為驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．圖1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：
①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
間隔均勻
間隔均勻
的點(diǎn)．
②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．
③打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，釋放小車，獲得圖2帶有點(diǎn)列的紙帶，在紙帶上標(biāo)出小車中砝碼的質(zhì)量m．
④按住小車，改變小車中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟③．
⑤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．
⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標(biāo)，
1
a
為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上做出
1
a
-m關(guān)系圖線．
（2）完成下列填空：
（�。┍緦�(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
M遠(yuǎn)大于m
M遠(yuǎn)大于m
．
（ⅱ）設(shè)紙帶上三個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距為s1、s2和s3．a(chǎn)可用s1、s3和△t表示為a=
s3-s1
50(△t)2
s3-s1
50(△t)2
．由此求得加速度的大小a=
1.15
1.15
m/s2．
（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
1
k
1
k
，小車的質(zhì)量為
b
k
b
k
．
分析：1、①平衡摩擦力的標(biāo)準(zhǔn)為小車可以勻速運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶點(diǎn)跡間隔均勻；
2、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)該遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量
由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論得：△x=aT2
由a=
F
m
，故
1
a
=
m
F
，故成線性關(guān)系，且斜率為
1
F
，設(shè)小車質(zhì)量為M，則由牛頓第二定律寫出
1
a
與小車上砝碼質(zhì)量m+M的表達(dá)式，然后結(jié)合斜率與截距概念求解即可
解答：解：（1）①平衡摩擦力的標(biāo)準(zhǔn)為小車可以勻速運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶點(diǎn)跡間隔均勻．
（2）（�。┰O(shè)小車的質(zhì)量為M，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量為m，設(shè)繩子上拉力為F，
以整體為研究對(duì)象有mg=（m+M）a
解得a=
mg
M+m

以M為研究對(duì)象有繩子的拉力F=Ma=
M
M+m
mg
顯然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m時(shí)才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于小吊盤和盤中物塊的重力．所以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)該遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量．
（ⅱ）設(shè)紙帶上三個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距為s1、s2、s3．
由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論得：△x=aT2
a=
s3-s1
50(△t)2

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=24.2mm，s3=47.2mm．
由此求得加速度的大小a=
s3-s1
50(△t)2
=
0.0472-0.0242
50×0.022
=1.15m/s2．
（ⅲ）設(shè)小車質(zhì)量為M，小車受到外力為F，由牛頓第二定律有F=（m+M）a；
所以
1
a
=
m
F
+
M
F
，
所以，
1
a
-m圖象的斜率為
1
F
，故F=
1
k
，縱軸截距為b=
M
F
=kM，
所以，M=
b
k

故答案為：（1）間隔均勻；（2）（�。㎝遠(yuǎn)大于m．（ⅱ）
s3-s1
50(△t)2
；1.15；（ⅲ）
1
k
；
b
k
點(diǎn)評(píng)：實(shí)驗(yàn)問題要掌握實(shí)驗(yàn)原理、注意事項(xiàng)和誤差來源；遇到涉及圖象的問題時(shí)，要先根據(jù)物理規(guī)律寫出關(guān)于縱軸與橫軸的函數(shù)表達(dá)式，再根據(jù)斜率和截距的概念求解即可．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（1）在做驗(yàn)證力的平行四邊行定則實(shí)驗(yàn)中：除了方木板、白紙、圖釘、細(xì)線套、橡皮條、鉛筆和刻度尺外，還需要的器材有：
彈簧秤、三角板
彈簧秤、三角板
．在此實(shí)驗(yàn)中，假如F1的大小及方向固定不變，那么為了使橡皮條仍然伸長到O點(diǎn)，對(duì)F2來說，下面說法中正確的是
C
C

A．F2可以有多個(gè)方向
B．F2的方向和大小可以有多個(gè)值
C．F2的方向和大小是唯一確定值
D．F2的方向是唯一的，但大小可有多個(gè)值
（2）如圖為驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置圖，實(shí)驗(yàn)中作出了如圖所示的A、B兩圖象，圖A中三線表示實(shí)驗(yàn)中
小車及砝碼質(zhì)量
小車及砝碼質(zhì)量
不同．圖B中圖線不過原點(diǎn)的原因是
平衡摩擦力過大
平衡摩擦力過大
．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

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M未知的情況下，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種方法用來研究“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：

①平衡小車所受的阻力：撤去砂和砂桶，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
間隔均勻
間隔均勻
的點(diǎn)．
②按住小車，在左端掛上適當(dāng)質(zhì)量的砂和砂桶，在小車中放入砝碼．
③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．
④按住小車，改變小車中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟③．
⑤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．
⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標(biāo)，
1
a
為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上做出
1
a
-m關(guān)系圖線．若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比，則
1
a
與m應(yīng)成
線性
線性
關(guān)系（填“線性”或“非線性”）．
（2）完成下列填空：
①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，懸掛砂和砂桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是
遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量
遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量
．
②如圖2所示是該同學(xué)在某次實(shí)驗(yàn)中利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶，A、B、C、D是該同學(xué)在紙帶上選取的連續(xù)四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)．該同學(xué)用刻度尺測(cè)出AC間的距離為SⅠ，測(cè)出BD間的距離為SⅡ．a(chǎn)可用SⅠ、SⅡ和△t（打點(diǎn)的時(shí)間間隔）表示為a=
SⅡ-SⅠ
2(△t)2
，
SⅡ-SⅠ
2(△t)2
，
．
③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
1
k
1
k
，小車的質(zhì)量為
b
k
b
k
．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）在使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，已知實(shí)驗(yàn)用的重錘質(zhì)量m=0.02kg．重錘自由下落，在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，如圖1所示，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s，長度單位是cm，g取9.8m/s2．則：（計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）
①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，物體的速度vB=
0.97
0.97
 m/s；
②從打下計(jì)數(shù)點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中，重錘的重力勢(shì)能的減少量△Ep=
9.5×10-3
9.5×10-3
 J
（2）圖2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”． 
㈠完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：
①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
間隔均勻
間隔均勻
的點(diǎn)．
②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．
③打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，釋放小車，獲得帶有點(diǎn)列的紙袋，在紙袋上標(biāo)出小車中砝碼的質(zhì)量m．
④按住小車，改變小車中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟③．
⑤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．
⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標(biāo)1/a為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上做出1/a-m關(guān)系圖線．若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比，則1/a與m處應(yīng)成
線性
線性
關(guān)系（填“線性”或“非線性”）．
㈡完成下列填空：
⑦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
遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量
遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量
．
⑧設(shè)紙帶上三個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距為s1、s2、s3．a(chǎn)可用s1、s3和△t表示為a=
s3-s1
2(5△t)2
s3-s1
2(5△t)2
．
⑨圖4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
1
k
1
k
，小車的質(zhì)量為
b
k
b
k
．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2012?汕頭一模）（1）在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，為了安全、準(zhǔn)確、方便地完成實(shí)驗(yàn)：
①除電源（電動(dòng)勢(shì)為4V，內(nèi)阻很�。㈦妷罕鞻（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ），待測(cè)電阻絲（約3Ω）、導(dǎo)線、開關(guān)外，電流表應(yīng)選用
A
 
1
A
 
1
，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用
R
 
1
R
 
1
（選填   下列器材的字母符號(hào)）．
A．電流表A1（量程600mA，內(nèi)阻約1Ω）  電流表A2（量程3A，內(nèi)阻約0.02Ω）
B．滑動(dòng)變阻器R1（總阻值10Ω）          滑動(dòng)變阻器R2（總阻值100Ω）
②若用如圖所示的電路測(cè)量金屬絲的電阻，電壓表的左端應(yīng)與電路中的
b
b
點(diǎn)相連（選填“a”或“b”）．若某次測(cè)
量中，金屬絲的長度為l，直徑為D，電壓表和電流表讀數(shù)分別為U和I，請(qǐng)用上述直接測(cè)量的物理量（D、l、U、I）寫出電阻率ρ的計(jì)算式：ρ=
π
Ud
2
 
4IL
π
Ud
2
 
4IL
．
（2）如圖（a）為驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．

①平衡小車所受的阻力的操作：取下
砝碼
砝碼
，把木板不帶滑輪的一端墊高；接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，輕推小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)．如果打出的紙帶如圖（b）所示，則應(yīng)
減小
減小
（減小或增大）木板的傾角，反復(fù)調(diào)節(jié)，直到紙帶上打出的點(diǎn)跡
均勻（間隔相等）
均勻（間隔相等）
為止．
②圖（c）為研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)所得的實(shí)驗(yàn)圖象，橫坐標(biāo)m為小車上砝碼的質(zhì)量．
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
1
K
1
K
，小車的質(zhì)量為
b
K
b
K
．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

Ⅰ、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。?br />精英家教網(wǎng)
（1）試驗(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)長木板一滑輪的高度，使細(xì)線與長木板平行．接下來還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是
A．將長木板水平放置，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=20g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
B．M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
D．M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
（3）圖2 是試驗(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sAB=4.22cm、sBC=4.65cm、sCD=5.08cm、sDE=5.49cm、sEF=5.91cm、sFG=6.34cm．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz，則小車的加速度a=
 
m/s2（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）．
Ⅱ、如圖為“測(cè)繪小燈伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)的實(shí)物電路圖，已知小燈泡額定電壓為2.5V．
精英家教網(wǎng)
（1）完成下列實(shí)驗(yàn)步驟：
①閉合開關(guān)前，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，
 

②閉合開關(guān)后，逐漸移動(dòng)變阻器的滑片，
 
；
③斷開開關(guān)，…．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在方格紙上作出小燈泡燈絲的伏安特性曲線．
（2）在虛線框中畫出與實(shí)物電路相應(yīng)的電路圖．

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