5．驗證牛頓第二定律實驗中，甲、乙兩同學(xué)在同一實驗室，各取一套如圖所示的裝置放在水平桌面上，小車上均不放砝碼，在沒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、乙用的小車質(zhì)量分別為m甲、m乙，甲、乙用的小車與木板間的動摩擦因數(shù)分別為μ甲，μ乙，由圖可知，m甲小于m乙、μ甲大于 μ乙．（選填“大于”、“小于”或“等于”）．
甲同學(xué)在糾正了疏漏之處后，保持小車的質(zhì)量M不變，改變砂桶與砂的總重力F，多次實驗，根據(jù)得到的數(shù)據(jù)，在a-F圖象中描點，如右圖．結(jié)果發(fā)現(xiàn)右側(cè)若干個點明顯偏離直線，若不斷增加砂桶中砂的質(zhì)量，a-F圖象中各點連成的曲線將不斷延伸，加速度的趨向值為g．

分析 a-F圖象的斜率表示加速度的倒數(shù)；求解出加速度與拉力F的表達(dá)式后結(jié)合圖象分析得到動摩擦因素情況．
當(dāng)M＞＞m時，鉤碼的重力基本等于繩子的拉力，即小車的合力，當(dāng)不滿足M＞＞m時，拉力和鉤碼的總重力出現(xiàn)明顯的差值，圖線偏離直線．
若所掛鉤碼不斷增加，當(dāng)鉤碼的重力非常大時，它將帶動小車近似做加速度為g 的運動，結(jié)合牛頓第二定律得出繩子拉力的趨向值．

解答 解：當(dāng)沒有平衡摩擦力時有：T-f=ma，故a=$\frac{1}{m}$T-μg，即圖線斜率為$\frac{1}{m}$，縱軸截距的大小為μg．
觀察圖線可知m甲小于m乙，μ甲大于μ乙；
由于OA段a-F關(guān)系為一傾斜的直線，所以在質(zhì)量不變的條件下，加速度與外力成正比；由實驗原理：mg=Ma
得a=$\frac{mg}{M}=\frac{F}{M}$，而實際上a′=$\frac{mg}{M+m}$，可見A，B段明顯偏離直線是由于沒有滿足M＞＞m造成的．
因為鉤碼的重力在這個實驗中充當(dāng)小車所受到的合外力，當(dāng)鉤碼的重力非常大時，它將帶動小車近似做加速度為g 的運動．
故答案為：小于；大于；g．

點評 本題主要考察“驗證牛頓第二定律”的實驗，要明確實驗原理，特別是要明確系統(tǒng)誤差的來源，知道減小系統(tǒng)誤差的方法．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

15．興趣小組利用伏安法測電阻．待測電阻RX阻值約為1200Ω，選用量程合適的電壓表的內(nèi)阻Rv約為10KΩ，選用量程合適的電流表的內(nèi)阻RA約為1Ω．為了減小因為電表內(nèi)阻引起的系統(tǒng)誤差，
（1）測量電路應(yīng)該選擇內(nèi)（填“外接法”或“內(nèi)接法”）
（2）該接法引起系統(tǒng)誤差的結(jié)果是電阻測量值比準(zhǔn)確值偏大（填“偏大”或“偏小”）

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

16．空間存在一電場，一帶負(fù)電的粒子僅在電場力作用下從x1處沿x軸負(fù)方向運動，初速度大小為v0，其電勢能Ep隨坐標(biāo)x變化的關(guān)系如圖所示，圖線關(guān)于縱軸左右對稱，以無窮遠(yuǎn)處為零電勢能點，粒子在原點O處電勢能為E0，在x1處電勢能為E1，則下列說法中正確的是（　　）
A．粒子經(jīng)過x1、-x1處速度相同
B．坐標(biāo)原點O處電場強度為零
C．粒子能夠一直沿x軸負(fù)方向運動，一定v0＞$\sqrt{\frac{{2（E}_{0}-{E}_{1}）}{m}}$
D．由x1運動到O過程加速度一直減小

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

13．甲物體的質(zhì)量是乙物體的5倍，它們在同一高度同時開始自由下落，最后落在同一個水平面上，忽略空氣的阻力，則下列說法中正確的是（　　）
A．甲、乙同時落地B．甲比乙先落地
C．甲比乙先落地D．下落過程中，甲的加速度是乙的5倍

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

20．汽車的速度--時間圖象如圖所示，則下列說法正確的是（　�。�
A．前4秒內(nèi)，汽車一直做勻變速直線運動
B．前3秒汽車的位移為15米
C．第2秒末汽車的加速度為零
D．第2秒末汽車離出發(fā)點最遠(yuǎn)

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

10．隨著全世界開始倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電動自行車產(chǎn)品已越來越受到大家的青睞，某同學(xué)為了測定某電動車電池的電動勢和內(nèi)電阻，設(shè)計了如圖所示電路，提供的實驗器材有：
（A）電動車電池一組，電動勢約為12V，內(nèi)阻未知
（B）直流電流表量程300mA，內(nèi)阻很小
（C）電阻箱R，阻值范圍為0～999.9Ω
（D）定值電阻R0，標(biāo)稱阻值10Ω
（E）導(dǎo)線和開關(guān)

（1）當(dāng)他閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)，無論怎樣調(diào)節(jié)變阻器，電流表都沒有示數(shù)，反復(fù)檢查后發(fā)現(xiàn)電路連接完好，估計是某一元件損壞，因此他拿來多用電表檢查故障，他的操作如下：
①斷開電源開關(guān)S，
②將多用表選擇開關(guān)置于×1Ω檔，調(diào)零后，紅黑表筆分別接R0兩端，讀數(shù)為10Ω，
③將多用表選擇開關(guān)置于×10Ω檔，調(diào)零后，將紅黑表筆分別接電阻箱兩端，發(fā)現(xiàn)指針讀數(shù)如圖所示，則所測阻值為70Ω，然后又用多用電表分別對電源和開關(guān)進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)電源和開關(guān)均完好．
由以上操作可知，發(fā)生故障的元件是電流表．
（2）在更換規(guī)格相同的元件后重新連接好電路．
（3）改變電阻箱的阻值R，分別測出阻值為R0=10Ω的定值電阻的電流I，下列三組關(guān)于R的取值方案中，比較合理的方案是2（選填方案編號1、2或3）．
方案編號　電阻箱的阻值R/Ω
　1　300.0　250.0　200.0　150.0　100.0
　2　100.0　85.0　70.0　55.0　40.0
　3　40.0　30.0　25.0　20.0　15.0
（4）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描點，繪出的$\frac{1}{I}$-R圖象是一條直線．若直線的斜率為k，在坐標(biāo)軸上的截距為b，則該電源的電動勢E=$\frac{1}{k}$，內(nèi)阻r=$\frac{k}$-R0（用k、b和R0表示）．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

17．如圖所示，面積為S的單匝閉合線框在磁感應(yīng)強度為B勻強磁場中，以恒定的角速度ω繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，下列說法中錯誤的是（　　）
A．在穿過線框的磁通量為$\frac{BS}{2}$的時刻，線框中的感應(yīng)電動勢為$\frac{BSω}{2}$
B．在穿過線框的磁通量為$\frac{\sqrt{2}BS}{2}$的時刻，線框中的感應(yīng)電動勢為$\frac{\sqrt{2}BSω}{2}$
C．線框轉(zhuǎn)動四分之一周過程中，感應(yīng)電動勢的平均值為$\frac{2BSω}{π}$
D．線框轉(zhuǎn)動一周過程中，感應(yīng)電動勢的平均值為0

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

14．如圖所示，一個截面為劈形的滑梯固定在水平地面上，高h(yuǎn)1=12m，底角分別為37°、53°，將A、B兩物塊（其質(zhì)量mA=mB=2kg）用輕繩連續(xù)，通過滑梯頂端的小滑輪跨放在左右兩側(cè)斜面上，開始時在滑輪處壓住輕繩，已知輕繩伸直時，兩物塊離地高度相等并且h2=4m．不計一切摩擦力，取g=10m/s2，sin37°=0.6，sin53°=0.8．
（1）若在壓輕繩處突然剪斷輕繩，求A物塊下滑中的加速度的大��；
（2）若松開輕繩，求在B物塊滑動過程中，A物塊增加的重力勢能；
（3）若松開輕繩，求B物塊滑到底端時的動能大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

18．關(guān)于摩擦力，下列說法正確的是（　　）
A．靜摩擦力產(chǎn)生在兩個靜止的物體之間，滑動摩擦力產(chǎn)生在兩個運動的物體之間
B．有摩擦力一定存在彈力，且摩擦力的方向總與相對應(yīng)的彈力方向垂直
C．靜摩擦力可以作為動力、阻力，而滑動摩擦力只能作為阻力
D．摩擦力的大小與正壓力大小成正比

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