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实验：探究加速度与力、质量的关系
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如图（a）为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板．在实验中细绳
网友投稿 2022-10-27 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图（a）为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板．在实验中细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重力，小车运动加速度a可用纸带上的点求得．
（1）关于该实验，下列说法中正确的是______．
A．砝码和小桶的总重力要远小于小车的重力
B．为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板D的左端适当垫高
C．电火花计时器使用交流电源
D．木板D的左端被垫高后，图中细线应保持水平
（2）图（b）是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．根据图中数据完成表格中空白处．
计数点
1
2
3
4
5
6
瞬时速度/（ m?s
-1
）
0.165
0.215
______
0.314
0.364
0.413
由纸带求出小车的加速度a=______ m/s
2
（加速度a保留2位有效数字）
（3）在“探究加速度与质量的关系”时，保持砝码和小桶质量不变，改变小车质量m，分别测得小车的加速度a与对应的质量m数据如下表：
次数
1
2
3
4
5
小车的加速度a/（ m?s
-2
）
1.25
1.00
0.80
0.50
0.40
小车的质量m/kg
0.400
0.500
0.625
1.000
1.250Z
小车质量的倒数m
-1
/kg
-1
2.50
2.00
1.60
1.00
0.80
利用上表数据，在坐标纸中选择合适物理量为坐标轴建立坐标系，作出直观反映a与m关系的图象．
______
（4）上题中该小车受到的拉力F为______N．
◎ 答案
（1）A、该实验的研究对象是小车，采用控制变量法研究．当质量一定时，研究小车的加速度和小车所受合力的关系．那么小车的合力怎么改变和测量呢？为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板D的左端适当垫高，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力．
设小车的质量为M，砝码和小桶的质量为m，根据牛顿第二定律得：
对m：mg-F
拉
=ma
对M：F
拉
=Ma
解得：F
拉
=
mMg
m+M
=
mg
1+
m
M
当m＜＜M时，即当砝码和小桶的总重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于砝码和小桶的总重力．
故A、B正确．
C、电火花和电磁计时器都使用交流电源．故C正确．
D、木板D的左端被垫高后，如果细线应保持水平，那么小车的合力就不等于绳子的拉力．小车的合力就不能正确测量．故D错误．
（2）每相邻两计数点间还有4个打点，说明相邻的计数点时间间隔为0.1s．
根据匀变速直线运动规律知道3点的瞬时速度等于2点到4点的平均速度．
v
3
=
x
24
t
24
=
0.0240+0.0288
0.2
m/s=0.264m/s
选一段过程运用加速度公式：a=
△v
△t
=0.50m/s
2
．
（3）直观反映两个物理量的关系是要找出这两个量的线性关系，即画出直线图象．见图
（4）根据牛顿第二定律：F=ma得出：
上题中该小车受到的拉力F为0.5N．
故答案是：（1）选ABC．
（2）0.264，0.5
（3）见上图
（4）0.5
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图（a）为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板．在实验中细绳…”主要考查了你对 【实验：探究加速度与力、质量的关系】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202210/330297.html
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