4.2實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系——?jiǎng)澲攸c(diǎn)之初升高暑假預(yù)習(xí)強(qiáng)化精細(xì)講義知識(shí)點(diǎn)1：實(shí)驗(yàn)原理、器材1.實(shí)驗(yàn)原理(控制變量法)(1)保持研究對(duì)象(小車)質(zhì)量不變,探究加速度與合外力的關(guān)系；(2)保持合外力(重物的質(zhì)量)不變,探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系。2.實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、小車、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、重物、夾子、細(xì)繩、低壓交流電源、導(dǎo)線、天平(帶有一套砝碼)、刻度尺等.3.物理量的測(cè)量(1)小車的質(zhì)量:用天平測(cè)量；(2)小車獲得的加速度:往往根據(jù)紙帶上打出的點(diǎn)并借助△x=aT2求解；(3)小車所受的合外力：平衡摩擦力并滿足重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時(shí)，可以用細(xì)繩所掛重物的重力代替小車所受的合外力。細(xì)繩的拉力等于重物的重力嗎？什么情況下細(xì)繩的拉力即小車所受的合外力可以近似等于重物的重力？不等于，因?yàn)橹匚锵蛳录铀龠\(yùn)動(dòng)，所以細(xì)繩的拉力小于重物的重力.當(dāng)重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時(shí)，細(xì)繩的拉力近似等于重物的重力，即小車受到的合外力近似等于重物的重力.故實(shí)驗(yàn)中必須滿足小車和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物的質(zhì)量。知識(shí)點(diǎn)2：實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程1.實(shí)驗(yàn)裝置2.實(shí)驗(yàn)步驟（1）用天平測(cè)出小車和重物的質(zhì)量分別為M0、m0，并把數(shù)據(jù)記錄下來(lái).（2）按上圖將實(shí)驗(yàn)器材安裝好(小車上不系細(xì)繩，但安裝紙帶)。（3）平衡摩擦力。在長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端下面墊一薄木板，反復(fù)移動(dòng)其位置到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作時(shí)不掛重物的小車在長(zhǎng)木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)為止(紙帶上相鄰點(diǎn)間距相等)，固定好長(zhǎng)木板與薄木板.（4）將重物通過(guò)細(xì)繩系在小車上，接通電源,放開(kāi)小車，用紙帶記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況,取下紙帶并在紙帶上標(biāo)上號(hào)碼及此時(shí)所掛重物的重力m0g。（5）保持小車的質(zhì)量不變，改變所掛重物的重力，重復(fù)步驟(4),多做幾次實(shí)驗(yàn)，使小車每次從同一位置釋放，并記錄好重物的重力m1g、m2g…（6）保持所掛重物的質(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M1，接通電源，放開(kāi)小車，用紙帶記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況，取下紙帶并在紙帶上標(biāo)上號(hào)碼.（7）繼續(xù)在小車上加放砝碼，重復(fù)步驟(6),多做幾次實(shí)驗(yàn)，記錄好小車和砝碼的總質(zhì)量M2、M3…（8）計(jì)算出每次實(shí)驗(yàn)所得紙帶的加速度值。步驟(4)(5)為探究加速度與力的關(guān)系，測(cè)a、m；步驟(6)(7)為探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，測(cè)a、M;步驟(5)(6)無(wú)需重新平衡摩擦力。(1)平衡摩擦力的目的：為了讓細(xì)繩拉小車的力等于小車所受的合外力，即T=F合(2)平衡摩擦力的方法：不掛重物時(shí)，將長(zhǎng)木板傾斜一定角度θ,讓小車所受的滑動(dòng)摩擦力與重力沿長(zhǎng)木板方向的分力平衡，即Mgsinθ=μMgcosθ。（3）改變M、m不需重新平衡摩擦力：平衡摩擦力時(shí)不掛重物，將長(zhǎng)木板無(wú)滑輪一端下面墊高，調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板傾角即可。平衡摩擦力后，因?yàn)镸gsinθ=μMgcosθ等式始終成立,與M、m大小無(wú)關(guān)，所以不管之后是改変小車質(zhì)量還是改變所掛重物質(zhì)量,都不需要重新平衡摩擦力。知識(shí)點(diǎn)3：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1.計(jì)算法測(cè)得加速度或加速度之比(等于位移之比)后，通過(guò)計(jì)算看結(jié)果是否滿足、。2.圖像法——“化曲為直”法（1）探究加速度a和力F的關(guān)系以加速度a為縱坐標(biāo)，力F為橫坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系,根據(jù)測(cè)數(shù)據(jù)描點(diǎn)，然后作出a-F圖像，如圖甲所示，若圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，就能說(shuō)明a與F成正比。(2)探究加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系以加速度a為縱坐標(biāo)，質(zhì)量M為橫坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系，作出圖像如圖乙所示，因?yàn)閍-M圖像是曲線，難以判斷a與M是否成反比關(guān)系，若a和M成反比，則a與必成正比.我們采用“化曲為直”的方法，以a為縱坐標(biāo)，以為橫坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系，作出a-圖像，若a-圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，如圖丙所示，說(shuō)明a與成正比，即a與M成反比?！盎鸀橹薄钡姆椒ㄈ粑锢砹康膟-x圖像是曲線，可根據(jù)其曲線的特點(diǎn)，作y-x2圖像、y-x3圖像或y-圖像，作出的圖像是直線時(shí)才能更好地說(shuō)明兩個(gè)物理量之間的比例關(guān)系。知識(shí)點(diǎn)4：其他實(shí)驗(yàn)方案 1.用氣墊導(dǎo)軌替代長(zhǎng)木板利用氣墊導(dǎo)軌替代長(zhǎng)木板做此實(shí)驗(yàn)時(shí)，不需要平衡摩擦力，其他實(shí)驗(yàn)步驟不變.2.利用光電門(mén)測(cè)加速度利用光電門(mén)測(cè)出滑塊通過(guò)G1、G2的速度v1、v2，根據(jù)v12-v22=2ax求出加速度.3.利用位移傳感器測(cè)位移由于a=2x/t2,如果測(cè)出兩個(gè)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)在相同時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移x1、x2,則位移之比等于加速度之比,即。4.利用彈簧測(cè)力計(jì)直接測(cè)量合外力大小兩種實(shí)驗(yàn)方案中，加速度可由紙帶上的點(diǎn)計(jì)算得出，合外力由彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)岀，可直接判斷兩者的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)方案改進(jìn)優(yōu)勢(shì)（1）氣墊導(dǎo)軌替代長(zhǎng)木板：無(wú)需平衡摩擦力，氣墊導(dǎo)軌內(nèi)部中空，空氣進(jìn)入導(dǎo)軌，從導(dǎo)軌面上的小孔中噴岀，噴出的氣流在滑塊和導(dǎo)軌之間形成氣墊,使滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力達(dá)到可以忽略的程度。（2）光電門(mén)利用平均速度測(cè)瞬時(shí)速度：。擋光片越窄，平均速度越接近滑塊通過(guò)光電門(mén)的瞬時(shí)速度，故可用該平均速度代替滑塊的瞬時(shí)速度。（3）力傳感器測(cè)量細(xì)線的拉力：不必保證懸掛物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量?！镜淅?】在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，采用如圖甲所示的裝置。本實(shí)驗(yàn)采用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法，下列說(shuō)法中正確的是（）

A．在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)改變小車所受拉力的大小B．在探究加速度與外力的關(guān)系時(shí)，應(yīng)改變小車的質(zhì)量C．在探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時(shí)，作出a－1mD．無(wú)論在什么條件下，細(xì)線對(duì)小車的拉力大小總等于砝碼盤(pán)和砝碼的總重力大小【典例2】在“探究物體的加速度與物體所受外力、物體質(zhì)量間的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤(pán)及盤(pán)中砝碼的質(zhì)量用m表示（）A．補(bǔ)償阻力時(shí)，應(yīng)將盤(pán)用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車上，且每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，都要重新平衡摩擦力B．甲圖上端彎曲的原因是盤(pán)及盤(pán)中砝碼的質(zhì)量m太大，已經(jīng)不滿足m?MC．乙圖不過(guò)原點(diǎn)的原因是補(bǔ)償阻力過(guò)度D．實(shí)驗(yàn)時(shí)，若拉力可以用力學(xué)傳感器直接測(cè)量，則也需滿足條件m?M【典例3】在利用如圖所示的裝置進(jìn)行“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是（）A．保持小車質(zhì)量一定，通過(guò)改變砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量，可探究加速度和質(zhì)量的關(guān)系B．保持砝碼和砝碼盤(pán)總質(zhì)量一定，通過(guò)改變小車質(zhì)量，可探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系C．保持砝碼和砝碼盤(pán)總質(zhì)量一定，通過(guò)改變小車質(zhì)量，可探究加速度與外力的關(guān)系D．同時(shí)改變小車和砝碼的質(zhì)量，可探究加速度與外力的關(guān)系【典例4】（多選）某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律。下列說(shuō)法中正確的是（）

A．圖中細(xì)線應(yīng)保持與木板表面平行B．每次改變小車質(zhì)量后都需要重新平衡摩擦力C．用盤(pán)和重物的總重力作為細(xì)線的拉力，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生誤差D．為消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，可以把木板的左端適當(dāng)墊高【典例5】（多選）甲、乙、丙、丁四位同學(xué)在做“探究加速度與物體質(zhì)量、力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)（使用如圖所示的裝置），設(shè)小車和車上砝碼的總質(zhì)量為M，小盤(pán)及盤(pán)中砝碼的總質(zhì)量為m，分別得出如圖中甲、乙、丙、丁四個(gè)圖像，其中圖甲、乙、丙是a-F圖像，圖丁是a?1

A．甲和乙較好地把握了實(shí)驗(yàn)條件M遠(yuǎn)大于mB．丙和丁沒(méi)有把握好實(shí)驗(yàn)條件M遠(yuǎn)大于mC．甲同學(xué)長(zhǎng)木板的傾角太大，而乙同學(xué)長(zhǎng)木板的傾角太小D．甲、乙、丙三位同學(xué)中，丙同學(xué)較好地完成了平衡摩擦力的操作【典例6】一物理興趣小組用如圖所示的裝置，探究“加速度與質(zhì)量的關(guān)系”，通過(guò)改變放在小車上的砝碼質(zhì)量，改變小車（含遮光片）與砝碼的總質(zhì)量M。

（1）實(shí)驗(yàn)要平衡摩擦力，具體操作為：不懸掛砂桶，將長(zhǎng)木板沒(méi)有定滑輪的一端適當(dāng)墊高，輕推小車，如果___________，則摩擦力得到平衡；（2）實(shí)驗(yàn)還需要的部分操作有___________；A．懸掛砂桶后調(diào)節(jié)細(xì)線與木板平行

B．測(cè)量砂和砂桶質(zhì)量mC．調(diào)節(jié)砂和砂桶質(zhì)量m遠(yuǎn)小于M

D．小車每次在同一位置釋放（3）調(diào)節(jié)好實(shí)驗(yàn)器材后，第一次實(shí)驗(yàn)：由靜止釋放小車，記錄小車經(jīng)過(guò)光電門(mén)1、2時(shí)遮光片擋光時(shí)間t1、t2，小車（含遮光片）及砝碼的總質(zhì)量M1，力傳感器的爾數(shù)F；第二次實(shí)驗(yàn)：向小車中添加砝碼，小車（含遮光片）及砝碼的總質(zhì)量為M2，由靜止釋放小車，此時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)力傳感器的示數(shù)___________（選填“大于”或“小于”）【典例7】某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下方案研究質(zhì)量一定時(shí)加速度與合外力的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要進(jìn)行的操作是___________。A．平衡摩擦力時(shí)應(yīng)不掛砂桶B．用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量C．小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、先接通電源，再釋放小車D．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車（含滑輪）的質(zhì)量M（2）保持小車（含滑輪）的質(zhì)量不變，改變砂桶中砂的質(zhì)量、記錄多組傳感器的讀數(shù)F和對(duì)應(yīng)紙帶的加速度a的數(shù)值，繪制出如圖乙所示的a?F圖像，實(shí)驗(yàn)小組仔細(xì)分析圖像，得出了實(shí)驗(yàn)所用小車（含滑輪）的質(zhì)重為_(kāi)__________kg。

（3）該同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)做出如圖乙所示的a?F圖線沒(méi)經(jīng)過(guò)原點(diǎn)，該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)存在的問(wèn)題是___________【典例8】某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與它所受的合力成正比”這一物理規(guī)律。已知小車的質(zhì)量為M，砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量為m，試回答下列問(wèn)題：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是______（填“打點(diǎn)”“計(jì)時(shí)”或“測(cè)速”）的儀器（2）實(shí)驗(yàn)小組______（填“需要”或“不需要”）平衡小車和長(zhǎng)木板之間的摩擦力，______（填“需要”或“不需要”）滿足m?M的條件。（3）在滿足實(shí)驗(yàn)條件時(shí)得到一條紙帶如圖乙所示，圖中O、A、B、C、D為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有2個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz，則由紙帶可知，小車的加速度大小為_(kāi)_____m/s重難點(diǎn)1：實(shí)驗(yàn)誤差分析1.實(shí)驗(yàn)原理不完善引起的誤差設(shè)小車和重物的質(zhì)量分別為M、m,細(xì)繩上的拉力大小為F，小車和重物的加速度大小均為a,對(duì)小車有F=Ma(下節(jié)結(jié)論)，對(duì)重物有mg-F=ma,由此可得,只有在<<M時(shí)，才有F≈mg.但在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，我們認(rèn)為作用在小車上的合力大小F=mg,這就使得小車獲得的加速度a的理論值大于真實(shí)值,其差值,則m越大時(shí)，其差值也越大，因此這種設(shè)計(jì)方案會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，當(dāng)不能滿足M>>m時(shí)，圖線會(huì)彎曲,a-F圖像如圖所示。2.平衡摩擦力不準(zhǔn)造成的誤差實(shí)驗(yàn)中需要平衡摩擦力，若未平衡摩擦力或平衡摩擦力不當(dāng)就會(huì)造成誤差。(1)如出現(xiàn)圖中①直線.說(shuō)明平衡摩擦力過(guò)度.即拉力F=0時(shí),已經(jīng)產(chǎn)生了加速度.若出況圖中=2\*GB3②直線，說(shuō)明未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，因?yàn)槔Υ笥贔0時(shí)才產(chǎn)生加速度.(2)岀現(xiàn)圖乙中直線的原因分析如下（m表示小車的質(zhì)量）:平衡摩擦力后，小車在木板上的受力應(yīng)有F+mgsinθ-μmgcosθ=ma,其中F為細(xì)繩的拉力。θ為木板與水平面間的夾角。若未平衡摩擦力，則θ=0，上式可寫(xiě)為F-μmg=ma,可得a=,F一定，只有m小到一定程度，即大到一定程度，才有a＞0,產(chǎn)生加速度，說(shuō)明圖線②為未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足造成的。若平衡摩擦力過(guò)度，小車在木板上的受力應(yīng)有F+mgsinθ-μmgcosθ=ma，可得a=.F一定，當(dāng)時(shí)，可將上式整理得，說(shuō)明圖線①為平衡摩擦力過(guò)度造成的?！镜淅?】某實(shí)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。

（1）如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，若選用電火花計(jì)時(shí)器，其所用的電源是___________。A．交流220V

B．直流220V

C．直流8V

D．交流8V（2）下列做法正確的是___________（填字母代號(hào)）。A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行B．在調(diào)節(jié)木板傾斜度補(bǔ)償小車的阻力時(shí)，將裝有砝碼的砝碼桶通過(guò)定滑輪拴在小車上C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源D．通過(guò)增減小車上的砝碼改變質(zhì)量時(shí)，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度（3）已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器頻率為50Hz，如圖乙所示的是一次記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E、F、G為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出。根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小a=___________m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

（4）如圖丙所示為某同學(xué)在探究加速度a與力F的關(guān)系時(shí)，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出的a?F圖像，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)可能存在的問(wèn)題是___________?！镜淅?】圖甲為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”裝置示意圖，連接在小車后面的紙帶穿過(guò)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，小車和掛在豎直面內(nèi)的拉力傳感器用一條柔軟的輕繩通過(guò)光滑的定滑輪和動(dòng)滑輪連接起來(lái)，拉力傳感器是一種將物理信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)量的電信號(hào)輸出的裝置，用于測(cè)小車受到拉力的大小。

（1）在安裝器材時(shí)，要調(diào)整定滑輪的高度，使連接小車的細(xì)繩與木板平行。這樣做的目的是______（填字母代號(hào)）。A．在補(bǔ)償阻力時(shí)，應(yīng)將拉力傳感器、鉤碼通過(guò)滑輪用細(xì)繩拴在小車上B．連接拉力傳感器和小車的細(xì)繩應(yīng)與長(zhǎng)木板平行C．補(bǔ)償阻力后，長(zhǎng)木板的位置不能移動(dòng)，每次改變小車質(zhì)量時(shí)，應(yīng)重新補(bǔ)償阻力D．小車釋放前應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，但應(yīng)先釋放小車，再接通電源（2）實(shí)驗(yàn)中______（填“需要”或“不需要”）滿足所掛鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量。（3）某實(shí)驗(yàn)小組在小車加速下滑過(guò)程中得到如圖乙所示一條紙帶的一部分，用毫米刻度尺測(cè)量并在紙帶上標(biāo)出了各段的長(zhǎng)度，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的低壓交流電源的頻率為50Hz，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未標(biāo)出，在A、B、C、D、E五個(gè)點(diǎn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器最先打出的是______點(diǎn)。在打出C點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為_(kāi)______m/s；小車的加速度大小為_(kāi)_____m/s2【典例3】某實(shí)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)回答下列問(wèn)題：

（1）平衡摩擦力時(shí)，該組同學(xué)先調(diào)節(jié)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(guò)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)，從打出的紙帶判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(guò)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，從打出的紙帶判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，觀察判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)（2）圖乙是某次實(shí)驗(yàn)中從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶中選出一條點(diǎn)跡比較清晰的紙帶，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，若相鄰計(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，則小車的加速度大小為a＝______m/s2

（3）如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率是f'（4）在“探究加速度a與合力F的關(guān)系”時(shí)，該組同學(xué)根據(jù)實(shí)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(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，試分析圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因：______。

（5）該組同學(xué)在這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)中采用的物理學(xué)思想方法為_(kāi)_____。A．極限法

B．比值法

C．理想化模型法

D．控制變量法【典例4】為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，現(xiàn)提供如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置。請(qǐng)思考探究思路并回答下列問(wèn)題：

（1）下列關(guān)于電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的說(shuō)法正確的是___________。A．使用6V以下的低壓交流電源B．只能使用頻率為50Hz的電源C．計(jì)時(shí)器不能長(zhǎng)時(shí)間工作，應(yīng)先釋放小車，后接通電源D．接通電源前，應(yīng)使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接電源頻率為50Hz，實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶如圖乙所示，A、B、C、D、E是連續(xù)的5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間均有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，圖中四個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字要求的一組數(shù)據(jù)應(yīng)改為_(kāi)__________cm；在打下點(diǎn)C時(shí)小車的速度大小為_(kāi)__________m/s，小車的加速度大小為_(kāi)__________m/s2（3）多次改變砝碼盤(pán)中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)得多組F對(duì)應(yīng)的小車加速度a，作出a?F圖像，如丙圖所示，圖像不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是___________?！镜淅?】如圖甲所示為“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。

（1）在實(shí)驗(yàn)中，下列操作正確的是______A．打點(diǎn)前，小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，要先接通電源，待計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車B．要舍去紙帶上的密集點(diǎn)，然后選取計(jì)數(shù)點(diǎn)C．在探究加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系時(shí)，直接根據(jù)a—m圖像即可判斷加速度與質(zhì)量是否成反比D．實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)使小車的加速度盡量大些（2）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，打出了一條紙帶如圖乙所示，計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s，選取A、B、C、D四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每?jī)蓚€(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出。從圖乙中讀出A、B兩點(diǎn)間距s=_______cm；C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度是________m/s，該小車的加速度大小a＝________m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)收集的數(shù)據(jù)作出的a－F圖線如圖丙所示，請(qǐng)結(jié)合圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，寫(xiě)出一條對(duì)提高本實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的建議____________________。

【典例6】某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。

（1）（多選）下列做法正確的是________（填字母代號(hào)）。A．調(diào)節(jié)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)節(jié)木板傾斜度，平衡木塊受到的滑動(dòng)摩擦力時(shí)，將裝有砝碼的砝碼桶通過(guò)定滑輪拴在木塊上C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)木塊再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源D．通過(guò)增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時(shí)，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度（2）為使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力，應(yīng)滿足的條件是砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量________（選填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于”或“近似等于”）木塊和木塊上砝碼的總質(zhì)量。（3）甲、乙兩同學(xué)在同一實(shí)驗(yàn)室，各取一套裝置放在水平桌面上，木塊上均不放砝碼，在沒(méi)有平衡摩擦力的情況下，研究加速度a與拉力F的關(guān)系，分別得到圖中甲、乙兩條直線。設(shè)甲、乙用的木塊質(zhì)量分別為m甲、m乙，甲、乙用的木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ甲、μ乙，由圖可知，m甲________m乙，μ甲________μ乙。（均選填“大于”“小于”或“等于”）

一、單選題1．用如圖所示的裝置做“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)（）A．平衡摩擦力時(shí)，不應(yīng)將裝砝碼的砝碼盤(pán)用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車上B．每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，都需要重新平衡摩擦力C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源D．小車運(yùn)動(dòng)的加速度可由牛頓第二定律直接求出2．某小組用如圖所示的裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。下列說(shuō)法正確的是（）A．電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)接直流電源B．實(shí)驗(yàn)前應(yīng)把長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)高度，以補(bǔ)償小車運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力的影響C．實(shí)驗(yàn)中槽碼質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小車質(zhì)量D．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先釋放小車，再啟動(dòng)電火花計(jì)時(shí)器3．如圖甲所示是研究小車加速度與力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，木板置于水平桌面上，一端系有砂桶的細(xì)繩通過(guò)滑輪與拉力傳感器相連，拉力傳感器可顯示所受的拉力大小F，改變桶中砂的質(zhì)量多次實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中需要完成的步驟有（

）A．測(cè)量砂和砂桶的總質(zhì)量 B．保持細(xì)線是水平的C．保持小車的質(zhì)量不變 D．滿足砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量4．某同學(xué)將長(zhǎng)木板右端適當(dāng)墊高，其目是為了平衡摩擦力。但他把長(zhǎng)木板的右端墊得過(guò)高，使得傾角過(guò)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。則他繪出的a?F關(guān)系圖像是（）A． B．C． D．5．在驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中，用改變砂的質(zhì)量的辦法來(lái)改變對(duì)小車的作用力F，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出小車的加速度a，得出若干組F和a的數(shù)據(jù)。然后根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)作出如圖所示的a?F圖線，發(fā)現(xiàn)圖線既不過(guò)原點(diǎn)，又不是直線，原因是（）A．平衡摩擦力時(shí)，所墊木板太低，且小車質(zhì)量較大B．平衡摩擦力時(shí)，所墊木板太低，且砂和小桶的質(zhì)量較大C．平衡摩擦力時(shí)，所墊木板太高，且小車質(zhì)量較大D．平衡摩擦力時(shí)，所墊木板太高，且砂和小桶的質(zhì)量較大二、多選題6．如圖為“用DIS研究加速度和力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。某實(shí)驗(yàn)小組改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測(cè)量，繪出如圖所示的圖像。引起誤差的主要原因是（）A．所用小車的質(zhì)量太大B．小車與軌道之間存在摩擦C．鉤碼的質(zhì)量沒(méi)有始終遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量D．先點(diǎn)擊“記錄數(shù)據(jù)”，后釋放小車三、實(shí)驗(yàn)題7．圖甲為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)的實(shí)驗(yàn)方案，圖乙是實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到的紙帶，其實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：①掛上托盤(pán)和砝碼，調(diào)節(jié)木板的傾角，使質(zhì)量為M的小車拖著紙帶沿木板勻速下滑；②取下托盤(pán)和砝碼，測(cè)出其總質(zhì)量為m，讓小車沿木板下滑，測(cè)出加速度a；③改變砝碼質(zhì)量和木板傾角，多次測(cè)量，通過(guò)作圖可得到小車加速度a與合外力F的關(guān)系。（1）紙帶1是步驟①中打出的紙帶，由此可以判斷___________。A．調(diào)節(jié)后木板的傾角過(guò)小B．調(diào)節(jié)后木板的傾角過(guò)大C．調(diào)節(jié)后木板的傾角合適（2）某次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，打出的紙帶如圖乙中紙帶2所示，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz，每相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，則在打下D點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為_(kāi)__________m/s；小車下滑的加速度大小為_(kāi)__________m/s2（3）下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是___________。A．實(shí)驗(yàn)中需要滿足小車質(zhì)量M遠(yuǎn)大于托盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量mB．實(shí)驗(yàn)中在作a-F圖像時(shí)，把mg作為F值C．改變砝碼質(zhì)量再次實(shí)驗(yàn)時(shí)，斜面傾角需要重新進(jìn)行調(diào)整8．學(xué)校物理興趣小組用如圖甲所示的阿特伍德機(jī)驗(yàn)證牛頓第二定律，并測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。繞過(guò)定滑輪的輕繩兩端分別懸掛質(zhì)量相等的重物A（由多個(gè)相同的小物塊疊放組成）和重物B。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：①用天平分別測(cè)量一個(gè)小物塊的質(zhì)量和B的質(zhì)量m；②將A中的小物塊取下一個(gè)放在B上，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源后，由靜止釋放B，取下紙帶，算出加速度大小，并記下放在B上的小物塊的質(zhì)量；③重復(fù)步驟②，獲得B上面的小物塊的總質(zhì)量Δm和對(duì)應(yīng)加速度大小a

（1）某次實(shí)驗(yàn)打出的紙帶如圖乙所示，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫(huà)出，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電源的頻率為50Hz，則本次實(shí)驗(yàn)中A的加速度大小為_(kāi)_________m/s（2）利用本裝置驗(yàn)證牛頓第二定律。若在誤差允許的范圍內(nèi)，滿足重物A的加速度大小a=__________（用m、Δm和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮（3）利用本裝置測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取８鶕?jù)放在B上面的小物塊的總質(zhì)量Δm和對(duì)應(yīng)加速度大小a的多組數(shù)據(jù)，以Δm為橫坐標(biāo)，a為縱坐標(biāo)作出a?Δm圖像。若圖線的斜率為k，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮】杀硎緸?．某同學(xué)用如圖甲所示裝置做“探究加速度與合外力關(guān)系實(shí)驗(yàn)”，長(zhǎng)木板放在水平桌面上。小車的質(zhì)量為M，重力加速度為g。（1）按圖示組裝好實(shí)驗(yàn)儀器后，直接做實(shí)驗(yàn)，某次實(shí)驗(yàn)打出的一條紙帶如圖乙所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電的頻率為50Hz，可求得小車加速度的大小為_(kāi)__________m/s2（2）多次改變砝碼盤(pán)中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)得多組力傳感器的示數(shù)F及對(duì)應(yīng)的小車加速度a，作出a?F圖像，如圖丙所示，由此可以確定小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力大小為_(kāi)__________。（3）為了使小車受到的合外力等于力傳感器的示數(shù)，需在長(zhǎng)木板沒(méi)有定滑輪的一端用墊木適當(dāng)墊高，使長(zhǎng)木板與水平面的夾角θ滿足___________。A．sinθ=F0Mg

B．sinθ=Mg10．用如圖所示裝置“驗(yàn)證牛頓第二定律”，保持小車質(zhì)量一定，驗(yàn)證小車加速度a與合力F的關(guān)系。（1）除了電火花計(jì)時(shí)器、小車、砝碼、砝碼盤(pán)、細(xì)線、附有定滑輪的長(zhǎng)木板、墊木、導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)外，在下列器材中必須使用的有_______（選填選項(xiàng)前的字母）。A．220V、50Hz的交流電源

B．電壓可調(diào)的直流電源C．刻度尺

D．秒表

E.天平（附砝碼）

（2）為使細(xì)線對(duì)小車的拉力等于小車所受的合力，以下操作正確的是_____A．調(diào)整長(zhǎng)木板上滑輪的高度使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行B．在調(diào)整長(zhǎng)木板的傾斜度平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)當(dāng)將砝碼和砝碼盤(pán)通過(guò)細(xì)線掛在小車上C．在調(diào)整長(zhǎng)木板的傾斜度平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)當(dāng)將穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶連在小車上（3）某同學(xué)得到如圖所示的紙帶，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)得相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示（單位cm）。由此可得小車加速度的大小a＝________m/s2（保留三位有效數(shù)字）。（4）在本實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)線的拉力F等于砝碼和砝碼盤(pán)的總重力mg，已知三位同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出的a－F圖像如圖丁中的1、2、3所示。下列分析正確的是_____（選填選項(xiàng)前的字母）。A．出現(xiàn)圖線1的原因可能是沒(méi)有平衡摩擦力B．出現(xiàn)圖線2的原因可能是砝碼和砝碼盤(pán)的質(zhì)量不合適C．出現(xiàn)圖線3的原因可能是在平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板的傾斜度過(guò)大（5）在本實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)線的拉力F等于砝碼和砝碼盤(pán)的總重力mg，由此造成的誤差是______（選填“系統(tǒng)誤差”或“偶然誤差”）。設(shè)拉力的真實(shí)值為F真，小車的質(zhì)量為M，為了使mg?F真4.2實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系——?jiǎng)澲攸c(diǎn)之初升高暑假預(yù)習(xí)強(qiáng)化精細(xì)講義知識(shí)點(diǎn)1：實(shí)驗(yàn)原理、器材1.實(shí)驗(yàn)原理(控制變量法)(1)保持研究對(duì)象(小車)質(zhì)量不變,探究加速度與合外力的關(guān)系；(2)保持合外力(重物的質(zhì)量)不變,探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系。2.實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、小車、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、重物、夾子、細(xì)繩、低壓交流電源、導(dǎo)線、天平(帶有一套砝碼)、刻度尺等.3.物理量的測(cè)量(1)小車的質(zhì)量:用天平測(cè)量；(2)小車獲得的加速度:往往根據(jù)紙帶上打出的點(diǎn)并借助△x=aT2求解；(3)小車所受的合外力：平衡摩擦力并滿足重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時(shí)，可以用細(xì)繩所掛重物的重力代替小車所受的合外力。細(xì)繩的拉力等于重物的重力嗎？什么情況下細(xì)繩的拉力即小車所受的合外力可以近似等于重物的重力？不等于，因?yàn)橹匚锵蛳录铀龠\(yùn)動(dòng)，所以細(xì)繩的拉力小于重物的重力.當(dāng)重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時(shí)，細(xì)繩的拉力近似等于重物的重力，即小車受到的合外力近似等于重物的重力.故實(shí)驗(yàn)中必須滿足小車和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物的質(zhì)量。知識(shí)點(diǎn)2：實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程1.實(shí)驗(yàn)裝置2.實(shí)驗(yàn)步驟（1）用天平測(cè)出小車和重物的質(zhì)量分別為M0、m0，并把數(shù)據(jù)記錄下來(lái).（2）按上圖將實(shí)驗(yàn)器材安裝好(小車上不系細(xì)繩，但安裝紙帶)。（3）平衡摩擦力。在長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端下面墊一薄木板，反復(fù)移動(dòng)其位置到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作時(shí)不掛重物的小車在長(zhǎng)木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)為止(紙帶上相鄰點(diǎn)間距相等)，固定好長(zhǎng)木板與薄木板.（4）將重物通過(guò)細(xì)繩系在小車上，接通電源,放開(kāi)小車，用紙帶記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況,取下紙帶并在紙帶上標(biāo)上號(hào)碼及此時(shí)所掛重物的重力m0g。（5）保持小車的質(zhì)量不變，改變所掛重物的重力，重復(fù)步驟(4),多做幾次實(shí)驗(yàn)，使小車每次從同一位置釋放，并記錄好重物的重力m1g、m2g…（6）保持所掛重物的質(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M1，接通電源，放開(kāi)小車，用紙帶記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況，取下紙帶并在紙帶上標(biāo)上號(hào)碼.（7）繼續(xù)在小車上加放砝碼，重復(fù)步驟(6),多做幾次實(shí)驗(yàn)，記錄好小車和砝碼的總質(zhì)量M2、M3…（8）計(jì)算出每次實(shí)驗(yàn)所得紙帶的加速度值。步驟(4)(5)為探究加速度與力的關(guān)系，測(cè)a、m；步驟(6)(7)為探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，測(cè)a、M;步驟(5)(6)無(wú)需重新平衡摩擦力。(1)平衡摩擦力的目的：為了讓細(xì)繩拉小車的力等于小車所受的合外力，即T=F合(2)平衡摩擦力的方法：不掛重物時(shí)，將長(zhǎng)木板傾斜一定角度θ,讓小車所受的滑動(dòng)摩擦力與重力沿長(zhǎng)木板方向的分力平衡，即Mgsinθ=μMgcosθ。（3）改變M、m不需重新平衡摩擦力：平衡摩擦力時(shí)不掛重物，將長(zhǎng)木板無(wú)滑輪一端下面墊高，調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板傾角即可。平衡摩擦力后，因?yàn)镸gsinθ=μMgcosθ等式始終成立,與M、m大小無(wú)關(guān)，所以不管之后是改変小車質(zhì)量還是改變所掛重物質(zhì)量,都不需要重新平衡摩擦力。知識(shí)點(diǎn)3：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1.計(jì)算法測(cè)得加速度或加速度之比(等于位移之比)后，通過(guò)計(jì)算看結(jié)果是否滿足、。2.圖像法——“化曲為直”法（1）探究加速度a和力F的關(guān)系以加速度a為縱坐標(biāo)，力F為橫坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系,根據(jù)測(cè)數(shù)據(jù)描點(diǎn)，然后作出a-F圖像，如圖甲所示，若圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，就能說(shuō)明a與F成正比。(2)探究加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系以加速度a為縱坐標(biāo)，質(zhì)量M為橫坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系，作出圖像如圖乙所示，因?yàn)閍-M圖像是曲線，難以判斷a與M是否成反比關(guān)系，若a和M成反比，則a與必成正比.我們采用“化曲為直”的方法，以a為縱坐標(biāo)，以為橫坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系，作出a-圖像，若a-圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，如圖丙所示，說(shuō)明a與成正比，即a與M成反比?！盎鸀橹薄钡姆椒ㄈ粑锢砹康膟-x圖像是曲線，可根據(jù)其曲線的特點(diǎn)，作y-x2圖像、y-x3圖像或y-圖像，作出的圖像是直線時(shí)才能更好地說(shuō)明兩個(gè)物理量之間的比例關(guān)系。知識(shí)點(diǎn)4：其他實(shí)驗(yàn)方案 1.用氣墊導(dǎo)軌替代長(zhǎng)木板利用氣墊導(dǎo)軌替代長(zhǎng)木板做此實(shí)驗(yàn)時(shí)，不需要平衡摩擦力，其他實(shí)驗(yàn)步驟不變.2.利用光電門(mén)測(cè)加速度利用光電門(mén)測(cè)出滑塊通過(guò)G1、G2的速度v1、v2，根據(jù)v12-v22=2ax求出加速度.3.利用位移傳感器測(cè)位移由于a=2x/t2,如果測(cè)出兩個(gè)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)在相同時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移x1、x2,則位移之比等于加速度之比,即。4.利用彈簧測(cè)力計(jì)直接測(cè)量合外力大小兩種實(shí)驗(yàn)方案中，加速度可由紙帶上的點(diǎn)計(jì)算得出，合外力由彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)岀，可直接判斷兩者的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)方案改進(jìn)優(yōu)勢(shì)（1）氣墊導(dǎo)軌替代長(zhǎng)木板：無(wú)需平衡摩擦力，氣墊導(dǎo)軌內(nèi)部中空，空氣進(jìn)入導(dǎo)軌，從導(dǎo)軌面上的小孔中噴岀，噴出的氣流在滑塊和導(dǎo)軌之間形成氣墊,使滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力達(dá)到可以忽略的程度。（2）光電門(mén)利用平均速度測(cè)瞬時(shí)速度：。擋光片越窄，平均速度越接近滑塊通過(guò)光電門(mén)的瞬時(shí)速度，故可用該平均速度代替滑塊的瞬時(shí)速度。（3）力傳感器測(cè)量細(xì)線的拉力：不必保證懸掛物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量?！镜淅?】在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，采用如圖甲所示的裝置。本實(shí)驗(yàn)采用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法，下列說(shuō)法中正確的是（）

A．在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)改變小車所受拉力的大小B．在探究加速度與外力的關(guān)系時(shí)，應(yīng)改變小車的質(zhì)量C．在探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時(shí)，作出a－1mD．無(wú)論在什么條件下，細(xì)線對(duì)小車的拉力大小總等于砝碼盤(pán)和砝碼的總重力大小【答案】C【詳解】A．在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持小車所受拉力的大小不變，A錯(cuò)誤；B．在探究加速度與外力的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持小車的質(zhì)量不變，B錯(cuò)誤；C．在探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時(shí)，由牛頓第二定律F=a為了直觀判斷二者間的關(guān)系，可作出a-1m過(guò)原點(diǎn)的直線，而aD．當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼盤(pán)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砝碼盤(pán)和砝碼的總重力大小，在小車的加速度較大的情況下重力大于細(xì)線的拉力，D錯(cuò)誤。故選C。【典例2】在“探究物體的加速度與物體所受外力、物體質(zhì)量間的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤(pán)及盤(pán)中砝碼的質(zhì)量用m表示（）A．補(bǔ)償阻力時(shí)，應(yīng)將盤(pán)用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車上，且每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，都要重新平衡摩擦力B．甲圖上端彎曲的原因是盤(pán)及盤(pán)中砝碼的質(zhì)量m太大，已經(jīng)不滿足m?MC．乙圖不過(guò)原點(diǎn)的原因是補(bǔ)償阻力過(guò)度D．實(shí)驗(yàn)時(shí)，若拉力可以用力學(xué)傳感器直接測(cè)量，則也需滿足條件m?M【答案】B【詳解】A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將繩從小車上拿去，輕輕推動(dòng)小車，使小車沿木板運(yùn)動(dòng)，通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出來(lái)的紙帶判斷小車是否勻速運(yùn)動(dòng)；每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，小車的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力，故A錯(cuò)誤；B．只有當(dāng)m?M時(shí)，小車所受的拉力才可以認(rèn)為等于盤(pán)和砝碼的總重力。圖甲中a－F圖像發(fā)生彎曲，這是由于沒(méi)有保證小車及車中砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于盤(pán)及盤(pán)中砝碼的總質(zhì)量造成的，故B正確；C．圖乙中直線沒(méi)過(guò)原點(diǎn)，當(dāng)F≠0時(shí)，a=0，也就是說(shuō)當(dāng)繩子上有拉力時(shí)小車的加速度還為0，說(shuō)明該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)木板傾角過(guò)小，故C錯(cuò)誤；D．實(shí)驗(yàn)時(shí)，若拉力可以用力學(xué)傳感器直接測(cè)量，則不需滿足條件m?故選B?！镜淅?】在利用如圖所示的裝置進(jìn)行“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是（）A．保持小車質(zhì)量一定，通過(guò)改變砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量，可探究加速度和質(zhì)量的關(guān)系B．保持砝碼和砝碼盤(pán)總質(zhì)量一定，通過(guò)改變小車質(zhì)量，可探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系C．保持砝碼和砝碼盤(pán)總質(zhì)量一定，通過(guò)改變小車質(zhì)量，可探究加速度與外力的關(guān)系D．同時(shí)改變小車和砝碼的質(zhì)量，可探究加速度與外力的關(guān)系【答案】B【詳解】AD．保持小車質(zhì)量一定，通過(guò)改變砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量，即改變小車受的合外力，可探究加速度和合外力的關(guān)系，選項(xiàng)AD錯(cuò)誤；BC．保持砝碼和砝碼盤(pán)總質(zhì)量一定，即合外力一定，通過(guò)改變小車質(zhì)量，可探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；故選B。【典例4】（多選）某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律。下列說(shuō)法中正確的是（）

A．圖中細(xì)線應(yīng)保持與木板表面平行B．每次改變小車質(zhì)量后都需要重新平衡摩擦力C．用盤(pán)和重物的總重力作為細(xì)線的拉力，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生誤差D．為消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，可以把木板的左端適當(dāng)墊高【答案】AC【詳解】A．木板的右端適當(dāng)墊高平衡摩擦力后，圖中細(xì)線應(yīng)保持與木板表面平行，拉力才能等于合外力，A正確；B．每次改變小車的質(zhì)量后，小車的重力沿斜面的分力和摩擦力仍能抵消，即mg質(zhì)量會(huì)被約掉，不需要重新平衡摩擦力，B錯(cuò)誤；C．由于盤(pán)和重物加速下落，所以拉力小于重力，當(dāng)盤(pán)和重物的總重力來(lái)表示F時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生誤差，C正確；D．為了消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，可以把木板的右端適當(dāng)墊高，使重力沿斜面的分力等于摩擦力，則小車受到的合外力等于拉力，D錯(cuò)誤。故選AC?！镜淅?】（多選）甲、乙、丙、丁四位同學(xué)在做“探究加速度與物體質(zhì)量、力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)（使用如圖所示的裝置），設(shè)小車和車上砝碼的總質(zhì)量為M，小盤(pán)及盤(pán)中砝碼的總質(zhì)量為m，分別得出如圖中甲、乙、丙、丁四個(gè)圖像，其中圖甲、乙、丙是a-F圖像，圖丁是a?1

A．甲和乙較好地把握了實(shí)驗(yàn)條件M遠(yuǎn)大于mB．丙和丁沒(méi)有把握好實(shí)驗(yàn)條件M遠(yuǎn)大于mC．甲同學(xué)長(zhǎng)木板的傾角太大，而乙同學(xué)長(zhǎng)木板的傾角太小D．甲、乙、丙三位同學(xué)中，丙同學(xué)較好地完成了平衡摩擦力的操作【答案】ABD【詳解】AB．當(dāng)M?m，小車受到的拉力可認(rèn)為等于小盤(pán)及盤(pán)中砝碼的重力，a?C．甲圖中，當(dāng)拉力增大到一定數(shù)值才有加速度，可知木板的傾角太小，部分拉力用來(lái)平衡摩擦力，而乙圖中，沒(méi)有拉力時(shí)就有加速度，可知木板的傾角太大，甲、乙均未完成平衡摩擦力的操作，C錯(cuò)誤；D．丙圖線過(guò)原點(diǎn)，可知丙同學(xué)較好地完成了平衡摩擦力的操作，D正確。故選ABD?！镜淅?】一物理興趣小組用如圖所示的裝置，探究“加速度與質(zhì)量的關(guān)系”，通過(guò)改變放在小車上的砝碼質(zhì)量，改變小車（含遮光片）與砝碼的總質(zhì)量M。

（1）實(shí)驗(yàn)要平衡摩擦力，具體操作為：不懸掛砂桶，將長(zhǎng)木板沒(méi)有定滑輪的一端適當(dāng)墊高，輕推小車，如果___________，則摩擦力得到平衡；（2）實(shí)驗(yàn)還需要的部分操作有___________；A．懸掛砂桶后調(diào)節(jié)細(xì)線與木板平行

B．測(cè)量砂和砂桶質(zhì)量mC．調(diào)節(jié)砂和砂桶質(zhì)量m遠(yuǎn)小于M

D．小車每次在同一位置釋放（3）調(diào)節(jié)好實(shí)驗(yàn)器材后，第一次實(shí)驗(yàn)：由靜止釋放小車，記錄小車經(jīng)過(guò)光電門(mén)1、2時(shí)遮光片擋光時(shí)間t1、t2，小車（含遮光片）及砝碼的總質(zhì)量M1，力傳感器的爾數(shù)F；第二次實(shí)驗(yàn)：向小車中添加砝碼，小車（含遮光片）及砝碼的總質(zhì)量為M2，由靜止釋放小車，此時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)力傳感器的示數(shù)___________（選填“大于”或“小于”）【答案】小車沿木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)AD/DA小于增加M【詳解】（1）[1]輕推小車，直到小車沿木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)，摩擦力得到平衡。（2）[2]A．需要細(xì)線與木板平行，才能保證細(xì)線的拉力與小車的合外力方向相同，細(xì)線的拉力才等于小車的合外力，所以需要懸掛砂桶后調(diào)節(jié)細(xì)線與木板平行，故A正確；BC．由于不需要用沙桶的重力來(lái)表示合外力，合外力可以直接測(cè)量，所以不需要滿足m遠(yuǎn)小于M，也不需要測(cè)量砂和砂桶質(zhì)量m，故BC錯(cuò)誤；D．需要控制單一變量，木板每處光滑程度不同，所以需要從同一位置釋放，故D正確。故選AD。（3）[3][4]向小車中添加砝碼，小車所受阻力增大，F(xiàn)變小，通過(guò)適當(dāng)增加砂桶中砂的質(zhì)量，使力傳感器的示數(shù)仍為F。[5]根據(jù)牛頓第二定律FF其中a1av1=v'1整理解得M【典例7】某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下方案研究質(zhì)量一定時(shí)加速度與合外力的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要進(jìn)行的操作是___________。A．平衡摩擦力時(shí)應(yīng)不掛砂桶B．用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量C．小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、先接通電源，再釋放小車D．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車（含滑輪）的質(zhì)量M（2）保持小車（含滑輪）的質(zhì)量不變，改變砂桶中砂的質(zhì)量、記錄多組傳感器的讀數(shù)F和對(duì)應(yīng)紙帶的加速度a的數(shù)值，繪制出如圖乙所示的a?F圖像，實(shí)驗(yàn)小組仔細(xì)分析圖像，得出了實(shí)驗(yàn)所用小車（含滑輪）的質(zhì)重為_(kāi)__________kg。

（3）該同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)做出如圖乙所示的a?F圖線沒(méi)經(jīng)過(guò)原點(diǎn)，該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)存在的問(wèn)題是___________【答案】AC/CA1kg未完全平衡摩擦力【詳解】（1）[1]平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)滿足公式Mg所以應(yīng)不掛重物小車受到的F因此不需要測(cè)出砂桶和砂的質(zhì)量，也不需要滿足m遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于M，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、先接通電源，再釋放小車；故選AC。（2）[2]根據(jù)公式2得a圖像得斜率k則M（3）[3]根據(jù)牛頓第二定律有2可知圖像末未過(guò)原點(diǎn)是因?yàn)槲赐耆胶饽Σ亮Α镜淅?】某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與它所受的合力成正比”這一物理規(guī)律。已知小車的質(zhì)量為M，砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量為m，試回答下列問(wèn)題：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是______（填“打點(diǎn)”“計(jì)時(shí)”或“測(cè)速”）的儀器（2）實(shí)驗(yàn)小組______（填“需要”或“不需要”）平衡小車和長(zhǎng)木板之間的摩擦力，______（填“需要”或“不需要”）滿足m?M的條件。（3）在滿足實(shí)驗(yàn)條件時(shí)得到一條紙帶如圖乙所示，圖中O、A、B、C、D為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有2個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz，則由紙帶可知，小車的加速度大小為_(kāi)_____m/s【答案】計(jì)時(shí)需要需要5.56【詳解】（1）[1]打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是計(jì)時(shí)的儀器。（2）[2]為了使得重物對(duì)小車的拉力等于小車受的合力，實(shí)驗(yàn)小組需要平衡小車和長(zhǎng)木板之間的摩擦力。[3]因?yàn)槔K子拉力T只有當(dāng)m?M時(shí)才可認(rèn)為T(mén)=（3）[4]相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有2個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，則T根據(jù)逐差法a可得a重難點(diǎn)1：實(shí)驗(yàn)誤差分析1.實(shí)驗(yàn)原理不完善引起的誤差設(shè)小車和重物的質(zhì)量分別為M、m,細(xì)繩上的拉力大小為F，小車和重物的加速度大小均為a,對(duì)小車有F=Ma(下節(jié)結(jié)論)，對(duì)重物有mg-F=ma,由此可得,只有在<<M時(shí)，才有F≈mg.但在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，我們認(rèn)為作用在小車上的合力大小F=mg,這就使得小車獲得的加速度a的理論值大于真實(shí)值,其差值,則m越大時(shí)，其差值也越大，因此這種設(shè)計(jì)方案會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，當(dāng)不能滿足M>>m時(shí)，圖線會(huì)彎曲,a-F圖像如圖所示。2.平衡摩擦力不準(zhǔn)造成的誤差實(shí)驗(yàn)中需要平衡摩擦力，若未平衡摩擦力或平衡摩擦力不當(dāng)就會(huì)造成誤差。(1)如出現(xiàn)圖中①直線.說(shuō)明平衡摩擦力過(guò)度.即拉力F=0時(shí),已經(jīng)產(chǎn)生了加速度.若出況圖中=2\*GB3②直線，說(shuō)明未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，因?yàn)槔Υ笥贔0時(shí)才產(chǎn)生加速度.(2)岀現(xiàn)圖乙中直線的原因分析如下（m表示小車的質(zhì)量）:平衡摩擦力后，小車在木板上的受力應(yīng)有F+mgsinθ-μmgcosθ=ma,其中F為細(xì)繩的拉力。θ為木板與水平面間的夾角。若未平衡摩擦力，則θ=0，上式可寫(xiě)為F-μmg=ma,可得a=,F一定，只有m小到一定程度，即大到一定程度，才有a＞0,產(chǎn)生加速度，說(shuō)明圖線②為未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足造成的。若平衡摩擦力過(guò)度，小車在木板上的受力應(yīng)有F+mgsinθ-μmgcosθ=ma，可得a=.F一定，當(dāng)時(shí)，可將上式整理得，說(shuō)明圖線①為平衡摩擦力過(guò)度造成的?！镜淅?】某實(shí)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。

（1）如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，若選用電火花計(jì)時(shí)器，其所用的電源是___________。A．交流220V

B．直流220V

C．直流8V

D．交流8V（2）下列做法正確的是___________（填字母代號(hào)）。A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行B．在調(diào)節(jié)木板傾斜度補(bǔ)償小車的阻力時(shí)，將裝有砝碼的砝碼桶通過(guò)定滑輪拴在小車上C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源D．通過(guò)增減小車上的砝碼改變質(zhì)量時(shí)，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度（3）已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器頻率為50Hz，如圖乙所示的是一次記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E、F、G為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出。根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小a=___________m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

（4）如圖丙所示為某同學(xué)在探究加速度a與力F的關(guān)系時(shí)，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出的a?F圖像，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)可能存在的問(wèn)題是___________。【答案】AAD/DA0.50平衡摩擦力不足（未平衡摩擦力）【詳解】（1）[1]電火花計(jì)時(shí)器使用的是交流220V電源。故選A。（2）[2]A．平衡好摩擦力后，調(diào)節(jié)滑輪高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行，使得細(xì)繩的拉力就等于小車所受的合外力，故A正確；B．在調(diào)節(jié)木板傾斜度補(bǔ)償小車的阻力時(shí)，小車掛上紙帶，不能將裝有砝碼的砝碼桶通過(guò)定滑輪拴在小車上，故B錯(cuò)誤；C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再放開(kāi)小車，否則小車運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后再打點(diǎn)，紙帶上點(diǎn)跡很少也不便于研究，故C錯(cuò)誤；D．平衡摩擦后即mg即與質(zhì)量無(wú)關(guān)，通過(guò)增減小車上的砝碼改變質(zhì)量時(shí)，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度，D正確。故選AD。（3）[3]根據(jù)題意可知，紙帶上相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔T采用逐差法計(jì)算平均加速度a（4）[4]由圖像可以看出，當(dāng)F增大到一定值（圖線與橫軸截距）時(shí)，小車才有加速度，說(shuō)明平衡摩擦力不足（未平衡摩擦力）?！镜淅?】圖甲為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”裝置示意圖，連接在小車后面的紙帶穿過(guò)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，小車和掛在豎直面內(nèi)的拉力傳感器用一條柔軟的輕繩通過(guò)光滑的定滑輪和動(dòng)滑輪連接起來(lái)，拉力傳感器是一種將物理信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)量的電信號(hào)輸出的裝置，用于測(cè)小車受到拉力的大小。

（1）在安裝器材時(shí)，要調(diào)整定滑輪的高度，使連接小車的細(xì)繩與木板平行。這樣做的目的是______（填字母代號(hào)）。A．在補(bǔ)償阻力時(shí)，應(yīng)將拉力傳感器、鉤碼通過(guò)滑輪用細(xì)繩拴在小車上B．連接拉力傳感器和小車的細(xì)繩應(yīng)與長(zhǎng)木板平行C．補(bǔ)償阻力后，長(zhǎng)木板的位置不能移動(dòng)，每次改變小車質(zhì)量時(shí)，應(yīng)重新補(bǔ)償阻力D．小車釋放前應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，但應(yīng)先釋放小車，再接通電源（2）實(shí)驗(yàn)中______（填“需要”或“不需要”）滿足所掛鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量。（3）某實(shí)驗(yàn)小組在小車加速下滑過(guò)程中得到如圖乙所示一條紙帶的一部分，用毫米刻度尺測(cè)量并在紙帶上標(biāo)出了各段的長(zhǎng)度，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的低壓交流電源的頻率為50Hz，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未標(biāo)出，在A、B、C、D、E五個(gè)點(diǎn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器最先打出的是______點(diǎn)。在打出C點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為_(kāi)______m/s；小車的加速度大小為_(kāi)_____m/s2【答案】B不需要A1.181.49【詳解】（1）[1]連接小車的細(xì)繩與木板平行的目的是連接拉力傳感器和小車的細(xì)繩應(yīng)與長(zhǎng)木板平行。故選B。（2）[2]拉力傳感器可記錄繩子拉力大小，所以不需要滿足所掛鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量。（3）[3]AB間距較小，所以打點(diǎn)計(jì)時(shí)器最先打出的是A點(diǎn)；[4]打出C點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為v[5]根據(jù)逐差法可知加速度為a【典例3】某實(shí)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)回答下列問(wèn)題：

（1）平衡摩擦力時(shí)，該組同學(xué)先調(diào)節(jié)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(guò)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)，從打出的紙帶判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)母叨龋屝≤囘B著已經(jīng)穿過(guò)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，從打出的紙帶判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，觀察判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)（2）圖乙是某次實(shí)驗(yàn)中從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶中選出一條點(diǎn)跡比較清晰的紙帶，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，若相鄰計(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，則小車的加速度大小為a＝______m/s2

（3）如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率是f'（4）在“探究加速度a與合力F的關(guān)系”時(shí)，該組同學(xué)根據(jù)實(shí)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(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，試分析圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因：______。

（5）該組同學(xué)在這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)中采用的物理學(xué)思想方法為_(kāi)_____。A．極限法

B．比值法

C．理想化模型法

D．控制變量法【答案】B0.99大實(shí)驗(yàn)前沒(méi)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(guò)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，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)。故選B。（2）[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，則計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔Δtx代入數(shù)據(jù)解得a（3）[3]如果電網(wǎng)中交流電的頻率為49.5Hz，那么實(shí)際周期大于0.02s，則打出的對(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）比較間距將變大，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，仍然用f＝50Hz，代入計(jì)算，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式Δx（4）[4]圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，F(xiàn)不為零時(shí)，加速度仍為零，則實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不夠。（5）[5]該實(shí)驗(yàn)采用控制變量法。故選D?！镜淅?】為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，現(xiàn)提供如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置。請(qǐng)思考探究思路并回答下列問(wèn)題：

（1）下列關(guān)于電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的說(shuō)法正確的是___________。A．使用6V以下的低壓交流電源B．只能使用頻率為50Hz的電源C．計(jì)時(shí)器不能長(zhǎng)時(shí)間工作，應(yīng)先釋放小車，后接通電源D．接通電源前，應(yīng)使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接電源頻率為50Hz，實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶如圖乙所示，A、B、C、D、E是連續(xù)的5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間均有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，圖中四個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字要求的一組數(shù)據(jù)應(yīng)改為_(kāi)__________cm；在打下點(diǎn)C時(shí)小車的速度大小為_(kāi)__________m/s，小車的加速度大小為_(kāi)__________m/s2（3）多次改變砝碼盤(pán)中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)得多組F對(duì)應(yīng)的小車加速度a，作出a?F圖像，如丙圖所示，圖像不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是___________。【答案】D2.000.2580.385未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足【詳解】（1）[1]A．電火花計(jì)時(shí)器使用220V的交流電源，故A錯(cuò)誤；B．不一定要只使用頻率為50Hz的電源，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．計(jì)時(shí)器不能長(zhǎng)時(shí)間工作，應(yīng)先接通電源，后釋放小車，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．接通電源前，應(yīng)使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置，選項(xiàng)D正確。故選D。（2）[2]相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間均有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，可知T=0.1s；圖中四個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字要求的一組數(shù)據(jù)是“2.0”，應(yīng)改為2.00cm；[3]在打下點(diǎn)C時(shí)小車的速度大小為v[4]小車的加速度大小為a（3）[5]由圖像可知，當(dāng)力F到達(dá)一定值時(shí)小車才有加速度，可知原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足?！镜淅?】如圖甲所示為“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。

（1）在實(shí)驗(yàn)中，下列操作正確的是______A．打點(diǎn)前，小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，要先接通電源，待計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車B．要舍去紙帶上的密集點(diǎn)，然后選取計(jì)數(shù)點(diǎn)C．在探究加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系時(shí)，直接根據(jù)a—m圖像即可判斷加速度與質(zhì)量是否成反比D．實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)使小車的加速度盡量大些（2）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，打出了一條紙帶如圖乙所示，計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s，選取A、B、C、D四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每?jī)蓚€(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出。從圖乙中讀出A、B兩點(diǎn)間距s=_______cm；C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度是________m/s，該小車的加速度大小a＝________m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)收集的數(shù)據(jù)作出的a－F圖線如圖丙所示，請(qǐng)結(jié)合圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，寫(xiě)出一條對(duì)提高本實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的建議____________________。

【答案】AB/BA0.700.100.20實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先平衡摩擦力【詳解】（1）[1]A．為了充分利用紙帶，在紙帶上打出較多清晰的點(diǎn)跡，打點(diǎn)前，小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，且要先接通電源，待計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車，故A正確；B．選取紙帶，為了測(cè)量方便和減小誤差，要舍去紙帶上的密集點(diǎn)，然后選取計(jì)數(shù)點(diǎn)，故B正確；C．在探究加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系時(shí)，直接根據(jù)a?1mD．實(shí)驗(yàn)中小車的加速度適度即可，不可過(guò)大或過(guò)小，過(guò)小則紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離較小，過(guò)大則紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)見(jiàn)距離較大，紙帶上打的點(diǎn)過(guò)少，均使得測(cè)量的相對(duì)誤差較大，故D錯(cuò)誤。故選AB。（2）[2]從圖乙中讀出A、B兩點(diǎn)間的距離s[3]用平均速度表示瞬時(shí)速度，對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該時(shí)間段內(nèi)的平均速度，C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度是v[4]每?jī)蓚€(gè)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)畫(huà)出來(lái)，則相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T(mén)由紙帶所得數(shù)據(jù)，可知下車在連續(xù)相等時(shí)間間隔內(nèi)得位移差為Δ可得，該小車的加速度大小為a（3）[5]圖中拉力達(dá)到一定值后才產(chǎn)生加速度，則可說(shuō)明該實(shí)驗(yàn)沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，因此實(shí)驗(yàn)前應(yīng)平衡摩擦力?！镜淅?】某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。

（1）（多選）下列做法正確的是________（填字母代號(hào)）。A．調(diào)節(jié)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)節(jié)木板傾斜度，平衡木塊受到的滑動(dòng)摩擦力時(shí)，將裝有砝碼的砝碼桶通過(guò)定滑輪拴在木塊上C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)木塊再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源D．通過(guò)增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時(shí)，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度（2）為使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力，應(yīng)滿足的條件是砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量________（選填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于”或“近似等于”）木塊和木塊上砝碼的總質(zhì)量。（3）甲、乙兩同學(xué)在同一實(shí)驗(yàn)室，各取一套裝置放在水平桌面上，木塊上均不放砝碼，在沒(méi)有平衡摩擦力的情況下，研究加速度a與拉力F的關(guān)系，分別得到圖中甲、乙兩條直線。設(shè)甲、乙用的木塊質(zhì)量分別為m甲、m乙，甲、乙用的木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ甲、μ乙，由圖可知，m甲________m乙，μ甲________μ乙。（均選填“大于”“小于”或“等于”）

【答案】AD遠(yuǎn)小于小于大于【詳解】（1）[1]A．探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，牽引木塊的細(xì)繩應(yīng)與長(zhǎng)木板平行，故A正確；B．平衡摩擦力時(shí)應(yīng)不掛砝碼桶，故B錯(cuò)誤；C．對(duì)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，應(yīng)先接通電源，再放開(kāi)木塊，故C錯(cuò)誤；D．平衡摩擦力后，改變木塊上砝碼的質(zhì)量，不需要重新平衡摩擦力，故D正確。故選AD。（2）[2]設(shè)木塊的質(zhì)量為M，砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量為m，根據(jù)牛頓第二定律，有a牽引小車的拉力F要使F＝mg，則應(yīng)滿足條件m?M（3）[3]對(duì)于木塊，根據(jù)牛頓第二定律，得a故a-F圖像的斜率反映了木塊質(zhì)量的倒數(shù)，有1所以m甲＜m乙[4]當(dāng)F＝0時(shí)，有a＝－μg即a-F圖像在a軸上的截距為－μg，有－μ甲g＜－μ乙g即μ甲＞μ乙一、單選題1．用如圖所示的裝置做“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)（）A．平衡摩擦力時(shí)，不應(yīng)將裝砝碼的砝碼盤(pán)用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車上B．每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，都需要重新平衡摩擦力C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源D．小車運(yùn)動(dòng)的加速度可由牛頓第二定律直接求出【答案】A【詳解】A．平衡摩擦力時(shí)，不應(yīng)將盤(pán)及盤(pán)中的砝碼用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車上，故A正確；B．在實(shí)驗(yàn)前平衡一次摩擦力即可，每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力，故B錯(cuò)誤；C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，后放開(kāi)小車，故C錯(cuò)誤；D．小車的加速度應(yīng)該根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶應(yīng)用勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律求出，加速度不能直接用公式求出，故D錯(cuò)誤。故選A。2．某小組用如圖所示的裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。下列說(shuō)法正確的是（）A．電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)接直流電源B．實(shí)驗(yàn)前應(yīng)把長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)高度，以補(bǔ)償小車運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力的影響C．實(shí)驗(yàn)中槽碼質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小車質(zhì)量D．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先釋放小車，再啟動(dòng)電火花計(jì)時(shí)器【答案】B【詳解】A．電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)接220V交流電源，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．實(shí)驗(yàn)前應(yīng)把長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)高度，以補(bǔ)償小車運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力的影響，即平衡摩擦力，選項(xiàng)B正確；C．實(shí)驗(yàn)中槽碼質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，這樣可認(rèn)為小車受到的拉力近似等于槽碼的重力，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先啟動(dòng)電火花計(jì)時(shí)器，再釋放小車，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。3．如圖甲所示是研究小車加速度與力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，木板置于水平桌面上，一端系有砂桶的細(xì)繩通過(guò)滑輪與拉力傳感器相連，拉力傳感器可顯示所受的拉力大小F，改變桶中砂的質(zhì)量多次實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中需要完成的步驟有（

）A．測(cè)量砂和砂桶的總質(zhì)量 B．保持細(xì)線是水平的C．保持小車的質(zhì)量不變 D．滿足砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量【答案】C【詳解】AD．實(shí)驗(yàn)中，細(xì)線拉力可以通過(guò)拉力傳感器得到，不需要用砂和砂桶的總重力代替細(xì)線拉力，故不需要測(cè)量砂和砂桶的總質(zhì)量，也不需要滿足砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，故AD錯(cuò)誤；B．為了保證小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，細(xì)線拉力恒定不變，應(yīng)保持細(xì)線與木板平行，故B錯(cuò)誤；C．為了研究小車加速度與力關(guān)系，應(yīng)保持小車的質(zhì)量不變，故C正確。故選C。4．某同學(xué)將長(zhǎng)木板右端適當(dāng)墊高，其目是為了平衡摩擦力。但他把長(zhǎng)木板的右端墊得過(guò)高，使得傾角過(guò)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。則他繪出的a?F關(guān)系圖像是（）A． B．C． D．【答案】C【詳解】若該同學(xué)在平衡摩擦力f時(shí)，把長(zhǎng)木板的右端墊得過(guò)高，使得傾角θ過(guò)大，則mg當(dāng)小車不受到拉力時(shí)，小車就能向下加速，即F=0時(shí)，a故選C。5．在驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中，用改變砂的質(zhì)量的辦法來(lái)改變對(duì)小車的作用力F，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出小車的加速度a，得出若干組F和a的數(shù)據(jù)。然后根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)作出如圖所示的a?F圖線，發(fā)現(xiàn)圖線既不過(guò)原點(diǎn)，又不是直線，原因是（）A．平衡摩擦力時(shí)，所墊木板太低，且小車質(zhì)量較大B．平衡摩擦力時(shí)，所墊木板太低，且砂和小桶的質(zhì)量較大C．平衡摩擦力時(shí)，所墊木板太高，且小車質(zhì)量較大D．平衡摩擦力時(shí)，所墊木板太高，且砂和小桶的質(zhì)量較大【答案】D【詳解】由圖可知，小車在不受拉力時(shí)已經(jīng)有了加速度，說(shuō)明平衡摩擦力過(guò)度，即所墊木板太高；對(duì)沙和小桶進(jìn)行受力分析可得mg對(duì)小車進(jìn)行受力分析可知F聯(lián)立解得a當(dāng)滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于沙和小桶的質(zhì)量，作用力F與沙和小桶的重力近似相等，可用沙和小桶的重力代替作用力F，故可得a與F成正比；圖線出現(xiàn)彎曲，說(shuō)明小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于沙和小桶的質(zhì)量的條件不再滿足，即砂和小桶的質(zhì)量較大。故選D。二、多選題6．如圖為“用DIS研究加速度和力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。某實(shí)驗(yàn)小組改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測(cè)量，繪出如圖所示的圖像。引起誤差的主要原因是（）A．所用小車的質(zhì)量太大B．小車與軌道之間存在摩擦C．鉤碼的質(zhì)量沒(méi)有始終遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量D．先點(diǎn)擊“記錄數(shù)據(jù)”，后釋放小車【答案】BC【詳解】由圖象乙可知，當(dāng)F從0開(kāi)始逐漸增大時(shí)，加速度并未直接產(chǎn)生，也就是說(shuō)當(dāng)繩子上有拉力時(shí)小車依然沒(méi)有加速度，原因可能是平衡摩擦力時(shí)軌道傾角過(guò)小，摩擦力未被完全平衡。后面圖像彎曲，本實(shí)驗(yàn)是在小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量時(shí)，用鉤碼的重力代替繩子的拉力F，隨著鉤碼質(zhì)量的增加，小車質(zhì)量不再滿足遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量，a-F圖象明顯偏離直線，故BC正確AD錯(cuò)誤。故選BC。三、實(shí)驗(yàn)題7．圖甲為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)的實(shí)驗(yàn)方案，圖乙是實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到的紙帶，其實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：①掛上托盤(pán)和砝碼，調(diào)節(jié)木板的傾角，使質(zhì)量為M的小車拖著紙帶沿木板勻速下滑；②取下托盤(pán)和砝碼，測(cè)出其總質(zhì)量為m，讓小車沿木板下滑，測(cè)出加速度a；③改變砝碼質(zhì)量和木板傾角，多次測(cè)量，通過(guò)作圖可得到小車加速度a與合外力F的關(guān)系。（1）紙帶1是步驟①中打出的紙帶，由此可以判斷___________。A．調(diào)節(jié)后木板的傾角過(guò)小B．調(diào)節(jié)后木板的傾角過(guò)大C．調(diào)節(jié)后木板的傾角合適（2）某次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，打出的紙帶如圖乙中紙帶2所示，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz，每相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，則在打下D點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為_(kāi)__________m/s；小車下滑的加速度大小為_(kāi)__________m/s2（3）下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是___________。A．實(shí)驗(yàn)中需要滿足小車質(zhì)量M遠(yuǎn)大于托盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量mB．實(shí)驗(yàn)中在作a-F圖像時(shí)，把mg作為F值C．改變砝碼質(zhì)量再次實(shí)驗(yàn)時(shí)，斜面傾角需要重新進(jìn)行調(diào)整【答案】C0.310.75