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第10讲
实验探究加速度与力、质量的关系·课后练习
1.在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用表示，盘及盘中砝码的质量用表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出。
（1）当与的大小关系满足
时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力。
（2）某次实验过程中打出的纸带如右图所示，相邻记数点间时间间隔，通过纸带数据可得出小车加速度为
。（小数点后保留两位）
（3）如图（）所示为甲同学根据测量数据作出的图线，说明实验存在的问题是
。
（4）乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的图线如图（）所示，乙丙两图线反映的质量关系为
（填“大于”、“小于”或“等于”）。
答案：(1)M>>m；(2)0.99；(3)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；(4)小于
2.飞飞同学学习了牛顿第二定律之后，想自己通过实验来验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律。他在实验室找到了如下器材：一倾角可以调节的长斜面（可近似认为斜面光滑）.小车.计时器一个.米尺。请填入适当的公式或文字，棒他完善下面的实验步骤：
①让小车子斜面上方一固定的A1从静止开始下滑至斜面底端A2，并用计时器记下小车从A1滑到A2的时间t；
②用米尺测量A1与A2之间的距离L，则小车的加速度________；
③用米尺测量A1相对于A2的高度h。设小车所受重力为，则小车所受合外力______；
④改变_________（填字母），重复上述测量。
⑤以为纵坐标，________（用所测物理量对应字母表达）为横坐标，根据实验数据做图。如能得到一条过原点的直线，则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律。
答案：②，③，④h，⑤。
3.在探究加速度与力、质量的关系活动中，某小组设计了如图所示的实验装置。图中上下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，然后同时停止。
(1)在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使________；在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量________小车的质量(选填“远大于”“远小于”“等于”)。
(2)本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能这样比较，是因为______________________________。
(3)实验中获得数据如下表所示：小车Ⅰ、Ⅱ的质量均为200g。
在第1次实验中小车Ⅰ从A点运动到B点的位移如图所示，请将测量结果填到表中空格处。通过分析，可知表中第________次实验数据存在明显错误，应舍弃。
答案：(1)细线与轨道平行(或水平)，远小于；
(2)两小车从静止开始作匀加速直线运动，且两小车的运动时间相等；
(3)23.36，3.
4.某实验小组应用如图所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，砝码及砝码盘的总质量为m，所使用的打点计时器所接的交流电的频率为50
Hz.实验步骤如下：
A．按图所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；
B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；
C．挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；
D．改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤C，求得小车在不同合力作用下的加速度．
根据以上实验过程，回答以下问题：
(1)对于上述实验，下列说法正确的是________．
A．小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等
B．实验过程中砝码盘处于超重状态
C．与小车相连的轻绳与长木板一定要平行
D．弹簧测力计的读数应为砝码和砝码盘总重力的一半
E．砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量
(2)实验中打出的一条纸带如图所示，由该纸带可求得小车的加速度为________m/s2.(结果保留2位有效数字)
(3)由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象，与本实验相符合的是________．
答案：(1)C;(2)0.16;(3)A
5.在探究物体的加速度与合外力的关系实验中：
甲同学用下图甲装置：保持小车(含车中重物)的质量M不变，细线下端悬挂钩码的总重力mg作为小车受到的合力F，用打点计时器测出小车运动的加速度a。
(1)关于实验操作，下列说法正确的是____________
A．实验前应调节滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行
B．平衡摩擦力时，在细线的下端悬挂钩码，使小车在线的拉力作用下能匀速下滑
C．每次改变小车所受的拉力后都要重新平衡摩擦力
D．实验时应先释放小车，后接通打点计时器电源
(2)图乙为实验中打出纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点时间间隔为T，测出各计数点间的距离x1，x2，x3，x4。该同学用逐差法得到小车加速度的表达式a＝________。
(3)改变细线下端钩码的个数，得到a－F图象如图丙所示，造成图线上端弯曲的主要原因是
A．平衡摩擦力过度
B．平衡摩擦力不够
C．没有满足M>>m的条件
D．描点连线不够准确
乙同学利用测力计测细线拉力，为方便读数设计如下图实验装置：装有定滑轮的长木板固定在水平实验台上，用右端固定一个滑轮的滑块代替小车，钩码和弹簧测力计通过绕在滑轮上的轻绳相连，放开钩码，滑块在长木板上做匀加速直线运动。
(4)读出弹簧测力计的示数F，处理纸带，得到滑块运动的加速度a；改变钩码个数，重复实验。以弹簧测力计的示数F为纵坐标，以加速度a为横坐标，得到的图象是纵轴截距为b，斜率为k的一条倾斜直线，如图所示。已知重力加速度为g，忽略滑轮与绳之间的摩擦。根据以上条件可计算出滑块和木板之间的动摩擦因数μ＝________，滑块和与滑块固定的定滑轮的总质量M=________（要求(4)问中两个空均用b、k、g中的字母表示）。
答案：(1)A?
(2)
(3)C
(4)；2k

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