7．在探究物體的加速度a與物體所受外力F、物體質(zhì)量M間的關(guān)系時(shí)，采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置．小車及車中的砝碼質(zhì)量用M表示，盤及盤中的砝碼質(zhì)量用m表示．

（1）若已平衡好摩擦，在小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)過程中繩子拉力T=$\frac{M}{M+m}$mg，當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足M＞＞m時(shí)，才可以認(rèn)為繩子對小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力．
（2）某一組同學(xué)先保持盤及盤中的砝碼質(zhì)量m一定來做實(shí)驗(yàn)，其具體操作步驟如下，以下做法正確的是C．
A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤及盤中的砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上
B．每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，需要重新平衡摩擦力
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開小車
D．用天平測出m以及小車質(zhì)量M，小車運(yùn)動(dòng)的加速度可直接用公式a=$\frac{mg}{M}$求出
（3）某小組同學(xué)保持小車及車中的砝碼質(zhì)量M一定，探究加速度a與所受外力F的關(guān)系，由于他們操作不當(dāng)，這兩組同學(xué)得到的a-F關(guān)系圖象如圖2所示，其原因是：①平衡摩擦力不夠或沒有平衡摩擦力；②沒有滿足M＞＞m（寫2點(diǎn)原因，每點(diǎn)1分）

分析 解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．
該實(shí)驗(yàn)采用的是控制變量法研究，其中加速度、質(zhì)量、合力三者的測量很重要．

解答 解：（1）該實(shí)驗(yàn)的研究對象是小車，采用控制變量法研究．當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，研究小車的加速度和小車所受合力的關(guān)系．那么小車的合力怎么改變和測量呢？為消除摩擦力對實(shí)驗(yàn)的影響，可以把木板D的右端適當(dāng)墊高，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力就是繩子的拉力．
根據(jù)牛頓第二定律得：對m：mg-T=ma    對M：T=Ma，解得：T=$\frac{M}{M+m}$mg，
當(dāng)M＞＞m時(shí)，即當(dāng)砝碼和盤的總重力要遠(yuǎn)小于小車的重力，繩子的拉力近似等于砝碼和盤的總重力．
（2）A、平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將繩從小車上拿去，輕輕推動(dòng)小車，是小車沿木板運(yùn)動(dòng)，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出來的紙帶判斷小車是否勻速運(yùn)動(dòng)．故A錯(cuò)誤．
B、每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，小車的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力．故B錯(cuò)誤．
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)，若先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，由于小車運(yùn)動(dòng)較快，可能會(huì)使打出來的點(diǎn)很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理．故C正確．
D、小車運(yùn)動(dòng)的加速度是利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測量，如果用天平測出m以及小車質(zhì)量M，直接用公式求出，這是在直接運(yùn)用牛頓第二定律計(jì)算的，而我們實(shí)驗(yàn)是在探究加速度與物體所受合外力和質(zhì)量間的關(guān)系．故D錯(cuò)誤．故選C
（3）當(dāng)F≠0時(shí)，a=0．也就是說當(dāng)繩子上有拉力時(shí)小車的加速度還為0，說明小車的摩擦力與繩子的拉力抵消呢．該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中遺漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足這個(gè)步驟，隨著F的增大，即砂和砂桶質(zhì)量的增大，不在滿足砂和砂桶遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，因此曲線上部出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象．
故答案為：（1）$\frac{M}{M+m}$mg；M＞＞m； （2）C；（3）①平衡摩擦力不夠或沒有平衡摩擦力；②沒有滿足M＞＞m．

點(diǎn)評(píng) 本題考查測量加速度和力及質(zhì)量之間的關(guān)系；對于教科書本上的實(shí)驗(yàn)，我們要從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)這幾點(diǎn)去搞清楚；同時(shí)注意實(shí)驗(yàn)誤差分析的方法．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

16．在如圖所示的豎直平面內(nèi)，有一固定在水平地面的光滑平臺(tái)．平臺(tái)右端B與靜止的水平傳送帶平滑相接，傳送帶長L=3m．有一個(gè)質(zhì)量為m=0.5kg，帶電量為q=+10-3C的滑塊，放在水平平臺(tái)上．平臺(tái)上有一根輕質(zhì)彈簧左端固定，右端與滑塊接觸但不連接．現(xiàn)用滑塊緩慢向左移動(dòng)壓縮彈簧，且彈簧始終在彈性限度內(nèi)．在彈簧處于壓縮狀態(tài)時(shí)，若將滑塊靜止釋放，滑塊最后恰能到達(dá)傳送帶右端C點(diǎn)．已知滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.20（g取10m/s2）求：

（1）滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度vB，及彈簧儲(chǔ)存的最大彈性勢能EP；
（2）若傳送帶以1.5m/s的速度沿順時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，釋放滑塊的同時(shí)，在BC之間加水平向右的勻強(qiáng)電場E=5×102N/C．滑塊從B運(yùn)動(dòng)到C的過程中，摩擦力對它做的功．
（3）若兩輪半徑均為r=0.4m，傳送帶順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω0時(shí)，撤去彈簧及所加電場，讓滑塊從B點(diǎn)以4m/s速度滑上傳送帶，恰好能由C點(diǎn)水平飛出傳送帶．求ω0的大小以及這一過程中滑塊與傳送帶間產(chǎn)生的內(nèi)能．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

17．如圖所示，細(xì)線的一端固定于A點(diǎn)，細(xì)線上掛一質(zhì)量為m的物體，另一端B固定在墻上，當(dāng)AO與豎直方向成θ角，OB沿水平方向時(shí)，則：AO及BO對O點(diǎn)的拉力分別是多大？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

14．如圖所示，細(xì)繩AB和BC共同吊起一個(gè)重10N的物體，AC和BC垂直，繩AC與墻面夾角為60°，求出輕繩AC和BC的張力大小．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

2．為了研究合力和分力的大小，某兩個(gè)同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn)，甲同學(xué)用把栓校牌的細(xì)繩用兩手拉直，乙同學(xué)用一個(gè)手指輕輕一推，如圖所示，對將可能發(fā)生的情況，以下說法正確的是（　�。�
A．因?yàn)榧淄瑢W(xué)用兩只手用力拉直細(xì)繩，所以乙同學(xué)需很大的力才能推動(dòng)細(xì)繩
B．根據(jù)力的合成與分解原理可知，乙同學(xué)只要輕輕用力沿著同繩垂直的方向推細(xì)繩，細(xì)繩就會(huì)發(fā)生彎曲
C．根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可知，乙同學(xué)不需用太大的力，就能使細(xì)繩發(fā)生彎曲
D．以上說法都不對

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：填空題

12．某實(shí)驗(yàn)小組應(yīng)用如圖所示裝置“探究加速度與物體受力的關(guān)系”，已知小車的質(zhì)量為M，砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量為m，所使用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接的交流電的頻率為50Hz．實(shí)驗(yàn)步驟如下：
A．按圖所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，其中與定滑輪及彈簧測力計(jì)相連的細(xì)線豎直；
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勻速運(yùn)動(dòng)；
C．掛上砝碼盤，接通電源后，再放開小車，打出一條紙帶，由紙帶求出小車的加速度；
D．改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟C，求得小車在不同合力作用下的加速度．

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)過程，回答以下問題：
（1）對于上述實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是C．
A．小車的加速度與砝碼盤的加速度大小相等
B．實(shí)驗(yàn)過程中砝碼盤處于超重狀態(tài)
C．與小車相連的輕繩與長木板一定要平行
D．彈簧測力計(jì)的讀數(shù)應(yīng)為砝碼和砝碼盤總重力的一半
E．砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
（2）由本實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)作出小車的加速度a與彈簧測力計(jì)的示數(shù)F的關(guān)系圖象，與本實(shí)驗(yàn)相符合的是A．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

19．為了探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置：一個(gè)木塊放在水平長木塊上，通過細(xì)線跨過定滑輪與重物相連，在重物牽引下，木塊向左運(yùn)動(dòng)，重物落地后，木塊做勻減速運(yùn)動(dòng)，打出的紙帶如圖2所示，不計(jì)紙帶所受到的阻力．交流電頻率為50Hz，重力加速度g取10m/s2．

（1）木塊加速階段的加速度為1.5m/s2；
（2）木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1；
（3）某同學(xué)發(fā)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)中未平衡木塊與木板間的摩擦力，接著他應(yīng)當(dāng)取下重物，將木板右端墊高，使木塊沿木板勻速下滑．
（4）為了使繩中的拉力近似等于重物的重力，則重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊的質(zhì)量．（選填“遠(yuǎn)大于”、“等于”、“遠(yuǎn)小于”）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

16．某同學(xué)做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)．如圖甲所示是該同學(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）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；
（2）若用游標(biāo)卡尺測出光電門遮光條的寬度d如圖乙所示，則d=1.050cm；實(shí)驗(yàn)時(shí)將小車從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門的時(shí)間△t，則小車經(jīng)過光電門時(shí)的速度為$\fracxpxt5b5{△t}$（用字母表示）；
（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(shí)間△t，并算出相應(yīng)的小車經(jīng)過光電門時(shí)的速度v，通過描點(diǎn)作出v2-m線性圖象（如圖丙所示），從圖線得到的結(jié)論是：在小車質(zhì)量一定時(shí)，加速度與合外力成正比．
（4）某同學(xué)作出的v2-m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(dòng)下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)
B．將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻加速運(yùn)動(dòng)
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(dòng)
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(dòng)．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

17．關(guān)于光的本性，下列說法中不正確的是（　�。�
A．光電效應(yīng)反映光的粒子性
B．光子的能量由光的強(qiáng)度所決定
C．光子的能量與光的頻率成正比
D．光在空間傳播時(shí)，是不連續(xù)的，是一份一份的，每一份光叫做一個(gè)光子

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案