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1、專題 61 驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)高考命題潛規(guī)則解密 61： 驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)規(guī)則驗(yàn)證：2012 年安徽理綜第21 題、2012年全國(guó)理綜第 23 題、命題規(guī)律：驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)考查實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理，難度中等。命題方向：牛頓第二定律涉及三個(gè)物理量，驗(yàn)證牛頓第二定律需要采用 控制變量法，也就是保持其中的力p或質(zhì)量m）不變，研兗加速度a與質(zhì)量m （或 力F）的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證通常采用一端帶滑輪的木板、小車、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器竽器材。 實(shí)驗(yàn)開始前要先平衡摩擦力，其方法是將裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端木板稍微墊高，使沒 有拉力時(shí)小車能夠勻速運(yùn)動(dòng)；實(shí)驗(yàn)時(shí)一般采用拉小車的砂筒和砂或小盤鉤碼） 的重力代替細(xì)線中拉力，

2、為了減小誤差，要控制拉小車的砂筒和砂或小盤鉤碼） 的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量。分析紙帶，可以采用逐差法和心F求出小車運(yùn)動(dòng)的 加速度，也可以求出打出各點(diǎn)時(shí)的速度，畫出速度圖象求出加速度。處理實(shí)驗(yàn)數(shù) 據(jù)一般采用圖象法。研究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時(shí)，為了使圖象為直線,采 用畫出a-1/m圖線。近年高考和各地模擬命題中出現(xiàn)用拉力傳感器測(cè)量細(xì)線中 拉力，用位移傳感器測(cè)量加速度等，減水了系統(tǒng)誤差?！镜淅治觥康淅?.（10分）（2012年安徽理綜第21題）圖1為“驗(yàn)證牛頓第二定律”的 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。砂和砂桶的總質(zhì)量為m，小車和砝碼的總質(zhì)量為M。實(shí)驗(yàn) 中用砂和砂桶總重力的大小作為細(xì)線對(duì)小車?yán)Φ拇笮?。?）實(shí)驗(yàn)

3、中，為了使細(xì)線對(duì)小車的拉力等于小車所受的合外力，先調(diào)節(jié)長(zhǎng) 木板上滑輪的高度，使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行。接下來(lái)還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是A. 將長(zhǎng)木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，調(diào)節(jié)m的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運(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)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(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，從打出的紙帶判斷小 車是否做勻速運(yùn)動(dòng)。C. 將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，撤去紙帶以及砂和砂桶，輕推小車， 觀察判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)。（2）實(shí)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=

4、20 g,m=10g、15 g、20 g 、25 g、30 g、40 gB. M =200 g, m=20 g、40 g、60 g 、80 g、100 g、120 gC. M =400 g, m=10 g、15 g、20 g 、25 g、30 g、40 gD. M =400 g, m=20 g、40 g、60 g 、80 g、100 g、120 g（3）圖2是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7個(gè) 相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出。量出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之 間的距離分別為 s =4.22 cm s =4.65 cm s =5.08 cm、 =5.49 cm s =5

5、.91ABBCCDDEEFcm、 s =6.34 cm 。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為 50 Hz， ,則小車的加速度 a= FGm/s2 （結(jié)果保留 2 位有效數(shù)字）。VI亍CBEFG/ *+ +【笞案】（1） B（2）C（3）0.42【解析】實(shí)驗(yàn)中，為了使細(xì)線對(duì)小車的拉力等于小車所受的合外力，先調(diào)節(jié)長(zhǎng)木 板上滑輪的高度，使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行。接下來(lái)還需要進(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?，讓小車連著己經(jīng)穿過打點(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/卜車，從打?qū)绲募垘袛嘈≤囀欠褡鰟蛩龠\(yùn)動(dòng)。 選項(xiàng)A正確。實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行質(zhì)量刑和M的選取，要M遠(yuǎn)大于心 最合理的一組 是匚

6、。由T=0.D2sX 5=0.Is, Ax=aTz和逐差法可得小車的力口速度a=0.42m/sZo【考點(diǎn)定位】此題考查驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)。典例2.（2012年全國(guó)理綜第23題）圖1為驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示 意圖。圖中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50Hz的交流電源，打點(diǎn)的時(shí)間間隔用 t表示。 在小車質(zhì)量未知的情況下，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種方法用來(lái)研究“在外力一定的條件 下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”。（1）完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空： 平衡小車所受的阻力：小吊盤中不放物塊，調(diào)整木板右端的高度，用手輕 撥小車，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn)。 按住小車，在小吊盤中放入適當(dāng)質(zhì)量的物塊，在小車中放入砝碼。

7、打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，釋放小車，獲得帶有點(diǎn)跡的紙帶，在紙帶上標(biāo)出小車中 砝碼的質(zhì)量 m。 按住小車，改變小車中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟。 在每條紙帶上清晰的部分，每5個(gè)間隔標(biāo)注一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。測(cè)量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距 s1 ， s2 ，。求出與不同 m 相對(duì)應(yīng)的加速度 a 。 以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標(biāo)，1為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上做出1-m關(guān)系圖線。若aa加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比，則1與m處應(yīng)成關(guān)系（填“線a性”或“非線性”）。（ 2 ）完成下列填空：（i）本實(shí)驗(yàn)中，為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時(shí)，小車所受的拉力近似不變，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)滿足的條件是。（ii）設(shè)紙帶上三個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距為ss

8、2、s3。a可用S、s3 和A t表示為a=。圖 2 為用米尺測(cè)量某一紙帶上的 s1、 s3 的情況，由圖可讀出s1=mm ， s3=mm 。 由 此 求 得 加 速 度 的 大 小a=m/s2。T7圖TTTTJTTTTpTnjTTTTjT.廠()1 /km川屮仃1111|山丁11卬1【”/屮川卩口屮11彳567 S 9(iii)圖3為所得實(shí)驗(yàn)圖線的示意圖。設(shè)圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b，若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為 ，小車的質(zhì)量為【答案】：(0均勻線性(2) (i)遠(yuǎn)小于小車和小車中袪碼的質(zhì)量之和(ii )叟巴 24.147.51.16iii) Vk 詠1CW【解析】：C1)

9、由加速度與小車和袪碼的總質(zhì)量成反比，即aO=V(M-n；可知，1a 與rr處應(yīng)成線性關(guān)系。2)小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)滿足的條件是遠(yuǎn)小 于小車和小車中袪碼的質(zhì)量之和。由于打點(diǎn)的時(shí)間間隔為氐，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為5,由解得 尸型二。根據(jù)刻度尺讀數(shù)規(guī)則，10Asi=36.6nTi-12.5nTi=24.1nTi , sz = 120.0n-n-72.7nTn=47.3nTi =. At=0.02s , 代人 尸葺巴得到滬葺巴九出 小兀 設(shè)小車質(zhì)量為M,由上+心“變換成 1CW10 AZl = lm + lMo對(duì)比實(shí)驗(yàn)圖線圖乳由+丸可得小車受到的拉力為F=Vk,由 y M=b 可得 M=b/k

10、 o【考點(diǎn)定位】考查驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)。典例 3：（2010 山東理綜）某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖3 所示的裝置來(lái)探究加速度與力的 關(guān)系。彈簧秤固定在一合適的木板上，桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆代 替定滑輪，細(xì)繩的兩端分別與彈簧秤的掛鉤和礦泉水瓶連接。在桌面上畫出兩條 平行線MN、PQ,并測(cè)出間距d。開始時(shí)將木板置于MN處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水, 直到木板開始運(yùn)動(dòng)為止，記下彈簧秤的示數(shù)F。，以此表示滑動(dòng)摩擦力的大小。 再將木板放回原處并按住，繼續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧秤的示數(shù) 行。然后釋 放木板，并用秒表記下木板運(yùn)動(dòng)到PQ處的時(shí)間t。木板的加速度可以用d、t表示為a=;為零減小測(cè)量加速度的偶然誤差可

11、以采用的辦法是（一種即可）bcda可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實(shí)驗(yàn)，確定加速度a與彈簧秤示數(shù)F的關(guān)系。下列圖可以比較精確地測(cè)出摩擦力的大小可以獲得更大的加速度以提高實(shí)驗(yàn)精度【解析】0）由于木板從靜止開始做勻卽速直線運(yùn)動(dòng)，由出成說得尸算 由牛頓第二定律可得已廠二門心，解得汗二的-肝，此實(shí)驗(yàn)要求水的質(zhì)量必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)水于木板質(zhì)量，當(dāng)?shù)V泉水瓶中水的質(zhì)量逐漸增大到一定量后，圖象將向下彎 曲，所以能夠表示該同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)杲的圖象是圖63由于水的質(zhì)量可以幾乎連續(xù)變化，所以可以方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，所以選 項(xiàng)匕正確。答案：# 增大d或讓E大于&的前提下盡量小 cb典例4. （2009 江蘇物理1

12、1, 10分）“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 6 甲所示。（1）在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖 6乙所示。 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 。 該 小 車 的 加 速 度 a=m/s2。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）-1辛圖B丙圖白丁2）平衡摩擦力后，將5個(gè)相同的砝碼都放在小車上。掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個(gè)砝碼添加到砝碼盤中，測(cè)量小車的加速度。小車的加速度a與砝碼盤中砝碼的總重力 F 的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：砝碼盤中砝碼總重力 F00000(N).196.3

13、92.588.784.980加速度a（m/s2）01122.69.18.66.18.70請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出 aF 的關(guān)系圖象。（3）根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的 aF 圖線不通過原點(diǎn)，請(qǐng)說明主要原因。4答案=（0 016 2）如右圖6 丁所示。（3）未計(jì)入袪碼盤的重力。解析=由滬卅可得（3.S33.52）X WL=2aTL, T=0.10s,解得 a=0.16 m/sLo 由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作岀的oT圖線可看岀，當(dāng)袪碼盤中袪碼總重力QD時(shí)，小車就具 有抑速度0.2n7s:,其主要原因是確碼盤中沒有放入確碼時(shí)，在確碼盤的重力作 用下拉著小車做卽速運(yùn)動(dòng)。點(diǎn)評(píng)在利用st進(jìn)行相關(guān)計(jì)算時(shí)，若是鄰差，則已 若是隔差,

14、 As=snsn）貝J sm弘=（門-n） 口嚴(yán)。典例 5（2007 年高考海南物理）現(xiàn)要驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度 與它所受的合外力成正比”這一物理規(guī)律。給定的器材如下：一傾角可以調(diào)節(jié)的 長(zhǎng)斜面（如圖）、小車、計(jì)時(shí)器一個(gè)、米尺。（1）填入適當(dāng)?shù)墓交蛭淖郑晟埔韵聦?shí)驗(yàn)步驟（不考慮摩擦力的影響）： 小車自斜面上方一固定點(diǎn)A 從靜止開始下滑至斜面底端A2,記下所用的 時(shí)間 t。 用米尺測(cè)量A與A2之間的距離s,則小車的加速度a。 用米尺測(cè)量A相對(duì)于A2的高度h。設(shè)小車所受重力為mg,則小車所受的合外力F=。 改變,重復(fù)上述測(cè)量。 以h為橫坐標(biāo)，l/t2為縱坐標(biāo)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作用作圖。如

15、能得到一條過原 點(diǎn)的直線,則可以驗(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外力成 正比”這一規(guī)律。（2）在探究如何消除上述實(shí)驗(yàn)中摩擦阻力影響的過程中，某同學(xué)設(shè)計(jì)的方案 是： 調(diào)節(jié)斜面傾角，使小車在斜面上勻速下滑。測(cè)量此時(shí)A】點(diǎn)相對(duì)于斜面底端A2的高度 ho。2o 進(jìn)行（ 1 ）中的各項(xiàng)測(cè)量。 計(jì)算與作圖時(shí)用（hh）代替h。o對(duì)此方案有以下幾種評(píng)論意見：A. 方案正確可行B. 方案的理論依據(jù)正確，但利用所給的器材無(wú)法確定小車在斜面上是否做勻速 運(yùn)動(dòng)。C. 方案的理論依據(jù)有問題，小車所受摩擦力與斜面傾角有關(guān)。其中合理的意見是。5.答案：1 ）寧 M/s斜面傾角或填%的數(shù)值（2） c解析：1

16、）小車在斜面上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由汗+氏二，解得 _ 2s F 小車所受合外力等于小車重力沿斜面的分力，F(xiàn)=mSSin0 , sin B =h/Sj聯(lián)立解 得 F=/Ytgh/s 改變斜面的傾角，或改變斜面一端高度h,可改變小車所受的合外力，以測(cè)定 不同傾甬時(shí)/卜車的加速度。2 ）小車所受滑動(dòng)摩擦力f= 1隨斜面傾角嚴(yán)有關(guān)。選項(xiàng)匚正確?！?012模擬題精選訓(xùn)練】1（. 2012湖北黃岡期末）某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置來(lái)探究加速度與力的關(guān)系。 彈簧秤固定在一合適的木塊上，桌面的右邊緣固定一個(gè)光滑的定滑輪，細(xì) 繩的兩端分別與彈簧秤的掛鉤和礦泉水瓶連接。在桌面上畫出兩條平行線P、Q,并測(cè)

17、出間距d。開始時(shí)將木塊置于P處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到 木塊剛剛開始運(yùn)動(dòng)為止，記下彈簧秤的示數(shù)F。，以此表示滑動(dòng)摩擦力的大 小。再將木塊放回原處并按住，繼續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧秤的示數(shù)F 然后釋放木塊，并用秒表記下木塊從P運(yùn)動(dòng)到Q處的時(shí)間t 木塊的加速度可以用d、t表示為a =。 改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實(shí)驗(yàn)，確定加速度a與彈簧秤示數(shù)F的關(guān)系。下列圖象能表示該同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是第器題（3） L 用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比它的優(yōu)點(diǎn)是。A. 可以改變滑動(dòng)摩擦力的大小B. 可以更方便地獲取更多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)C. 可以更精確地測(cè)出摩擦力的大小D. 可以獲得更大的加速度以提咼實(shí)驗(yàn)精度BCD第駐

18、題匸）圖）.答案：&=耳匚，BC解析：由臼冷解得乎。由牛頓第二定律，F(xiàn)-F0=ma）力1速度盤與彈 簧秤示數(shù)F的關(guān)系圖象正確的是Co用扣水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方 法相比，它的優(yōu)點(diǎn)是可以更方使地獲取更多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以更精確地測(cè)出摩擦 力的大小，選項(xiàng)英正確。2. （5 分）（2012 山東日照期末）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。3.513-68 i 3.831JFSd4理氣璉碼盤（1）在實(shí)驗(yàn)過程中，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）.02s。從比較 清晰的點(diǎn)起，每?jī)蓽y(cè)量點(diǎn)間還有4 個(gè)點(diǎn)未畫出，量出相鄰測(cè)量點(diǎn)之間的距離如圖乙所示，該 小

19、車的加速度大小a=m/s結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)收集的數(shù)據(jù)作出的 aF 圖線如圖丙所示，請(qǐng)寫出一條對(duì)提高本實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的建議：2. 答案:0.16M分）2）實(shí)驗(yàn)前要先平衡摩擦力2分）解析：T=5X 0.02s=0.Iso該小車的力口速度大小a=Ax/Tz=0.16 m/so由根據(jù)實(shí) 驗(yàn)收集的數(shù)據(jù)作出的a-F圖線可知，小車運(yùn)動(dòng)所受摩擦力為0.13N,實(shí)驗(yàn)前要 先平衡摩擦力。3. （9分）（河北省唐山市 2012 屆高三下學(xué)期第一次模擬）某研究小組在“探究加 速度和力、質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，利用氣墊導(dǎo)軌和光電門進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。氣墊導(dǎo)軌可以在 滑塊與導(dǎo)軌之間形成很薄的空氣膜，從而極大地減少摩

20、擦力的影響，滑塊的運(yùn)動(dòng) 可以近似看成無(wú)摩擦運(yùn)動(dòng)。光電門可以準(zhǔn)確地記錄滑塊擋光板通過光電門的時(shí) 間，從而得到滑塊通過光電門的速度，如圖所示。%墊柑輪尸二底腳蝴禪光屯披（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，該小組將托盤和砝碼的重力作為滑塊所受合外力，但實(shí)際上二者只是近似相等，請(qǐng)回答，二者近似相等需要滿足什么條件？滑塊擋光板寬度為d,某次實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)光電門記錄時(shí)間為則滑塊通過光 電門時(shí)的速度大小的表達(dá)式 v=。（3）該小組保持滑塊質(zhì)量恒定,光電門的位置固定,并且始終從同一位置釋放, 不斷改變砝碼的個(gè)數(shù),并通過計(jì)算得到多組滑塊通過光電門的數(shù)據(jù),如下表所示。托盤吐叫總質(zhì)笊（Q102030405CJ60t (m/s)0.500.7

21、10,86LU1.121.231/v (s/m)2.00L411.160.990.K90.81v20.250.500.741.021,251.51為了便于研究合外力與加速度的關(guān)系,該小組用托盤和砝碼的總質(zhì)量代表合外力 作為橫軸,請(qǐng)你選擇合適的物理量代表加速度作為縱軸,并利用表格中數(shù)據(jù)在坐 標(biāo)紙中選擇標(biāo)度描點(diǎn)作圖。通過繪出的圖線可以得到如下結(jié)論：在滑塊質(zhì)量一定 時(shí), 。3.答案：托盤和袪碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量G分）（2） d/A: （2 分）繪出的圖線如圖所示?？鬯俣扰c合外 力成正比2分）的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量?；瑝K通過光電解析:將托盤和猛碼的重力作為滑塊所受 合外力，二者近似相尊需要滿足

22、托盤和袪碼門時(shí)的速度大水的表達(dá)式Eg 滑塊始終從同一位置釋放，做初速度為零的 勻加速直線運(yùn)動(dòng)，v2=2ax,可以選擇v2代表加速度作為縱軸，用托盤和確碼的 總質(zhì)量代表合外力作為橫軸，繪出的圖線是一傾斜直線，可以得到如下結(jié)論：在 滑塊質(zhì)量一定時(shí)，加速度與臺(tái)外力成正比。4（2012 年 3 月河南焦作一模）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)過程中，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。從比較清晰的點(diǎn)起，每?jī)蓽y(cè)量點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，量出相鄰測(cè)量點(diǎn)之間的距離如圖乙所示，該小車的加速度大小a=m/s2 （結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。（2）在不改

23、變滑塊質(zhì)量的情況下，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，其中F為砝碼及砝碼盤的重力大小。若最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力， 不計(jì)滑輪質(zhì)量和細(xì)線與滑輪間的摩擦，已知在某一次實(shí)驗(yàn)中通過打出的紙帶 處理得滑塊的加速度為a，通過天平稱得滑塊質(zhì)量為M,砝碼和砝碼盤質(zhì)量 為m,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,則圖丙中F0的大小為 （用已知物理量的字母表示）（3）根據(jù)圖丙中作出的a-F圖線，請(qǐng)寫出一條對(duì)提高本實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確程度有 益的建議。4.（6分，每空2分）答案：）0.152）（3）實(shí)驗(yàn)前要先平衡 摩擦力解析：相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間時(shí)間間隔T=5Xl1.l12s=l1.1so由尸解得該/卜車的加 速度大小a=0.

24、15m/sS由mF圖線可知，圖丙中忌的大小表示滑動(dòng)摩擦力。由牛 頓第二定律，-V側(cè)仆冶,解得Z呵訕如泳 對(duì)提高本實(shí)驗(yàn)結(jié)果推確程度 有益的建議是：實(shí)驗(yàn)前要先平衡摩擦力。5. （2012 年3月湖北孝感二模）某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)裝置來(lái) 探究合力一定時(shí)，物體的加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系.兀電” 1光電仃2（1） 做實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從如圖所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器（圖中未畫出）可讀出遮光條通過光電門1、2的時(shí)間分別為 t1、 t2；用毫米刻度尺測(cè)得兩個(gè)光電門中心之間的距離X,用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條寬度d,則滑塊經(jīng)過光電門1時(shí)的速度表達(dá)式v1=；經(jīng)過光電門2時(shí)的速度表達(dá)式v2=，滑塊加速度

25、的表達(dá)式a=（用 t1、 t2、x、d表示）.為了保持滑塊所受的合力不變，可改變滑塊質(zhì)量M和氣墊導(dǎo)軌右端高度h.關(guān)于改變滑塊質(zhì)量M和氣墊導(dǎo)軌右端的高度h的正確操作方法是（填序號(hào)）.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5答案:)d/Atldd、吃32x解析：由速度定義式可得:-yd/A;!, 72=d/A;2o由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，v22-/12=2ax解得滑塊加速度的表達(dá)式滬I占勺丿，瓦丿屛呆持滑塊所受的合力不變.2x實(shí)質(zhì)就是f呆持滑塊重力沿斜面

26、分力MgsinS不變,因?yàn)閟in0=h/_）所以需要保持Mgh/_不變。阿增大時(shí)，h減小，阿減小時(shí)，h増大,以保持二者乘積不變，選 項(xiàng)范正確。6. （2012年5月河北邯鄲二模）某同學(xué)用如圖（a）所示的裝置探究加速度a與 力F、質(zhì)量m的關(guān)系。甲、乙兩小車放在傾斜軌道上，小車甲上固定一個(gè)力傳感 器,小車乙上固定一個(gè)加速度傳感器（可以測(cè)量乙在任意時(shí)刻的加速度大?。?力傳感器和小車乙之間用一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)線連接，且細(xì)線與軌道平行。在彈簧 拉力作用下兩小車一起開始運(yùn)動(dòng)，利用兩個(gè)傳感器可以采集記錄同一時(shí)刻小車乙 受到的拉力和加速度的大小。2520下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)裝置和操作的說法中正確的是A. .軌道傾斜是為

27、了平衡小車甲受到的摩擦力B. 軌道傾斜是為了平衡小車乙受到的摩擦力C. 實(shí)驗(yàn)中，在小車乙向下運(yùn)動(dòng)的過程中均可采集數(shù)據(jù)D. 實(shí)驗(yàn)中，只能在小車乙加速運(yùn)動(dòng)的過程中采集數(shù)據(jù)四個(gè)實(shí)驗(yàn)小組選用的小車乙（含加速度傳感器）的質(zhì)量分別為m=0.5kg、 m2=1.0kg、m3=1.5kg和叫=2.0kg，其中有三個(gè)小組已經(jīng)完成了 a-F圖像，如圖（b）所示。最后一組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示，請(qǐng)?jiān)趫D（b）中完成該組的a-F圖 線。實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456拉力F(N)524.20.017.512.08.14.8加速度a(m/s2)316.13.311.78.05.43.2在探究了 a與F的關(guān)系后，為了進(jìn)一步探究a與m的關(guān)

28、系，可直接利用圖（b） 的四條圖線收集數(shù)據(jù)，然后作圖。請(qǐng)寫出具體的做法：如何收集據(jù)？；為了更直觀地探究a與m的關(guān)系，建立的坐標(biāo)系應(yīng)以為縱軸；以為橫軸。&答案:（1）30（2）如右圖（2分）圖線不過原點(diǎn)不得分） 在圖像上做一條垂直于橫軸的直 線，與四條圖線分別有四個(gè)交點(diǎn)，記錄下四個(gè) 交點(diǎn)的縱坐標(biāo)禺分別與四個(gè)圖線對(duì)應(yīng)的耙組 成四組數(shù)據(jù)？分）加速度日（1分）；質(zhì)量的倒數(shù)丄1分）m解析：實(shí)驗(yàn)中乙為研究對(duì)象，軌道傾斜是為了平衡小車乙受到的摩擦力，選項(xiàng)m正確A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中，只能在小車乙力口速運(yùn)動(dòng)的過程中采集力和加速度的數(shù)據(jù)，選項(xiàng)c錯(cuò)誤?正確。為了進(jìn)一歩探究3與rr的關(guān)系，利用圖匕）的四條圖線收集數(shù)據(jù)的方法是：在-F圖像上做一條垂直于橫軸的直線，與四條圖線分別有四個(gè)交點(diǎn)，記錄下四個(gè) 交點(diǎn)的縱坐標(biāo)6分別與四個(gè)圖線對(duì)應(yīng)的巧組成四組數(shù)據(jù)。由于卽速度8與質(zhì)量 rr成反比，為了更直觀地探究a與rr的關(guān)系，建立的坐標(biāo)系應(yīng)加速度a以為縱 軸；以質(zhì)量的倒數(shù)丄為橫軸。