PAGEPAGE10試驗(yàn)：驗(yàn)證牛頓其次定律小題狂練⑩小題是基礎(chǔ)練小題提分快1.[2024·寧夏長(zhǎng)慶高級(jí)中學(xué)檢測(cè)]在“驗(yàn)證牛頓其次定律”的試驗(yàn)中，采納如圖所示的試驗(yàn)裝置，小車(chē)及車(chē)中砝碼的質(zhì)量用M表示，砂和砂桶的質(zhì)量用m表示，小車(chē)的加速度可由小車(chē)后拖動(dòng)的紙帶計(jì)算出．(1)試驗(yàn)中，為了使細(xì)線對(duì)小車(chē)的拉力大小等于小車(chē)所受的合外力，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)還須要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是________．A．將長(zhǎng)木板水平放置，讓小車(chē)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．變更砂桶中砂子的多少，使小車(chē)在砂和砂桶的牽引下運(yùn)動(dòng)，從打出的紙帶推斷小車(chē)是否做勻速運(yùn)動(dòng)B．將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，讓小?chē)連著已經(jīng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，輕推小車(chē)，從打出的紙帶推斷小車(chē)是否做勻速運(yùn)動(dòng)C．將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋啡ゼ垘б约吧昂蜕巴?，輕推小車(chē)，視察推斷小車(chē)是否做勻速運(yùn)動(dòng)(2)試驗(yàn)中要進(jìn)行質(zhì)量m和M的選取，以下最合理的一組是________．A．M＝200g，m＝10g、15g、20g、25g、30g、35g、40gB．M＝200g，m＝20g、40g、60g、80g、100g、120gC．M＝400g，m＝10g、15g、20g、25g、30g、35g、40gD．M＝400g，m＝20g、40g、60g、80g、100g、120g(3)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器運(yùn)用的溝通電頻率為50Hz，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，利用圖給數(shù)據(jù)可求出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度a＝________m/s2.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)答案：(1)B(2)C(3)1.58解析：(1)為了使細(xì)線對(duì)小車(chē)的拉力大小等于小車(chē)所受的合外力，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)還須要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋屝≤?chē)連著已經(jīng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，輕推小車(chē)，從打出的紙帶推斷小車(chē)是否做勻速運(yùn)動(dòng)，即平衡摩擦力，B正確．(2)當(dāng)m遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于M時(shí)，即當(dāng)砂和砂桶總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量，細(xì)線的拉力大小近似等于砂和砂桶的總重力．因此最合理的一組是C.(3)相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，兩相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為T(mén)＝0.1s，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論Δx＝aT2，得xDE－xAB＝3a1T2、xEF－xBC＝3a2T2，xCD－xOA＝3a3T2，則加速度應(yīng)為a＝eq\f(a1＋a2＋a3,3)＝eq\f(0.1071＋0.0910＋0.0757－0.0595＋0.0440＋0.0280,9×0.01)m/s2＝1.58m/s2.2．[2024·陜西省西安市長(zhǎng)安一中模擬]如圖所示是某同學(xué)探究加速度與力的關(guān)系的試驗(yàn)裝置．他在氣墊導(dǎo)軌上安裝了一個(gè)光電門(mén)B，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過(guò)氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放．已知遮光條的寬度d＝2.25mm.(1)下列不必要的一項(xiàng)試驗(yàn)要求是________．(請(qǐng)?zhí)顚?xiě)選項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母)A．應(yīng)使A位置與光電門(mén)間的距離適當(dāng)大些B．應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)整水平C．應(yīng)使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行D．應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量(2)試驗(yàn)時(shí)，將滑塊從A位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)B的時(shí)間t，若要得到滑塊的加速度，還須要測(cè)量的物理量是__________________________．(寫(xiě)出物理量名稱及表示符號(hào))(3)變更鉤碼質(zhì)量，測(cè)出對(duì)應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t，通過(guò)描點(diǎn)作出線性圖象，探討滑塊的加速度與力的關(guān)系，處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出______圖象．答案：(1)D(2)A位置到光電門(mén)的距離L(3)F－eq\f(1,t2)解析：(1)應(yīng)使A位置與光電門(mén)間的距離適當(dāng)大些，有利于減小誤差，故A是必要的；應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)整水平，使拉力等于合力，故B是必要的；要保持細(xì)線方向與氣墊導(dǎo)軌平行，故C是必要的；拉力是干脆通過(guò)力傳感器測(cè)量的，故與滑塊質(zhì)量和鉤碼質(zhì)量大小關(guān)系無(wú)關(guān)，故D是不必要的；(2)依據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移速度公式得v2＝2aL，又因?yàn)関＝eq\f(d,t)，解得a＝eq\f(d2,2Lt2)，故要測(cè)加速度還須要測(cè)出A位置到光電門(mén)的距離L；(3)依據(jù)牛頓其次定律得：a＝eq\f(F,M)，解得：F＝eq\f(Md2,2L)·eq\f(1,t2)，所以處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出F－eq\f(1,t2)的圖象．3．[2024·重慶市重慶一中考試]某試驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如圖甲所示試驗(yàn)裝置“探究加速度與力的關(guān)系”．已知小車(chē)的質(zhì)量M，砝碼盤(pán)的質(zhì)量m0，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器運(yùn)用的溝通電頻率f＝50Hz.(1)探究方案的試驗(yàn)步驟A．按圖甲安裝好試驗(yàn)裝置；B．調(diào)整長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車(chē)后，使小車(chē)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(pán)，記錄砝碼盤(pán)中砝碼的質(zhì)量m；D．將小車(chē)緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，接通電源后放開(kāi)小車(chē)，得到一條點(diǎn)跡清楚的紙帶，由紙帶求得小車(chē)的加速度a；E．重新掛上細(xì)繩和砝碼盤(pán)，變更砝碼盤(pán)中砝碼的質(zhì)量m，重復(fù)多次步驟B～D，得到多組m、a.(2)記錄數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)分析①試驗(yàn)中打出的其中一條紙帶如圖乙所示，由該紙帶可求得小車(chē)的加速度a＝________m/s2.②試驗(yàn)小組認(rèn)為小車(chē)受到的合外力F＝mg，依據(jù)記錄數(shù)據(jù)和紙帶，將計(jì)算得到的合外力和加速度填入設(shè)計(jì)的表中(表略)．③建立a－F坐標(biāo)系，利用②中得到的表中數(shù)據(jù)描點(diǎn)得到如圖丙所示的圖線．依據(jù)圖線，“小車(chē)加速度a與外力F成正比”的結(jié)論是________(選填“成立”或“不成立”)的；已知圖線延長(zhǎng)線與橫軸的交點(diǎn)A的坐標(biāo)是(－0.08N,0)，由此可知，砝碼盤(pán)的質(zhì)量m0＝________kg.(已知數(shù)據(jù)測(cè)量是精確的，重力加速度g取10m/s2)(3)方案評(píng)估：若認(rèn)為小車(chē)受到的合外力等于砝碼盤(pán)和砝碼的總重力，即F＝(m0＋m)g，試驗(yàn)中隨著F的增大，不再滿意砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量要求，試驗(yàn)圖應(yīng)為_(kāi)_______．(填正確答案標(biāo)號(hào))答案：(2)①0.88③不成立0.008(3)A解析：(2)①依據(jù)Δx＝aT2，運(yùn)用逐差法得a＝eq\f(7.75＋8.64－6.00－6.87×10－2,4×0.01)m/s2＝0.88m/s2；③由題圖丙可知，圖象是不過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，a與F不成正比；由圖象可知，當(dāng)F＝0時(shí)，小車(chē)有加速度，這說(shuō)明在計(jì)算小車(chē)所受的合外力時(shí)未計(jì)入砝碼盤(pán)的重力，由圖線延長(zhǎng)線與橫軸的交點(diǎn)可求出的物理量是砝碼盤(pán)的重力大小，砝碼盤(pán)的重力大小為0.08N，則砝碼盤(pán)的質(zhì)量m0＝0.008kg；(3)當(dāng)小車(chē)勻速下滑時(shí)有：Mgsinθ＝f＋(m＋m0)g，當(dāng)取下細(xì)繩和砝碼盤(pán)后，由于重力沿斜面對(duì)下的分力Mgsinθ和摩擦力f不變，因此其合外力為(m＋m0)g，由此可知該試驗(yàn)中不須要砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量，故a－F圖線是過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，A正確．4．[2024·河北省衡水中學(xué)一調(diào)]為了探究質(zhì)量肯定時(shí)加速度與力的關(guān)系，一同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的試驗(yàn)裝置．其中帶滑輪的小車(chē)的質(zhì)量為M，砂和砂桶的質(zhì)量為m.(滑輪質(zhì)量不計(jì))(1)試驗(yàn)時(shí)，肯定要進(jìn)行的操作是________．A．用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量B．將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高，以平衡摩擦力C．小車(chē)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車(chē)，打出一條紙帶，同時(shí)記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)D．變更砂和砂桶的質(zhì)量，打出幾條紙帶E．為減小誤差，試驗(yàn)中肯定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量M(2)該同學(xué)在試驗(yàn)中得到如圖乙所示的一條紙帶(兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn))，測(cè)得：x1＝1.40cm，x2＝1.90cm，x3＝2.38cm，x4＝2.88cm，x5＝3.39cm，x6＝3.87cm.那么打下3點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度的大小是________m/s，小車(chē)加速度的大小是________m/s2.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采納的是頻率為50Hz的溝通電(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．(3)以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)，作出的a－F圖象是一條直線，如圖丙所示，圖線與橫軸的夾角為θ，求得圖線的斜率為k，則小車(chē)的質(zhì)量為_(kāi)_______．A．2tanθB.eq\f(1,tanθ)C．kD.eq\f(2,k)答案：(1)BCD(2)0.260.50(3)D解析：(1)本試驗(yàn)中拉力可以由彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出，不須要用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量，也就不須要使砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量，A、E錯(cuò)誤；彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出拉力，從而得到小車(chē)受到的合外力，故須要將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高，以平衡摩擦力，B正確；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器運(yùn)用時(shí)，先接通電源，再釋放小車(chē)，該試驗(yàn)探究質(zhì)量肯定時(shí)加速度與力的關(guān)系，要記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，C正確；變更砂和砂桶質(zhì)量，即變更拉力的大小，打出幾條紙帶，探討加速度隨力的變更關(guān)系，D正確．(2)兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)，則相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝0.02×5s＝0.1s；打下3點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度的大小v＝eq\f(x3＋x4,2T)＝eq\f(2.38＋2.88×10－2,2×0.1)m/s≈0.26m/s；由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論可知，小車(chē)加速度的大小a＝eq\f(x4＋x5＋x6－x1＋x2＋x3,9T2)，代入數(shù)據(jù)可解得a＝0.50m/s2.(3)以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)，故k＝eq\f(a,F)，由牛頓其次定律F合＝Ma得，小車(chē)的質(zhì)量為M＝eq\f(F合,a)＝eq\f(2F,a)＝eq\f(2,k)，故選D.5．[2024·湖北省宜昌市部分中學(xué)聯(lián)考]某同學(xué)做“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的試驗(yàn)．如圖甲所示是該試驗(yàn)的裝置，他將光電門(mén)固定在水平軌道上的B點(diǎn)，用不同重物通過(guò)細(xì)線拉同一小車(chē)，每次小車(chē)都從同一位置A由靜止釋放．(1)試驗(yàn)中可近似認(rèn)為細(xì)線對(duì)小車(chē)的拉力與重物重力大小相等，則重物的質(zhì)量m與小車(chē)的質(zhì)量M間應(yīng)滿意的關(guān)系為_(kāi)_______．(2)若用游標(biāo)卡尺測(cè)出遮光條的寬度d如圖乙所示，則d＝________cm；試驗(yàn)時(shí)將小車(chē)從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間Δt，就可以計(jì)算出小車(chē)經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度v.(3)測(cè)出多組重物的質(zhì)量m和對(duì)應(yīng)遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間Δt，并算出相應(yīng)的小車(chē)經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度v，通過(guò)描點(diǎn)作出v2－m線性圖象(如圖丙所示)，從圖線得到的結(jié)論是：在小車(chē)質(zhì)量肯定時(shí)，______________________.假如小車(chē)的質(zhì)量M＝5kg，圖象的斜率k＝1m2·s－2·kg－1，則A、B間的距離s＝________m．(g取10m/s2(4)另一試驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖(a)所示的試驗(yàn)裝置，通過(guò)變更重物的質(zhì)量，利用計(jì)算機(jī)可得滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象．他們?cè)谲壍浪胶蛢A斜的兩種狀況下分別做了試驗(yàn)，得到了兩條a－F圖線，如圖(b)所示．滑塊和位移傳感器放射部分的總質(zhì)量m′＝________kg；滑塊和軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________.(重力加速度g取10m/s2，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)答案：(1)m?M(2)1.050(3)加速度與合外力成正比0.25(4)0.50.2解析：(1)該試驗(yàn)的探討對(duì)象是小車(chē)，采納限制變量法探討．當(dāng)質(zhì)量肯定時(shí)，探討小車(chē)的加速度和小車(chē)所受合力的關(guān)系．為消退摩擦力對(duì)試驗(yàn)的影響，可以把木板的右端適當(dāng)墊高，以使小車(chē)的重力沿斜面的分力和摩擦力相抵消，那么小車(chē)所受的合力就是細(xì)線的拉力．依據(jù)牛頓其次定律：對(duì)重物，mg－F＝ma，對(duì)小車(chē)，F(xiàn)＝Ma，解得F＝eq\f(mMg,M＋m)＝eq\f(mg,1＋\f(m,M))，當(dāng)m遠(yuǎn)小于M，即當(dāng)重物重力遠(yuǎn)小于小車(chē)的重力時(shí)，細(xì)線的拉力近似等于重物的總重力．(2)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為10mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為0.05×10mm＝0.50mm，所以最終讀數(shù)為：10mm＋0.50mm＝10.50mm＝1.050cm；數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間，由位移公式計(jì)算出小車(chē)通過(guò)光電門(mén)的平均速度，用該平均速度代替小車(chē)的瞬時(shí)速度，故在遮光條經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)小車(chē)的瞬間速度為：v＝eq\f(d,Δt).(3)由題意可知，該試驗(yàn)中保持小車(chē)質(zhì)量M不變，因此有：v2＝2as＝eq\f(2sg,M)m，由題意可知，M、s不變，因v2－m圖象為過(guò)原點(diǎn)的直線，則說(shuō)明加速度與合外力成正比．假如小車(chē)的質(zhì)量M＝5kg，圖象的斜率k＝1m2·s－2·kg－1，則eq\f(2sg,M)＝1m2·s－2·kg－1，解得A、B間的距離s＝0.25m．(4)當(dāng)軌道水平常，依據(jù)牛頓其次定律得：a＝eq\f(F－μm′g,m′)＝eq\f(F,m′)－μg，可知圖線的斜率k′＝eq\f(1,m′)＝2kg－1，解得：m′＝0.5kg，縱軸截距的肯定值μg＝2m·s－2，解得：μ＝0.2.6．[2024·重慶調(diào)研]某組同學(xué)安排用如圖甲所示的試驗(yàn)裝置，探究加速度a與合外力F及小車(chē)質(zhì)量M之間的關(guān)系．(1)為了平衡小車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力，必需使木板傾斜恰當(dāng)?shù)慕嵌圈龋粜≤?chē)和木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則tanθ________μ(選填“>”、“<”或“＝”)．(2)試驗(yàn)得到如圖乙所示的紙帶．O點(diǎn)為小車(chē)運(yùn)動(dòng)起始時(shí)刻所打的點(diǎn)，選取時(shí)間間隔為0.1s的相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)記為A、B、C、D、E、F、G，小車(chē)的加速度大小為_(kāi)_______m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．(3)在處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，用m表示砝碼和托盤(pán)的總質(zhì)量，用M表示小車(chē)的質(zhì)量，用g表示當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋粲胢、M和g表示小車(chē)的加速度，則測(cè)量值為_(kāi)_______，理論值為_(kāi)_______．答案：(1)＝(2)0.99(3)eq\f(mg,M)eq\f(mg,m＋M)解析：(1)當(dāng)平衡摩擦力后，由力的平衡條件可知mgsinθ＝μmgcosθ，則μ＝tanθ.(2)對(duì)打出的紙帶由A到G的過(guò)程中，xDG－xAD＝9aT2，T＝0.1s，代入數(shù)據(jù)解得a＝0.99m/s2.(3)在探究加速度與合外力及小車(chē)質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，小車(chē)加速度的測(cè)量值為a＝eq\f(mg,M)，而其實(shí)際值應(yīng)為a＝eq\f(mg,M＋m).課時(shí)測(cè)評(píng)⑩綜合提實(shí)力課時(shí)練贏高分1.探討性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲探究小車(chē)質(zhì)量不變時(shí)其加速度與力的關(guān)系，該小組在試驗(yàn)室設(shè)計(jì)了一套如圖甲所示的裝置，圖中A為小車(chē)，B為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，C為力傳感器(測(cè)繩子的拉力)，P為小桶(內(nèi)有砂子)，M是一端帶有定滑輪的水平放置的足夠長(zhǎng)的木板．不計(jì)繩子與滑輪間的摩擦．圖甲圖乙(1)要順當(dāng)完成該試驗(yàn)，除圖中試驗(yàn)儀器和低壓溝通電源(含導(dǎo)線)外，還須要的試驗(yàn)儀器是________(填“刻度尺”、“天平”或“秒表”)．(2)平衡摩擦力后再按上述方案做試驗(yàn)，是否要求小桶和砂子的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量？________(填“是”或“否”)．(3)已知溝通電源的頻率為50Hz，某次試驗(yàn)得到的紙帶如圖乙所示，圖中相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，由該紙帶可求得小車(chē)的加速度a＝________m/s2.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)答案：(1)刻度尺(2)否(3)0.90解析：(2)因?yàn)榱鞲衅骺蓽y(cè)得小車(chē)受到的拉力，故不須要再保證明驗(yàn)中小桶和砂子的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量的條件；(3)依據(jù)逐差法可求得結(jié)果．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)系時(shí)，采納如圖所示的試驗(yàn)裝置．小車(chē)及車(chē)中砝碼的總質(zhì)量用M表示，盤(pán)及盤(pán)中砝碼的總質(zhì)量用m表示．(1)當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿意________時(shí)，才可以認(rèn)為繩子對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)和砝碼的總重力．(2)某一組同學(xué)先保持盤(pán)及盤(pán)中砝碼的總質(zhì)量m肯定來(lái)做試驗(yàn)，其詳細(xì)操作步驟如下，以下做法正確的是()A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤(pán)及盤(pán)中砝碼用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車(chē)上B．每次變更小車(chē)的質(zhì)量時(shí)，不須要重新平衡摩擦力C．試驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車(chē)，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源D．用天平測(cè)出m以及小車(chē)和車(chē)中砝碼的總質(zhì)量M，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度可干脆用公式a＝eq\f(mg,M)求出(3)另兩組同學(xué)保持小車(chē)及車(chē)中砝碼的總質(zhì)量M肯定，探究加速度a與所受外力F的關(guān)系，由于他們操作不當(dāng)，這兩組同學(xué)得到的a－F關(guān)系圖象分別如圖甲和圖乙所示，其緣由分別是：圖甲：_______________________________________；圖乙：_______________________________________.答案：(1)m?M(2)B(3)不滿意m?M沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)傾角過(guò)小解析：(1)在試驗(yàn)中，整體的加速度a＝eq\f(mg,m＋M)，只有當(dāng)m?M時(shí)，小車(chē)所受的拉力才可以認(rèn)為等于盤(pán)和砝碼的總重力．(2)平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將繩從小車(chē)上拿去，輕輕推動(dòng)小車(chē)，使小車(chē)沿木板運(yùn)動(dòng)，通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出來(lái)的紙帶推斷小車(chē)是否勻速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；每次變更小車(chē)的質(zhì)量時(shí)，小車(chē)的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不須要重新平衡摩擦力，故B正確；試驗(yàn)時(shí)，若先放開(kāi)小車(chē)，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，由于小車(chē)運(yùn)動(dòng)較快，可能會(huì)使打出來(lái)的點(diǎn)很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，故C錯(cuò)誤；用天平測(cè)出m以及M，干脆用公式a＝eq\f(mg,M)求出，這是在干脆運(yùn)用牛頓其次定律進(jìn)行計(jì)算，我們應(yīng)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出來(lái)的紙帶計(jì)算加速度，故D錯(cuò)誤．(3)圖甲中a－F圖象發(fā)生彎曲，這是由于沒(méi)有保證小車(chē)及車(chē)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．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(chē)的加速度還為0，說(shuō)明該組同學(xué)試驗(yàn)操作中遺漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)傾角過(guò)小．3．學(xué)習(xí)了傳感器之后，在“探討小車(chē)加速度與所受合外力的關(guān)系”試驗(yàn)中，甲、乙兩試驗(yàn)小組引進(jìn)“位移傳感器”、“力傳感器”，分別用如圖(a)、(b)所示的試驗(yàn)裝置做試驗(yàn)，重物通過(guò)細(xì)線跨過(guò)滑輪拉相同質(zhì)量的小車(chē)，位移傳感器B隨小車(chē)一起沿水平軌道運(yùn)動(dòng)，位移傳感器A固定在軌道一端．在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中位移傳感器B發(fā)出信號(hào)，位移傳感器A接收信號(hào)且顯示小車(chē)運(yùn)動(dòng)的位移．甲組試驗(yàn)中把重物的重力作為拉力F，乙組干脆用力傳感器測(cè)得拉力F，變更重物的重力重復(fù)試驗(yàn)多次，記錄多組數(shù)據(jù)，并畫(huà)出a－F圖象．(1)甲組試驗(yàn)把重物的重力作為拉力F的條件是_________________________________________________．(2)圖(c)中符合甲組同學(xué)作出的試驗(yàn)圖象的是________；符合乙組同學(xué)作出的試驗(yàn)圖象的是________．答案：(1)小車(chē)的質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物的質(zhì)量(2)②①解析：(1)甲組試驗(yàn)把重物的重力作為拉力F的條件是小車(chē)的質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物的質(zhì)量．(2)由于甲組試驗(yàn)把重物的重力作為拉力F，當(dāng)重物的質(zhì)量增大到肯定數(shù)值后圖線將偏離直線，向下彎曲，所以圖(c)中符合甲組同學(xué)作出的試驗(yàn)圖象的是②；符合乙組同學(xué)作出的試驗(yàn)圖象的是①.4．某試驗(yàn)小組利用如圖甲所示的氣墊導(dǎo)軌試驗(yàn)裝置來(lái)探究合力肯定時(shí)物體的加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系．甲乙(1)做試驗(yàn)時(shí)，將滑塊從圖甲所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器(圖中未畫(huà)出)可讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)1、2的時(shí)間分別為Δt1、Δt2；用刻度尺測(cè)得兩個(gè)光電門(mén)中心之間的距離x，用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條寬度d.則滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)1時(shí)的速度表達(dá)式v1＝________；滑塊加速度的表達(dá)式a＝________(以上表達(dá)式均用已知字母表示)．如圖乙所示，若用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度，其讀數(shù)為_(kāi)_______mm.(2)為了保持滑塊所受的合力不變，可變更滑塊質(zhì)量M和氣墊導(dǎo)軌右端高度h(見(jiàn)圖甲)．關(guān)于“變更滑塊質(zhì)量M和氣墊導(dǎo)軌右端的高度h\”的正確操作方法是_________________．(填選項(xiàng)字母)A．M增大時(shí)，h增大，以保持二者乘積增大B．M增大時(shí)，h減小，以保持二者乘積不變C．M減小時(shí)，h增大，以保持二者乘積不變D．M減小時(shí)，h減小，以保持二者乘積減小答案：(1)eq\f(d,Δt1)eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt2)))2－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt1)))2,2x)8.15(2)BC解析：(1)滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)1時(shí)的速度表達(dá)式v1＝eq\f(d,Δt1)，經(jīng)過(guò)光電門(mén)2時(shí)的速度v2＝eq\f(d,Δt2)，a＝eq\f(v\o\al(2,2)－v\o\al(2,1),2x)＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt2)))2－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt1)))2,2x)，游標(biāo)卡尺的讀數(shù)由主尺和游標(biāo)尺兩部分組成，讀數(shù)為8.15mm.(2)氣墊導(dǎo)軌上滑塊沿導(dǎo)軌下滑，重力沿導(dǎo)軌方向的分力Mgsinθ等于合力，而Mgsinθ＝eq\f(Mgh,L)，為了保持滑塊所受的合力不變，可變更滑塊質(zhì)量M和氣墊導(dǎo)軌右端高度h，M增大時(shí)，h減小，以保持二者乘積不變；M減小時(shí)，h增大，以保持二者乘積不變．選項(xiàng)B、C正確．5．在“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”的試驗(yàn)中．(1)備有器材：A.帶有定滑輪的長(zhǎng)木板；B.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓溝通電源、紙帶；C.細(xì)繩、小車(chē)、砝碼；D.裝有細(xì)砂的砂桶；E.墊片；F.毫米刻度尺．還缺少的一件器材是________．(2)試驗(yàn)得到如圖(a)所示的一條紙帶，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T(mén)；B、C間距s2和D、E間距s4已測(cè)出，利用這兩段間距計(jì)算小車(chē)加速度a的表達(dá)式為a＝________.(3)同學(xué)甲依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出如圖(b)所示a—eq\f(1,m)圖線，從圖線可得砂和砂桶的總質(zhì)量為_(kāi)_______________kg.(g取10m/s2)(4)同學(xué)乙依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出了圖(c)所示圖線，從圖線可知同學(xué)乙操作過(guò)程中可能_______________________．答案：(1)天平(2)eq\f(s4－s2,2T2)(3)0.020(0.018～0.022均正確)(4)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足解析：(1)本題須要用天平測(cè)量小車(chē)的質(zhì)量，所以還缺少的器材是天平．(2)依據(jù)逐差法得s4－s2＝2aT2，解得a＝eq\f(s4－s2,2T2).(3)依據(jù)牛頓其次定律可知，a＝eq\f(F,m)，則F即為a－eq\f(1,m)圖象的斜率，所以砂和砂桶的總重力m′g＝F＝eq\f(2.4,12)N＝0.20N，解得m′＝0.020kg.(4)由題圖(c)可知，圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，當(dāng)F為某一大于零的值時(shí)，加速度為零，可知未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．6．[2024·山東棗莊模擬](1)某位同學(xué)用圖1所示試驗(yàn)裝置做驗(yàn)證牛頓其次定律試驗(yàn)，試驗(yàn)前必需進(jìn)行的操作步驟是__________________．(2)正確操作后通過(guò)測(cè)量，作出a—F圖線，如圖2中的實(shí)線所示，則圖線上部彎曲的緣由是___________________________________________________________________________________________.(3)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器運(yùn)用的溝通電頻率f＝50Hz，如圖3是某同學(xué)在正確操作下獲得的一條紙帶，其中A、B、C、D、E每相鄰兩點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出，寫(xiě)出用s1、s2、s3、s4以及f來(lái)表示小車(chē)加速度的計(jì)算式：a＝________；依據(jù)紙帶所供應(yīng)的數(shù)據(jù)，計(jì)算可得小車(chē)的加速度大小為_(kāi)_______m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．答案：(1)平衡摩擦力(2)沒(méi)有滿意小車(chē)質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的總質(zhì)量(3)eq\f(s3＋s4－s1＋s2,100)f20.60解析：(1)小車(chē)質(zhì)量M肯定時(shí)，其加速度a與合力F成正比，而小車(chē)與木板之間若存在摩擦力，就不能用繩子的拉力代替合力，所以在做試驗(yàn)前必須要先平衡摩擦力．(2)隨著合力F的增大，砂和砂桶的總質(zhì)量越來(lái)越大，最終出現(xiàn)了不滿意砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量的狀況，因此a－F圖線出現(xiàn)了上部彎曲的現(xiàn)象．(3)由題意可知，兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T(mén)＝eq\f(1,f)×5＝0.1s，由逐差法可得a＝eq\f(s3＋s4－s1＋s2,4T2)＝eq\f(s3＋s4－s1＋s2,100)f2，代入數(shù)據(jù)解得a＝0.60m/s2.7．[2024·廣西適應(yīng)性測(cè)試]要測(cè)量?jī)蓚€(gè)質(zhì)量不等的沙袋的質(zhì)量，由于沒(méi)有干脆的測(cè)量工具，某試驗(yàn)小組選用下列器材：輕質(zhì)定滑輪(質(zhì)量和摩擦可忽視)、砝碼一套(總質(zhì)量m＝0.2kg)、細(xì)線、刻度尺、秒表．他們依據(jù)已學(xué)過(guò)的物理學(xué)學(xué)問(wèn)，選擇合適的變量得到線性關(guān)系，作出圖線并依據(jù)圖線的斜率和截距求出沙袋的質(zhì)量．請(qǐng)完成下列步驟：(1)試驗(yàn)裝置如圖所示，設(shè)右邊沙袋A的質(zhì)量為mA，左邊沙袋B的質(zhì)量為mB.(2)取出質(zhì)量為mi的砝碼放在沙袋A中，剩余砝碼都放在左邊沙袋B中，發(fā)覺(jué)A下降，B上升(左右兩側(cè)砝碼的總質(zhì)量始終不變)．(3)用刻度尺測(cè)出沙袋A起先時(shí)離桌面的距離h，用秒表測(cè)出A從起先位置下降到桌面所用的時(shí)間t，則可知A的加速度大小a＝________.(4)變更mi，測(cè)量相應(yīng)的加速度a，得到多組mi及a的數(shù)據(jù)，作________(選填“a－mi”或“a－eq\f(1,mi)”)圖線．(5)若求得圖線的斜率k＝2.0m/(kg·s2)，縱軸上的截距b＝0.4m/s2，則沙袋的質(zhì)量mA＝__________kg，mB＝__________kg.(重力加速度g取10m/s2)答案：(3)eq\f(2h,t2)(4)a－mi(5)5.24.6解析：(3)由初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間關(guān)系：h＝eq\f(1,2)at2，得a＝eq\f(2h,t2).(4)用圖象法處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，主要是應(yīng)用兩變量之間的線性關(guān)系，設(shè)細(xì)線張力為T(mén)，由牛頓