18．用圖甲所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系，圖乙是其俯視圖．兩個相同的小車放在光滑水平板上，車左端各系一條細(xì)繩，繩跨過定滑輪個掛一個相同的小盤，盤中可放砝碼．兩個小車右端通過細(xì)線用夾子固定，打開夾子，小車在小盤和砝碼的牽引下運(yùn)動，合上夾了，兩小車同時停止．實(shí)驗(yàn)中可以通過在車中放砝碼改變小車的質(zhì)量．

（1）探究“加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系”時，應(yīng)在小盤中放質(zhì)量相同（選填“相同”或“不相同”）的砝碼；
（2）為使小車所受的拉力近似等于小盤和砝碼的總重力，應(yīng)使小盤和砝碼的總質(zhì)量
遠(yuǎn)小于（選填“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”）小車的質(zhì)量；
（3）實(shí)驗(yàn)中，兩小車的加速度之比等于（選填“大于”、“等于”或“小于”）小車通過的位移之比．

分析 （1）探究加速度與質(zhì)量間的關(guān)系實(shí)驗(yàn)應(yīng)控制力相同．
（2）當(dāng)盤和盤中砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，繩對小車?yán)Υ笮〉扔诒P和盤中砝碼的重力．
（3）根據(jù)初速度為零的勻變速直線運(yùn)動位移時間公式得出位移與加速度關(guān)系．

解答 解；（1）本實(shí)驗(yàn)是控制變量法的實(shí)驗(yàn)，探究“加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系”時，要保證拉力不變，則應(yīng)在小盤中放質(zhì)量相同的砝碼．
（2）讓小車的質(zhì)量M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小盤和砝碼的質(zhì)量m，因?yàn)椋弘H上繩子的拉力F=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}$=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，故應(yīng)該是m＜＜M，即實(shí)驗(yàn)中應(yīng)滿足小盤和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，
（3）小車做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，由勻變速直線運(yùn)動的位移公式：x=$\frac{1}{2}$at2可知：a=$\frac{2x}{{t}^{2}}$，兩小車的運(yùn)動時間t相等，則兩車的位移之比等于加速度之比．
故答案為：（1）相同；（2）遠(yuǎn)小于；（3）等于．

點(diǎn)評 只要真正掌握了實(shí)驗(yàn)原理就能順利解決此類實(shí)驗(yàn)題目，而實(shí)驗(yàn)步驟，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理都與實(shí)驗(yàn)原理有關(guān)，故要加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)原理的學(xué)習(xí)和掌握．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

11．如圖所示，電流表與螺線管組成閉合電路，以下不能使電流表指針偏轉(zhuǎn)的是（　�。�
A．將磁鐵插入螺線管的過程中
B．將磁鐵從螺線管中向上拉出的過程中
C．磁鐵放在螺線管中保持不動時
D．將磁鐵從螺線管中向下拉出的過程中

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

12．科技館中的一個展品如圖所示，在較暗處有一個不斷均勻滴水的水龍頭，在一種特殊 的間歇閃光燈的照射下，若調(diào)節(jié)間歇閃光間隔時間正好與水滴從A下落到B的時間相同，可以看到一種奇特的現(xiàn)象，水滴似乎不再下落，而是像固定在圖中的A、B、C、D 四個位置不動，對出現(xiàn)的這種現(xiàn)象，下列描述正確的是（g=10m/s2）（　　）
A．水滴在下落過程中通過相鄰兩點(diǎn)之間的時間滿足 tAB＜tBC＜tCD
B．閃光的間隔時間是$\frac{\sqrt{2}}{10}$ s
C．水滴在相鄰兩點(diǎn)間的平均速度滿足 v AB：v BC：v CD=1：4：9
D．水滴在各點(diǎn)的速度之比滿足 vB：vC：vD=1：3：5

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

6．某實(shí)驗(yàn)小組在“探究加速度與物體受力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計出如下的實(shí)驗(yàn)方案，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．已知小車質(zhì)量M=214.6g，砝碼盤質(zhì)量m0=7.5g，所使用的打點(diǎn)計時器交流電頻率f=50Hz．其實(shí)驗(yàn)步驟是：
A．按圖中所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置
B．調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長木板向下做勻速運(yùn)動
C．取下細(xì)繩和砝碼盤，記下砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m
D．先接通電源，再放開小車，打出一條紙帶，由紙帶求得小車的加速度a
E．重新掛上細(xì)繩和砝碼盤，改變砝碼盤中砝碼質(zhì)量，重復(fù)B～D步驟，求得小車在不同合外力F作用下的加速度，回答以下問題：
（1）按上述方案做實(shí)驗(yàn)，是否要求砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量？否（填“是”或“否”），長木板傾斜是否是為了平衡摩擦力？是（填“是”或“否”）．
（2）實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶如圖所示，由該紙帶可求得小車的加速度a=0.77m/s2．
（3）某同學(xué)將有關(guān)數(shù)據(jù)填入他所設(shè)計的表格中，并根據(jù)表中的數(shù)據(jù)畫出a-F圖象（如圖），造成圖線不過坐標(biāo)原點(diǎn)最主要的一條原因是在計算小車所受的合外力時未計入砝碼盤的重力．
次數(shù)12345
砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m/g1020304050
砝碼盤中砝碼的重力G/N0.100.200.290.390.49
小車的加速度a/m•s-20.771.441.842.382.75

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

13．圖1為“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．沙和沙桶的總質(zhì)量為m，小車和砝碼的總質(zhì)量為M．實(shí)驗(yàn)中用沙和沙桶總重力的大小作為細(xì)線對小車?yán)Φ拇笮。?br />
（1）實(shí)驗(yàn)中，為了使細(xì)線對小車的拉力等于小車所受的合外力，先調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度，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B
A．將長木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計時器的紙帶，給打點(diǎn)計時器通電，調(diào)節(jié)m的大小，使小車在沙和沙桶的牽引下運(yùn)動，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動．
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)計時器的紙帶，撤去沙和沙桶，給打點(diǎn)計時器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動．
C．將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨�，撤去紙帶以及沙和沙桶，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運(yùn)動．
（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C
A．M=200g，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是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7個相鄰的計數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個計數(shù)點(diǎn)之間還有四個點(diǎn)未畫出．量出相鄰的計數(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)計時器的工作頻率為50Hz，則C點(diǎn)的速度為VC=0.49m/s，a=0.38m/s2．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

3．某同學(xué)用圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車在斜面上的運(yùn)動．實(shí)驗(yàn)步驟如下：
a．安裝好實(shí)驗(yàn)器材．
b．接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿平板斜面向下運(yùn)動，重復(fù)幾次．選出一條點(diǎn)跡比較清晰的紙帶，舍去開始密集的點(diǎn)跡，從便于測量的點(diǎn)開始，每兩個打點(diǎn)間隔取一個計數(shù)點(diǎn)，如圖2中0、1、2…6點(diǎn)所示．
c．測量1、2、3…6計數(shù)點(diǎn)到0計數(shù)點(diǎn)的距離，分別記作：S1、S2、S3…S6．
d．通過測量和計算，該同學(xué)判斷出小車沿平板做勻加速直線運(yùn)動．
e．分別計算出S1、S2、S3…S6與對應(yīng)時間的比值$\frac{{S}_{1}}{{t}_{1}}$、$\frac{{S}_{2}}{{t}_{2}}$、$\frac{{S}_{3}}{{t}_{3}}$、…、$\frac{{S}_{6}}{{t}_{6}}$．
f．以$\frac{S}{t}$為縱坐標(biāo)、t為橫坐標(biāo)，標(biāo)出$\frac{S}{t}$與對應(yīng)時間t的坐標(biāo)點(diǎn)，劃出$\frac{S}{t}$-t圖線．
結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請你完成下列任務(wù)：
①實(shí)驗(yàn)中，除打點(diǎn)及時器（含紙帶、復(fù)寫紙）、小車、平板、鐵架臺、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有A和C．（填選項(xiàng)代號）
A．電壓合適的50Hz交流電源    B．電壓可調(diào)的直流電源  C．刻度尺    D．秒表       E．天平       F．重錘
②將最小刻度為1mm的刻度尺的0刻線與0計數(shù)點(diǎn)對齊，0、1、2、5計數(shù)點(diǎn)所在位置如圖3所示，則
S2=2.98cm，S5=13.20cm．
③該同學(xué)在圖4中已標(biāo)出1、3、4、6計數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的坐標(biāo)，請你在該圖中標(biāo)出與2、5兩個計數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫出$\frac{S}{t}$-t圖．
④根據(jù)$\frac{S}{t}$-t圖線判斷，在打0計數(shù)點(diǎn)時，小車的速度v0=0.18m/s；它在斜面上運(yùn)動的加速度a=4.8m/s2．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

10．如圖甲所示是某同學(xué)探究小車加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，他將光電門固定在水平軌道上的B點(diǎn)，用不同重物通過細(xì)線拉同一小車，每次小車都從同一位置A由靜止釋放．
（1）若用游標(biāo)卡尺測出遮光條的寬度d如圖乙所示，則d=1.140cm；
（2）實(shí)驗(yàn)中可近似認(rèn)為細(xì)線對小車的拉力與重物重力大小相等，則重物的質(zhì)量m與小車的質(zhì)量M間應(yīng)滿足的關(guān)系為m＜＜M；
（3）測出多組重物的質(zhì)量m和對應(yīng)遮光條通過光電門的時間△t，并算出相應(yīng)小車經(jīng)過光電門時的速度v，通過描點(diǎn)作出線性圖象，研究小車加速度與力的關(guān)系，處理數(shù)據(jù)時應(yīng)作出v2-m（選填“v-m”或“v2-m”）圖象．
（4）該同學(xué)在（3）中作出的線性圖象不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，開始實(shí)驗(yàn)前他應(yīng)采取的做法是C
A．將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運(yùn)動
B．將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻加速運(yùn)動
C．將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運(yùn)動
D．將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻加速運(yùn)動．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

7．某同學(xué)用如圖1所示的裝置探究小車加速度與合外力的關(guān)系．圖中小車A左端連接一紙帶并穿過打點(diǎn)計時器B的限位孔，右端用一輕繩繞過滑輪系于拉力傳感器C的下端，A、B置于水平放置的一端帶有定滑輪的足夠長的木板上．不計繩與滑輪的摩擦及滑輪的質(zhì)量．實(shí)驗(yàn)時，先接通電源再釋放小車，打點(diǎn)計時器在紙帶上打下一系列點(diǎn)．該同學(xué)在保證小車A質(zhì)量不變的情況下，通過改變P的質(zhì)量來改變小車A所受的外力，由傳感器和紙帶測得的拉力F和加速度a數(shù)據(jù)如表所示．
次數(shù)12345
F/N0.100.180.260.300.40
a/（m•s-2）0.080.220.370.59

（1）第4次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶如圖2所示，O、A、B、C和D是紙帶上的五個計數(shù)點(diǎn)，每兩個相鄰計數(shù)點(diǎn)間有四個點(diǎn)沒有畫出，A、B、C、D四點(diǎn)到O點(diǎn)的距離如圖．打點(diǎn)計時器電源頻率為50Hz．根據(jù)紙帶上數(shù)據(jù)計算出小車加速度a為0.43m/s2（計算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位）．
（2）在實(shí)驗(yàn)中，不需要（選填“需要”或“不需要”）滿足重物P的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車A的質(zhì)量．
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖3所示坐標(biāo)系中做出小車加速度a與力F的關(guān)系圖象．
（4）根據(jù)圖象推測，實(shí)驗(yàn)操作中重要的疏漏是沒有平衡摩擦力或者摩擦力平衡不足．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

8．為了探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系，某實(shí)驗(yàn)小組采用了如圖所示裝置，木盒和沙桶都裝有盛沙子．沙桶和桶內(nèi)沙子的總質(zhì)量記為m，木盒和盒內(nèi)沙子的總質(zhì)量記為M，平衡摩擦力后進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：
探究在質(zhì)量不變的情況下，加速度與合外力的關(guān)系：從木盒中取出一些沙子，裝入沙桶中，測量并記錄沙桶和桶內(nèi)沙子的總質(zhì)量記為m，將mg視為合外力F，從打下的紙帶中計算得出對應(yīng)的加速度a．多次從木盒中取出一些沙子，裝入沙桶中，保持系統(tǒng)的總質(zhì)量不變，每次會得到一個相應(yīng)的加速度．以合外力F為橫軸，以加速度a為縱軸，畫出a-F圖象，結(jié)果圖象是一條過原點(diǎn)的直線．
①這種探究方法中的研究對象是C
A．沙桶和桶內(nèi)沙子      
B．木盒和盒內(nèi)沙子
C．沙桶和桶內(nèi)沙子與木盒和盒內(nèi)沙子組成的系統(tǒng)
②這種探究方法中m與M的關(guān)系C
A．應(yīng)滿足m＜＜M       B．應(yīng)滿足M＜＜m        C．不必要滿足m＜＜M或M＜＜m．

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