B．探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律C．探究向心力大小表達(dá)式D．驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律〔2〕以下是“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系〞的試驗(yàn)，請(qǐng)答復(fù)相關(guān)問題。①本試驗(yàn)需要補(bǔ)償小車所受的阻力，如圖1所示是為補(bǔ)償阻力進(jìn)行的四種操作，其中正確的選項(xiàng)是______。②如圖2所示是本試驗(yàn)中打下的一條紙帶，在其上取了0、1、2、3、4、5、6這7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)〔相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間均有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出〕，溝通電的頻率為50Hz，那么小車的加速度大小為______m/s2?！步Y(jié)果均保存兩位有效數(shù)字〕〔3〕小明同學(xué)在無(wú)風(fēng)的試驗(yàn)室內(nèi)分別用金屬球、乒乓球、泡沫球三種物體讓其自由下落，利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出開頭一小段時(shí)間下落速度，通過數(shù)據(jù)分析得到以下三個(gè)圖像，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是______。A．金屬球、乒乓球在所測(cè)量階段可以近似看成勻變速直線運(yùn)動(dòng)B．乒乓球在所測(cè)量階段可以近似認(rèn)為機(jī)械能守恒C．三個(gè)物體在所測(cè)量階段的加速度近似相等D．假如測(cè)量時(shí)間比擬長(zhǎng)，乒乓球的速度可能會(huì)趨于穩(wěn)定【答案】C乙0.50或0.49AD【詳解】〔1〕[1]A．探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系的試驗(yàn)中需要利用刻度尺測(cè)量彈簧的長(zhǎng)度，故A錯(cuò)誤；B．探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律試驗(yàn)中需要利用刻度尺選定標(biāo)度，作出力的圖示，故B錯(cuò)誤；C．探究向心力大小表達(dá)式中可以直接利用塔輪的半徑關(guān)系，不需要利用刻度尺，故C正確；D．驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律試驗(yàn)中需要利用刻度尺測(cè)量重物下落高度，故D錯(cuò)誤。應(yīng)選C?！?〕①[2]探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的試驗(yàn)中，補(bǔ)償阻力，即平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)先將長(zhǎng)木板有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端適度墊高，不掛小桶，輕推小車，使得打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上的點(diǎn)跡分別勻稱，圖丙與丁均掛了桶，不符合要求，圖甲沒有輕推小車，不符合要求，符合要求的是乙。②[3]由于相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間均有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出，那么相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為依據(jù)逐差法求得小車的加速度大小為〔3〕[4]A．圖像的斜率表示加速度，依據(jù)圖像可知，三個(gè)圖像的斜率均近似定值，可知金屬球、乒乓球在所測(cè)量階段可以近似看成勻變速直線運(yùn)動(dòng)，故A正確；B．依據(jù)圖像的斜率表示加速度，那么乒乓球在所測(cè)量階段的加速度約為2之間相隔較大，說(shuō)明空氣阻力影響較大，空氣阻力不能夠忽視，因此乒乓球在所測(cè)量階段機(jī)械能不守恒，故B錯(cuò)誤；C．圖像的斜率表示加速度，那么金屬球在所測(cè)量階段的加速度約為泡沫球在所測(cè)量階段的加速度約為結(jié)合上述可知，三個(gè)物體在所測(cè)量階段的加速度不相等，故C錯(cuò)誤；D．依據(jù)上述，空氣阻力對(duì)乒乓球的影響不能忽視，乒乓球運(yùn)動(dòng)速度越大，所受空氣阻力越大，當(dāng)阻力與重力平衡時(shí)，乒乓球有可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即假如測(cè)量時(shí)間比擬長(zhǎng)，乒乓球的速度可能會(huì)趨于穩(wěn)定，故D正確。應(yīng)選AD。2．某試驗(yàn)小組利用如圖甲所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系?！?〕完成平衡摩擦力的相關(guān)內(nèi)容：①取下砝碼盤，把木板不帶滑輪的一端墊高；②接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，輕推小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，假如打出的紙帶如圖乙所示，那么應(yīng)______(填“增大〞“減小〞或“不轉(zhuǎn)變〞)木板的傾角，反復(fù)調(diào)整，直到紙帶上打出的點(diǎn)跡______；〔2〕某同學(xué)試驗(yàn)時(shí)在小車質(zhì)量肯定的狀況下得到如圖丙所示的aF圖象，圖象變彎曲的緣由是___________________；〔3〕某次試驗(yàn)中取出紙帶其中一局部，每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)出3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)與0計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離依次為x1＝3.00cm、x2＝7.50cm、x3＝13.50cm，那么物體通過1計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度v1＝________m/s，運(yùn)動(dòng)的加速度a＝________m/s2。〔結(jié)果保存3位有效數(shù)字〕【詳解】〔1〕[1][2]由圖乙可知點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離越來(lái)越大，可知小車做加速運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明木板的傾角太大，所以應(yīng)減小木板的傾角，反復(fù)調(diào)整，直到紙帶上打出的點(diǎn)跡勻稱，說(shuō)明平衡摩擦力已徹底?！?〕[3]假設(shè)砝碼和砝碼盤的質(zhì)量為m，小車的質(zhì)量為M，對(duì)系統(tǒng)整體有解得對(duì)砝碼和砝碼盤分析有解得可知當(dāng)時(shí)那么可知a與F成正比。當(dāng)時(shí)即隨著m的不斷增加，a值會(huì)不斷靠近g。故圖象變彎曲的緣由是小車質(zhì)量沒有滿意遠(yuǎn)大于所掛砝碼的質(zhì)量?！?〕[4]物體通過1計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度[5]運(yùn)動(dòng)的加速度3．某試驗(yàn)小組利用如圖甲所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。請(qǐng)答復(fù)以下問題：〔1〕平衡摩擦力時(shí)，該組同學(xué)先調(diào)整長(zhǎng)木板一端滑輪的高度，使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行，接下來(lái)正確的操作是______。A．將長(zhǎng)木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，調(diào)鉤碼個(gè)數(shù)，使小車在鉤碼的牽引下運(yùn)動(dòng)，從打出的紙帶推斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)B．將長(zhǎng)木板的右端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，撤去鉤碼，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，輕推一下小車，從打出的紙帶推斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)C．將長(zhǎng)木板的右端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，撤去紙帶以及鉤碼，輕推一下小車，觀看推斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)〔2〕圖乙是某次試驗(yàn)中從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶中選出一條點(diǎn)跡比擬清楚的紙帶，每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔T＝0.02s，假設(shè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)記為A、B、C、D、E、F、G，它們到O點(diǎn)的距離已標(biāo)出，那么小車的加速度大小為a＝______。〔計(jì)算結(jié)果保存兩位有效數(shù)字〕〔3〕假如當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率是，而做試驗(yàn)的同學(xué)并不知道，那么由此引起的系統(tǒng)誤差將使加速度的測(cè)量值比實(shí)際值偏______〔填“大〞或“小〞〕。〔4〕在“探究加速度a與合力F的關(guān)系〞時(shí)，該組同學(xué)依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F的圖線如圖丙所示，該圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，試分析圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)的緣由：______?！?〕該組同學(xué)在這個(gè)探究試驗(yàn)中采納的物理學(xué)思想方法為______。A．極限法B．比值法C．抱負(fù)化模型法D．掌握變量法【答案】B0.99大試驗(yàn)前沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠D【詳解】〔1〕[1]正確的操作是將長(zhǎng)木板的右端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，撤去鉤碼，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，輕推一下小車，從打出的紙帶推斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)。應(yīng)選B?！?〕[2]每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔T＝0.02s，那么計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔，對(duì)打出的紙帶由A到G的過程中，代入數(shù)據(jù)解得〔3〕[3]假如電網(wǎng)中溝通電的頻率為49.5Hz，那么實(shí)際周期大于0.02s，那么打出的對(duì)應(yīng)點(diǎn)與電網(wǎng)中交變電流的頻率正常時(shí)〔頻率是f＝50Hz〕比擬間距將變大，而做試驗(yàn)的同學(xué)并不知道，仍舊用f＝50Hz，代入計(jì)算，依據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，測(cè)量的加速度值與真實(shí)的加速度值相比是偏大的。〔4〕[4]圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，F(xiàn)不為零時(shí)，加速度仍為零，那么試驗(yàn)前沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不夠?！?〕[5]該試驗(yàn)采納掌握變量法。應(yīng)選D。4．某試驗(yàn)小組用如下圖的試驗(yàn)裝置來(lái)“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系〞。〔1〕試驗(yàn)中某同學(xué)將長(zhǎng)木板右端適當(dāng)墊高，其目的是______?！?〕試驗(yàn)中假設(shè)使用電火花計(jì)時(shí)器，那么所接電源為______。A．電壓約為8V的直流電B．電壓約為8V的溝通電C．電壓為220V的溝通電〔3〕試驗(yàn)中得到圖示的一條紙帶，圖中O、A、B、C、D、E、F為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s，A、B、C、D、E、F各點(diǎn)到0點(diǎn)的距離分別4.01cm、10.00cm、18.01cm、28.02cm、40.00cm、53.99cm，那么計(jì)時(shí)器在打E點(diǎn)時(shí)，小車運(yùn)行的速度大小為______m/s，小車從0到F運(yùn)動(dòng)的加速度大小為______m/s2?！步Y(jié)果均保存3有效數(shù)字〕〔4〕假如試驗(yàn)中長(zhǎng)木板的右端墊得過高，木板傾角過大，用a表示小車的加速度，F(xiàn)表示細(xì)線作用于小車的拉力，他繪出的aF關(guān)系圖像可能是______。A．B．C．D．【答案】平衡摩擦力C1.302.00C【詳解】〔1〕[1]將長(zhǎng)木板右端適當(dāng)墊高，可以讓小車重力的分力與摩擦力平衡，從而掌握小車受到的力，使得連接小車?yán)K子的拉力就等于小車受到的合外力；〔2〕[2]電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種能夠依據(jù)相同的時(shí)間間隔，在紙帶上連續(xù)打點(diǎn)的儀器，它使用溝通電源，由同學(xué)電源供電，工作電壓為220V，故C正確，AB錯(cuò)誤。應(yīng)選C?！?〕[3]由于勻變速直線運(yùn)動(dòng)中某一段的平均速度等于這一段中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，又由于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶中每?jī)牲c(diǎn)間的時(shí)間間隔是相同的，所以E點(diǎn)是DF的中間時(shí)刻，那么有[4]由逐差法可得小車從0到F運(yùn)動(dòng)的加速度大小為〔4〕[5]假如試驗(yàn)中長(zhǎng)木板的右端墊得過高，木板傾角過大，那么重力的分力大于摩擦力，即平衡摩擦過大，還為加砝碼，即繩子拉力為零的狀況，小車已經(jīng)有一個(gè)較小的加速度，開頭做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，即繪出的aF關(guān)系應(yīng)為C圖，故C正確，ABD錯(cuò)誤。應(yīng)選C。5．某試驗(yàn)小組利用圖1所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系?！?〕本試驗(yàn)采納的試驗(yàn)方法是_____。A．掌握變量法B．假設(shè)法C．抱負(fù)試驗(yàn)法〔2〕以下做法正確的選項(xiàng)是_______〔填字母代號(hào)〕。A．調(diào)整滑輪的高度，使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行B．在調(diào)整木板傾斜度補(bǔ)償阻力時(shí)，將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴在木塊上C．試驗(yàn)時(shí)，先放開木塊再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源D．通過增減木塊上的砝碼轉(zhuǎn)變質(zhì)量時(shí)，不需要重新調(diào)整木板傾斜度〔3〕當(dāng)小車的質(zhì)量_____〔填“〞或“〞〕砝碼桶和砝碼的總質(zhì)量時(shí)，才能近似認(rèn)為細(xì)線對(duì)小車的拉力大小等于托盤和砝碼的總重力大小。〔4〕在探究時(shí)，為了直觀推斷加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系二者間的關(guān)系，應(yīng)作出_______〔選填“〞或“〞〕圖像?！?〕圖2是甲、乙兩同學(xué)依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的圖象。形成圖線甲的緣由是________；形成圖線乙的緣由是______________?！?〕某同學(xué)將打出的一條紙帶按打點(diǎn)先后挨次每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，得到了O、A、B、C、D等幾個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔t為0.1s，如圖3所示。用刻度尺量得OA＝1.50cm，AB＝1.90cm，BC＝2.30cm，CD＝2.70cm。由此可知，紙帶的加速度大小為________m/s2，打B點(diǎn)時(shí)紙帶的速度大小為_____m/s?！敬鸢浮緼AD【詳解】〔1〕[1]本試驗(yàn)采納的試驗(yàn)方法是掌握變量法，應(yīng)選A?！?〕[2]A．依據(jù)試驗(yàn)原理可知：調(diào)整滑輪的高度，使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行，可以減小阻力帶來(lái)的誤差，故A正確；B．在調(diào)整木板傾斜度補(bǔ)償阻力時(shí)，不應(yīng)將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴在木塊上，故B錯(cuò)誤；C．試驗(yàn)時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源再放開木塊，故C錯(cuò)誤；D．摩擦力只需要平衡一次，轉(zhuǎn)變物塊的質(zhì)量不需要再次平衡摩擦力，故D正確；應(yīng)選AD?！?〕[3]不知道繩子拉力，要想鉤碼的重力近似等于繩子的拉力，需要滿意m?M?！?〕[4]為了更便利探究a與m的關(guān)系，可以改為探究a與成正比，會(huì)更加直觀。〔5〕[5]依據(jù)試驗(yàn)的誤差分析可知，消失甲圖線的緣由是平衡摩擦力過度；[6]消失乙圖線的緣由是未平衡摩擦力或者平衡摩擦力不夠?！?〕[7]依據(jù)逐差法可得[8]依據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間的平均速度可知6．某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)要驗(yàn)證“牛頓其次定律〞，他們?cè)谠囼?yàn)室組裝了一套如圖甲所示的裝置，水平軌道上安裝兩個(gè)光電門，小車上固定有力傳感器〔測(cè)量細(xì)繩對(duì)小車?yán)Υ笮　澈蛽豕獍澹?xì)線一端與力傳感器連接，另一端跨過定滑輪掛上砝碼盤．試驗(yàn)首先保持軌道水平，通過調(diào)整砝碼盤里砝碼的質(zhì)量讓小車做勻速運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)平衡摩擦力，再進(jìn)行后面的操作，并在試驗(yàn)中獲得以下測(cè)量數(shù)據(jù)：小車、力傳感器和擋光板的總質(zhì)量M，平衡摩擦力時(shí)砝碼與砝碼盤的總質(zhì)量m0，擋光板的寬度d，光電門1和2的中心距離s.〔1〕該試驗(yàn)是否需要滿意砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量？________〔選填“需要〞或“不需要〞〕〔2〕試驗(yàn)需用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光板的寬度d，如圖乙所示，d=______mm.〔3〕某次試驗(yàn)中，力傳感器的讀數(shù)為F，小車通過光電門1和2的時(shí)間分別為t1、t2〔砝碼盤始終未著地〕，重力加速度為g，那么該試驗(yàn)加速度的表達(dá)式是a=____________，需要驗(yàn)證的表達(dá)式是__________________________________．【答案】不需要5.50【詳解】〔1〕[1]當(dāng)小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量時(shí)可保證砝碼和砝碼盤的總重力等于繩上拉力，從而可用其重力作為繩上拉力，但本試驗(yàn)中有力傳感器直接測(cè)出繩上的拉力，故不再需要滿意該質(zhì)量要求．〔2〕[2]由圖知該卡尺是20分度的游標(biāo)卡尺，其精度為0.05mm，主尺讀數(shù)為5mm，游標(biāo)尺上第10條刻度線與主尺對(duì)齊，故測(cè)量結(jié)果為5mm＋10×0.05mm=5.50mm.〔3〕[3]擋光板通過光電門時(shí)的速度；再由可得加速度[4]需驗(yàn)證的式子由牛頓其次定律Fm0g=Ma可得7．某試驗(yàn)小組利用如以下圖甲所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系?！?〕某次試驗(yàn)中打出的一條紙帶如圖乙所示，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是0.1s，紙帶上只測(cè)出了兩組數(shù)據(jù)，由此可以算出小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小a=__________m/s2〔結(jié)果保存兩位有效數(shù)字〕；〔2〕兩組同學(xué)分別依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別繪制了aF圖線，如圖丙所示。圖線①是沒過原點(diǎn)的緣由是__________；圖線②沒過原點(diǎn)的緣由是__________；圖線①和②不相互平行的緣由是_____________________?！?〕假設(shè)利用力傳感器將試驗(yàn)裝置改成如圖丁所示，探究小車質(zhì)量肯定時(shí)，加速度與合外力的關(guān)系，以下操作必要且正確的選項(xiàng)是__________。A．安裝試驗(yàn)器材時(shí)，要調(diào)整定滑輪的高度，使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行B．平衡摩擦力時(shí)，掛上砂桶，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，輕推小車，從打出的紙帶推斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)C．為了減小誤差，試驗(yàn)中肯定要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量D．小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時(shí)記錄傳感器示數(shù)【答案】0.75沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不夠平衡摩擦力過頭小車的質(zhì)量不相等AD/DA【詳解】〔1〕[1]小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小〔2〕[2]圖線①當(dāng)力F到達(dá)肯定值時(shí)小車才開頭有加速度，說(shuō)明沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不夠，木板抬的過低；[3]圖線②中當(dāng)F=0時(shí)加速度不為零，說(shuō)明木板抬的過高，平衡摩擦力過頭了；[4]依據(jù)可知，圖線①和②不