11．某實(shí)驗(yàn)小組應(yīng)用如圖所示裝置“探究加速度與物體受力的關(guān)系”，已知小車的質(zhì)量為M，砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量為m，所使用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接的交流電的頻率為50Hz．實(shí)驗(yàn)步驟如下：
A．按圖所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，其中與定滑輪及彈簧測(cè)力計(jì)相連的細(xì)線豎直；
B．調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長(zhǎng)木板向下勻速運(yùn)動(dòng)；
C．掛上砝碼盤，接通電源后，再放開(kāi)小車，打出一條紙帶，由紙帶求出小車的加速度；
D．改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟C，求得小車在不同合力作用下的加速度．

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)過(guò)程，回答以下問(wèn)題：
（1）在該實(shí)驗(yàn)中必須采用控制變量法，應(yīng)保持小車質(zhì)量不變，用細(xì)線的拉力作為小車受到的合外力，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)小車的加速度．
（2）對(duì)于上述實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是C．
A．小車的加速度與砝碼盤的加速度大小相等
B．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中砝碼盤處于超重狀態(tài)
C．與小車相連的輕繩與長(zhǎng)木板一定要平行
D．彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)應(yīng)為砝碼和砝碼盤總重力的一半
E．砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
（3）由本實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)作出小車的加速度a與彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F的關(guān)系圖象，與本實(shí)驗(yàn)相符合的是A．

分析 （1）探究加速度與物體受力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)要控制物體質(zhì)量不變；平衡摩擦力后小車受到的合力等于細(xì)線的拉力．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，可知小車的加速度與砝碼盤的加速度不等，但彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為小車所受合外力，砝碼加速度向下，處于失重狀態(tài)，不需要砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量的條件；
（3）數(shù)據(jù)作出小車的加速度a與彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F的關(guān)系圖象，應(yīng)該是過(guò)原點(diǎn)的一條傾斜直線．

解答 解：（1）探究加速度與物體受力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)必須采用控制變量法，應(yīng)保持小車質(zhì)量不；由圖示實(shí)驗(yàn)裝置可知，已經(jīng)平衡摩擦力，用細(xì)線的拉力作為小車受到的合外力，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)小車的加速度．
（2）A、由圖可知，小車的加速度是砝碼盤的加速度大小的2倍，故A錯(cuò)誤；
B、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，砝碼向下加速運(yùn)動(dòng)，加速度方向向下，處于失重狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；
C、與小車相連的輕繩與長(zhǎng)木板一定要平行，故C正確；
D、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，砝碼向下加速運(yùn)動(dòng)，處于失重狀態(tài)，故彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)小于砝碼和砝碼盤總重力的一半，故D錯(cuò)誤；
E、由于不是砝碼的重力，即為小車的拉力，故不需要砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量的條件，故E錯(cuò)誤；
故選：C；
（3）由題意可知，小車的加速度a與彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F的關(guān)系應(yīng)該是成正比，即為過(guò)原點(diǎn)的一條傾斜直線，故選：A．
故答案為：（1）小車質(zhì)量，細(xì)線的拉力；（2）C；（3）A．

點(diǎn)評(píng) 解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)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(wèn)題的能力；
掌握求加速度的方法，注意單位的統(tǒng)一，同時(shí)理解由圖象來(lái)尋找加速度與合力的關(guān)系．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)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(huà)出a-F圖象，圖象是一條過(guò)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(lái)源： 題型：選擇題

2．在行車過(guò)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(guò)程中必須系安全帶．假設(shè)某次急剎過(guò)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(guò)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(lái)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(wú)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(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出a-F圖象如圖乙所示，圖線不過(guò)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(lái)源： 題型：計(jì)算題

6．如圖1所示，質(zhì)量為M=2kg的長(zhǎng)木板，靜止放置在粗糙水平地面上，木板上F、G為木板的兩個(gè)三等分點(diǎn)．F、G之間貼有上表面光滑的膠紙（厚度不計(jì)）．有一個(gè)質(zhì)量為m=3kg、可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊，以某一水平初速度v0從左端沖上木板物塊在木板上滑動(dòng)，當(dāng)物塊剛好滑上膠紙時(shí)，物塊和木板恰好達(dá)到共同速度．物塊和木板在達(dá)到共同速度前的v-t圖象如圖2所示．根據(jù)圖象，求：

（1）求木板的長(zhǎng)度．
（2）求物體與木板間的摩擦因數(shù)和地面與木板間的摩擦因數(shù)．
（3）此后物塊和木板繼續(xù)滑動(dòng)，直到兩物體都停止．問(wèn)此時(shí)物體所停處距木板右端的距離？
（4）整個(gè)過(guò)程中木板的位移是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

16．如圖所示，在水平地面上有一小車，小車內(nèi)質(zhì)量為m=10kg的物塊A拴在一水平被壓縮的彈簧的一端，彈簧的另一端固定在小車上，當(dāng)它們都處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，彈簧對(duì)物塊的彈力為6N，當(dāng)小車以a=1m/s2的加速度向右做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)（　�。�
A．物塊A相對(duì)小車滑動(dòng)B．物塊A受到的摩擦力方向不變
C．物塊A受到的摩擦力減少D．物塊A受到的彈力增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

3．光滑斜面傾角θ=30°，一個(gè)物體受平行于斜面的力F作用從O點(diǎn)由靜止出發(fā)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t到達(dá)A點(diǎn)時(shí)撤去F，又經(jīng)過(guò)時(shí)間t物體回到了出發(fā)點(diǎn)O．則外力F與重力G的比值為（　�。�
A．1：2B．2：3C．1：3D．3：4

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科目：高中物理 來(lái)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(guò)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(guò)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(huà)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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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

1．如圖所示，物體在方格紙上沿曲線軌跡的箭頭方向運(yùn)動(dòng)，方格紙邊長(zhǎng)為1m，AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲線軌跡運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間分別是：1s、2s、3s、4s．下列說(shuō)法不正 確的是（　�。�
A．物體在 AB 段的平均速度大小為 1m/s
B．物體在 ABC 段的平均速度大小為$\frac{\sqrt{5}}{2}$m/s
C．AB 段的平均速度比 ABC 段的平均速度更能反映物體處于 A 點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度
D．物體在 B 點(diǎn)的速度等于 AC 段的平均速度

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