（浙江選考）2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十四章 實(shí)驗與探究 第1講 力學(xué)實(shí)驗（一）學(xué)案

《（浙江選考）2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十四章 實(shí)驗與探究 第1講 力學(xué)實(shí)驗（一）學(xué)案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（浙江選考）2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十四章 實(shí)驗與探究 第1講 力學(xué)實(shí)驗（一）學(xué)案（26頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第1講　力學(xué)實(shí)驗(一) [考試標(biāo)準(zhǔn)] 知識內(nèi)容 必考要求 加試要求 說明 1.用打點(diǎn)計時器測速度 √ 1.會正確使用的儀器主要有：刻度尺、游標(biāo)卡尺、天平、秒表、電火花計時器或電磁打點(diǎn)計時器、彈簧測力計、電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱等. 2.認(rèn)識誤差問題在實(shí)驗中的重要性，了解誤差的概念，知道系統(tǒng)誤差和偶然誤差；知道在多次測量的基礎(chǔ)上，通過作圖或求平均值的方法可減小偶然誤差；能在某些實(shí)驗中分析誤差的主要來源；不要求計算誤差. 3.知道有效數(shù)字的概念，會用有效數(shù)字表達(dá)直接測量的結(jié)果，間接測量的有效數(shù)字運(yùn)算不作要求. 2.探究小車速度隨時間變化的規(guī)律 √

2、 3.探究求合力的方法 √ 4.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 √ 5.探究作用力與反作用力的關(guān)系 √ 6.研究平拋運(yùn)動 √ 7.探究做功與物體速度變化的關(guān)系 √ 8.驗證機(jī)械能守恒定律 √ 9.測繪小燈泡的伏安特性曲線 √ 10.探究導(dǎo)體電阻與其影響因素(包括材料)的關(guān)系 √ 11.練習(xí)使用多用電表 √ 12.測定電池的電動勢和內(nèi)阻 √ 13.探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件 √ 14.探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律 √ 15.探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系 √ 16.探究單擺周期與擺長的關(guān)系

3、 √ 17.測定玻璃的折射率 √ 18.用雙縫干涉測量光的波長(同時練習(xí)使用測量頭) √ 19.探究碰撞中的不變量 √ 實(shí)驗1：用打點(diǎn)計時器測速度 一、實(shí)驗原理 1.打點(diǎn)計時器： 計時儀器.(1)當(dāng)電源頻率為50 Hz時，每隔0.02 s打一次點(diǎn)；(2)電磁打點(diǎn)計時器需要4～6 V交流電源，電火花計時器需要220 V交流電源. 2.測平均速度、瞬時速度： 平均速度：＝，當(dāng)Δt→0時，認(rèn)為是t時刻的瞬時速度. 二、實(shí)驗器材 打點(diǎn)計時器、交流電源、刻度尺、紙帶、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙 三、實(shí)驗步驟 1.把電磁打點(diǎn)計時器固定在水平桌子上，并穿好紙帶； 2.把電磁打

4、點(diǎn)計時器的兩個接線柱用導(dǎo)線分別與電源接線柱相連接； 3.打開電源開關(guān)，用手水平地拉動紙帶，紙帶上就打出一行小點(diǎn)； 4.關(guān)閉電源，取下紙帶，從能看清的某個點(diǎn)數(shù)起，往后數(shù)出n個點(diǎn)，紙帶的運(yùn)動時間Δt＝0.02(n－1) s； 5.用刻度尺測量出從開始計數(shù)的一點(diǎn)到最后一點(diǎn)間的距離Δx； 6.利用公式＝計算出紙帶在這段時間內(nèi)的平均速度. 四、數(shù)據(jù)處理 1.計算瞬時速度 在紙帶上連續(xù)選出7個計數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)以O(shè)、A、B、C、D、E、F，它們之間的距離＝x1，＝x2，＝x3，＝x4…….打點(diǎn)計時器打點(diǎn)的周期為T，則各點(diǎn)的瞬時速度分別是： vA＝，vB＝， vC＝，vD＝…… 把計算所得的

5、各點(diǎn)的速度填入下表中 位置 A B C D E F (xn＋xn＋1)/m v/(m·s－1) 2.v－t圖象的畫法 根據(jù)測量的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，然后用平滑的曲線把這些點(diǎn)連接起來. 五、注意事項 1.使用打點(diǎn)計時器時，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計時器穩(wěn)定時再拉動紙帶； 2.拉紙帶時，速度應(yīng)快一些，以防點(diǎn)跡太密集； 3.使用電火花計時器時，應(yīng)注意把紙帶正確穿好，墨粉紙盤位于紙帶上方；使用電磁打點(diǎn)計時器時，應(yīng)讓紙帶穿過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面； 4.對紙帶測量時，要用刻度尺一次性將各段長度測量完畢. 例1　某同學(xué)在做“

6、用打點(diǎn)計時器測速度”實(shí)驗時，得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖1，在紙帶上依次選出7個計數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)以O(shè)、A、B、C、D、E和F，每相鄰的兩個計數(shù)點(diǎn)間還有四個點(diǎn)未畫出，打點(diǎn)計時器所用電源的頻率是50 Hz. 圖1 (1)如果測得C、D兩點(diǎn)間距x4＝2.70 cm，D、E兩點(diǎn)間距x5＝2.90 cm，則據(jù)此數(shù)據(jù)用速度公式vD＝計算在打D點(diǎn)時的速度值vD＝________ m/s.(保留三位有效數(shù)字) (2)該同學(xué)分別算出其他速度：vA＝0.220 m/s，vB＝0.241 m/s，vC＝0.258 m/s，vE＝0.300 m/s，請在圖2的坐標(biāo)系中作出小車運(yùn)動的v－t圖象，設(shè)O點(diǎn)為計時起點(diǎn).

7、 圖2 答案　(1)0.280　(2)見解析圖 解析　(1)將數(shù)據(jù)代入速度公式vD＝ 解得vD＝0.280 m/s. (2)根據(jù)已知數(shù)據(jù)在坐標(biāo)軸上取合適的標(biāo)度，再將數(shù)據(jù)點(diǎn)描繪在坐標(biāo)系中，最后用平滑的曲線“擬合”數(shù)據(jù)點(diǎn).如圖所示. 變式1　(2017·杭州期末教學(xué)質(zhì)檢)打點(diǎn)計時器是高中階段常用的實(shí)驗器材之一.如圖3所示是兩種常見的打點(diǎn)計時器. 圖3 (1)關(guān)于兩種計時器說法正確的是________(填字母). A.圖甲中的打點(diǎn)計時器用的是交流220 V的電源 B.圖乙中的打點(diǎn)計時器用的是直流4～6 V的學(xué)生電源 C.圖甲中的打點(diǎn)計時器的A處應(yīng)為“墨粉紙” D.

8、圖甲中的打點(diǎn)計時器的A處應(yīng)為“復(fù)寫紙” (2)某實(shí)驗小組為研究小車的運(yùn)動規(guī)律，選擇了圖甲中的打點(diǎn)計時器來實(shí)驗(如圖4)，該圖為釋放小車前的情景，其中操作最合理的是圖________(填字母). 圖4 (3)關(guān)于紙帶中相應(yīng)點(diǎn)間距的測量過程，下列操作最合理的是________(填字母). A.用刻度尺上邊緣緊貼紙帶打出的點(diǎn)，一次性記錄好所有點(diǎn)對應(yīng)的讀數(shù) B.用刻度尺分段測量出所有相鄰兩點(diǎn)之間的距離，以備不時之需和方便計算 C.用刻度尺分段測量出需要的相鄰兩點(diǎn)之間的距離，以方便計算 答案　(1)AC　(2)A　(3)A 解析　(1)圖甲是電火花計時器，需要使用220 V的交流電源

9、，A處是墨粉紙，選項A、C正確，D錯誤；圖乙是電磁打點(diǎn)計時器，需要使用4～6 V的交流電源，選項B錯誤.(2)小車應(yīng)該靠近打點(diǎn)計時器，紙帶應(yīng)該與限位孔平行，選項A正確.(3)一次性記錄所有的點(diǎn)，誤差較小，選項A正確. 變式2　某同學(xué)在做“用打點(diǎn)計時器測速度”實(shí)驗時，從打下的若干紙帶中選取了點(diǎn)跡清晰的一條，如圖5所示.打點(diǎn)計時器的電源頻率為50 Hz. 圖5 由這些已知數(shù)據(jù)計算：(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字) (1)物體經(jīng)過BD過程的平均速度＝________ m/s； (2)紙帶上C點(diǎn)相對應(yīng)的瞬時速度v＝________ m/s. 答案　(1)1.50　(2)1.50 解析　(1

10、)相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔是T＝0.02 s，所以BD過程的平均速度＝＝1.50 m/s；(2)紙帶上的C點(diǎn)相對應(yīng)的瞬時速度可以用BD過程的平均速度替代，即v＝1.50 m/s. 變式3　(1)為完成“練習(xí)使用打點(diǎn)計時器”實(shí)驗，在圖6甲的四種器材中，________(選填“A”“B”“C”或“D”)為電磁打點(diǎn)計時器，工作電壓為交流________(選填“4～6 V”或“220 V”)，當(dāng)電源的頻率為50 Hz時，打點(diǎn)周期為________ s. (2)某同學(xué)拉著紙帶運(yùn)動，得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶.他確定好起點(diǎn)之后，作出了位移－時間圖象如圖乙所示.則在0～2.0 s內(nèi)的平均速度大小為______

11、__ m/s.(結(jié)果保留二位有效數(shù)字) 圖6 答案　(1)C　4～6 V　0.02　(2)0.80 解析　(1)帶線圈的C圖是電磁打點(diǎn)計時器，工作電壓為交流4～6 V，當(dāng)電源的頻率為50 Hz時，打點(diǎn)周期是0.02 s.(2)由題圖乙得，平均速度的大?。剑?m/s＝0.80 m/s. 實(shí)驗2：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律 一、實(shí)驗原理 利用紙帶記錄的數(shù)據(jù)，計算各時刻的速度，再作出速度—時間圖象. 1.某點(diǎn)的瞬時速度vn＝； 2.若v－t圖象是一條傾斜的直線，則物體做勻變速直線運(yùn)動，圖線的斜率表示加速度. 二、實(shí)驗裝置圖及器材 如圖7所示，打點(diǎn)計時器、學(xué)生電源、復(fù)寫紙、紙

12、帶、導(dǎo)線、一端帶有滑輪的長木板、小車、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、坐標(biāo)紙. 圖7 三、實(shí)驗步驟 1.把附有滑輪的長木板放在實(shí)驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路. 2.把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上鉤碼，把紙帶穿過打點(diǎn)計時器，并把紙帶的一端固定在小車的后面. 3.把小車停在靠近打點(diǎn)計時器處，接通電源后，釋放小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動，打點(diǎn)計時器就在紙帶上打下一系列小點(diǎn). 4.換上新的紙帶，重復(fù)實(shí)驗兩次. 5.增減所掛鉤碼，按以上步驟再做兩次實(shí)驗. 四、數(shù)據(jù)處理 1.利用紙帶測量并計算 (1)從紙帶中選取便于測量的點(diǎn)作為計數(shù)

13、始點(diǎn)，以后依次每五個點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)，并標(biāo)明0、1、2、3、4……測量各計數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)的距離x，并記錄在表中. 位置編號 0 1 2 3 4 5 t/s x/m v/(m·s－1) (2)分別計算出相鄰的兩計數(shù)點(diǎn)之間的距離x1、x2、x3…… (3)利用vn＝求得計數(shù)點(diǎn)1、2、3、4的瞬時速度，填入上面的表格中. 2.作出小車運(yùn)動的v－t圖象 (1)定標(biāo)度、描點(diǎn)：坐標(biāo)軸的標(biāo)度選取要合理，并根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在此坐標(biāo)系中描點(diǎn). (2)連線：畫一條直線，讓這條直線通過盡可能多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)大致

14、均勻分布在直線的兩側(cè). 五、注意事項 1.細(xì)繩、紙帶要與長木板平行； 2.先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車； 3.開始釋放小車時，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計時器； 4.無須平衡摩擦力； 5.懸掛的鉤碼要適當(dāng)，避免紙帶打出的點(diǎn)太少或過于密集； 6.作v－t圖象時，注意坐標(biāo)軸單位長度的選取，應(yīng)使圖象盡量分布在坐標(biāo)平面的大部分面積. 例2　(2016·浙江10月選考·17)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實(shí)驗中 (1)下列說法中不正確或不必要的是________(填字母). A.長木板的一端必須墊高，使小車在不掛鉤碼時能在木板上做勻速運(yùn)動 B.連接鉤碼和小車的細(xì)線應(yīng)與長木板保持平行

15、 C.小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計時器，先接通電源，后釋放小車 D.選擇計數(shù)點(diǎn)時，必須從紙帶上第一個點(diǎn)開始 (2)圖8甲是實(shí)驗中打下的一段紙帶，算出計數(shù)點(diǎn)2的速度大小為________m/s，并在圖乙中標(biāo)出，其余計數(shù)點(diǎn)1、3、4、5對應(yīng)的小車瞬時速度大小在圖乙中已標(biāo)出. (3)作圖并求得小車的加速度大小為________m/s2. 甲 乙 圖8 答案　見解析 解析　(1)探究小車速度隨時間變化的規(guī)律，要求長木板平放，即選項A是不必要的.在處理紙帶時，由于第一點(diǎn)并不確定，因此常常將前面的點(diǎn)去掉，從清晰可辨的點(diǎn)開始取點(diǎn)，所以D選項也是不必要的.連接鉤碼和小車的細(xì)線需要與長木板平行，否

16、則就要涉及到線的拉力分解問題，選項B是必要的.操作時應(yīng)先接通電源再釋放小車，所以C選項是必要的. (2)根據(jù)題圖甲，x1＝3.80 cm ，x3＝15.70 cm，T＝5×0.02 s＝0.1 s，所以v2＝≈0.60 m/s.標(biāo)出計數(shù)點(diǎn)2的速度如圖所示. (3)作圖如圖所示，由圖象可求出加速度a＝＝1.50 m/s2. 變式4　(2017·嘉興市高二上期末)如圖9甲所示是“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實(shí)驗原理圖. (1)圖乙是某同學(xué)安裝的實(shí)驗器材，請指出其中錯誤或不當(dāng)之處(至少指出兩條) __________________；__________________.

17、 圖9 (2)有關(guān)本實(shí)驗的安裝要求及操作細(xì)節(jié)，正確的是________. A.此實(shí)驗必須把沒有滑輪的一端墊高以平衡摩擦力 B.在釋放小車前，小車應(yīng)停在靠近打點(diǎn)計時器位置處 C.實(shí)驗時應(yīng)先釋放小車，再接通打點(diǎn)計時器的電源 D.實(shí)驗中必須使懸掛鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 答案　 (1)復(fù)寫紙應(yīng)放在紙帶上；應(yīng)使用交流電源；小車應(yīng)該緊靠打點(diǎn)計時器；打點(diǎn)計時器安放錯誤(選擇其中兩條即可)　(2)B 變式5　某同學(xué)利用圖10甲所示的實(shí)驗裝置探究物塊速度隨時間變化的規(guī)律.物塊放在桌面上，細(xì)繩的一端與物塊相連，另一端跨過滑輪掛上鉤碼.打點(diǎn)計時器固定在桌面左端，所用交流電源頻率為50 Hz.紙帶穿

18、過打點(diǎn)計時器連接在物塊上.啟動打點(diǎn)計時器，釋放物塊，物塊在鉤碼的拉力作用下拖著紙帶運(yùn)動.打點(diǎn)計時器打出的紙帶如圖乙所示(圖中相鄰兩點(diǎn)間有4個計時點(diǎn)未畫出). 圖10 根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)分析，該同學(xué)認(rèn)為物塊的運(yùn)動為勻加速運(yùn)動.回答下列問題： (1)在打點(diǎn)計時器打出B點(diǎn)時，物塊的速度大小為________ m/s；在打出D點(diǎn)時，物塊的速度大小為________ m/s.(保留兩位有效數(shù)字) (2)物塊的加速度大小為________ m/s2.(保留兩位有效數(shù)字) 答案　(1)0.56　0.96　(2)2.0 解析　(1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動過程中中間時刻的速度等于該過程的平均速度得，

19、 vB＝＝ m/s＝0.56 m/s， vD＝＝ m/s≈0.96 m/s. (2)根據(jù)題意，物塊的運(yùn)動為勻加速運(yùn)動，則根據(jù)速度公式vD＝vB＋a·2T，代入數(shù)據(jù)整理可以得到a＝2.0 m/s2. 變式6　(2017·嘉興市期末)一位同學(xué)在探究木塊速度隨時間變化的規(guī)律時，在質(zhì)地均勻的水平桌面上將木塊、電火花計時器、紙帶連接成如圖11甲所示的裝置，先接通周期為0.02 s的交流電源，再給木塊一向右的初速度v0，木塊向右運(yùn)動一小段距離后將紙帶拉緊，最后得到如圖乙所示點(diǎn)跡的紙帶，A、B、C、D、E是連續(xù)的五個計數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)間還有一個計時點(diǎn)未畫出，其中AB、DE間距離已標(biāo)出，單位是cm

20、. 圖11 (1)圖乙中C點(diǎn)的讀數(shù)為________ cm，打點(diǎn)計時器打下B點(diǎn)時木塊的速度為________ m/s，木塊運(yùn)動的加速度大小是________m/s2.(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (2)由圖乙紙帶上數(shù)據(jù)判斷，在誤差允許范圍內(nèi)，可以認(rèn)為木塊做的是________(選填“勻加速”或“勻減速”)運(yùn)動 . 答案　(1)3.90(3.88～3.92均可)　0.36(0.35～0.37均可)　2.5(2.4～2.6均可)　(2)勻減速 解析　(1)C點(diǎn)的讀數(shù)為3.90 cm，紙帶上相鄰的兩個計數(shù)點(diǎn)之間還有一個計時點(diǎn)未畫出，所以兩個相鄰的計數(shù)點(diǎn)間的時間T＝0.02×2 s＝

21、0.04 s. vB＝＝×10－2 m/s≈0.36 m/s. 根據(jù)Δx＝aT2得：a＝，解得：a≈2.5 m/s2. (2)因為xAB＝1.25 cm，xBC＝(3.90－2.25) cm＝1.65 cm，xCD＝2.05 cm，xDE＝2.43 cm, 相等時間內(nèi)的位移差近似相等，所以在誤差允許范圍內(nèi)，可以認(rèn)為木塊做勻減速運(yùn)動. 實(shí)驗3：探究求合力的方法 一、實(shí)驗原理 1.合力F′的確定：一個力F′的作用效果和兩個力F1、F2的共同作用效果都是把橡皮條伸長到同一點(diǎn)，則F′就是F1、F2的合力. 2.合力理論值F的確定：根據(jù)平行四邊形定則作出F1、F2的合力F的圖示. 3.平

22、行四邊形定則的驗證：比較F和F′的大小和方向是否相同. 二、實(shí)驗裝置圖及器材 如圖12所示，方木板、白紙、彈簧測力計(兩只)、橡皮條、細(xì)繩套、刻度尺(或三角板)、圖釘(若干). 圖12 三、實(shí)驗步驟 1.釘白紙：用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上. 2.拴繩套：用圖釘把橡皮條的一端固定在A點(diǎn)，橡皮條的另一端拴上兩個細(xì)繩套. 3.兩力拉：用兩只彈簧測力計分別勾住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長到某一位置O，如圖13所示.記錄兩彈簧測力計的讀數(shù)，用鉛筆描下O點(diǎn)的位置及此時兩細(xì)繩套的方向. 圖13 4.一力拉：只用一只彈簧測力計通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位

23、置O，記下彈簧測力計的讀數(shù)和細(xì)繩套的方向. 5.改變兩個力F1和F2的大小和夾角，再重復(fù)實(shí)驗兩次. 四、數(shù)據(jù)處理 1.用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)O沿兩條細(xì)繩方向畫直線，按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，并以F1和F2為鄰邊用刻度尺作平行四邊形，過O點(diǎn)畫平行四邊形的對角線，此對角線即為合力F的圖示. 2.用刻度尺從O點(diǎn)按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出實(shí)驗步驟中彈簧測力計的拉力F′的圖示. 3.比較F與F′是否完全重合或幾乎完全重合，從而驗證平行四邊形定則. 五、注意事項 1.同一實(shí)驗中的兩只彈簧測力計的選取方法是：將兩只彈簧測力計調(diào)零后互鉤對拉，若兩只彈簧測力計在對拉過

24、程中，讀數(shù)相同，則可選；若讀數(shù)不同，應(yīng)另換，直至相同為止. 2.在同一次實(shí)驗中，使橡皮條拉長時，結(jié)點(diǎn)O位置一定要相同. 3.用兩只彈簧測力計鉤住繩套互成角度地拉橡皮條時，夾角不宜太大也不宜太小，在60°～100°之間為宜. 4.實(shí)驗時彈簧測力計應(yīng)與木板平行，彈簧軸線與繩子共線，讀數(shù)時眼睛要正視彈簧測力計的刻度，在合力不超過彈簧測力計量程及橡皮條彈性限度的前提下，拉力的數(shù)值盡量大些. 5.細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長一些，便于確定力的方向.不要直接沿細(xì)繩套的方向畫直線，應(yīng)在細(xì)繩套末端用鉛筆畫一個點(diǎn)，去掉細(xì)繩套后，再將所標(biāo)點(diǎn)與O點(diǎn)連接，即可確定力的方向. 6.在同一次實(shí)驗中，畫力的圖示所選定的標(biāo)度要相

25、同，并且要恰當(dāng)選取標(biāo)度，使所作力的圖示稍大一些. 例3　(2015·浙江10月選考·17)(1)如圖所示，在“探究求合力的方法”實(shí)驗中，下列器材中必須要用的是________. (2)下列兩個學(xué)生實(shí)驗中，必須要測量質(zhì)量、時間和位移的是________. A.用打點(diǎn)計時器測速度 B.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 答案　(1)BD　(2)B 解析　(1)在“探究求合力的方法”實(shí)驗中，需要用彈簧測力計測量合力與分力的大小和方向，需要用刻度尺進(jìn)行作圖分析，所以需要的器材選B、D；(2)用打點(diǎn)計時器測速度的實(shí)驗中，是利用v＝計算速度的，所以不需要測質(zhì)量；而探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗

26、中，加速度要用a＝計算，還要研究在力F一定的情況下a與m的關(guān)系，所以需要測質(zhì)量、時間和位移，故選B. 變式7　(2017·麗水市普通高中質(zhì)量監(jiān)控)東東同學(xué)在做“探究求合力的方法”實(shí)驗時： (1)實(shí)驗室提供了如圖14甲所示的實(shí)驗器材，還需要的器材是________； 圖14 (2)如圖乙，實(shí)驗中需要兩次拉伸橡皮筋：第一次是通過細(xì)繩用兩個彈簧測力計互成角度地拉橡皮筋，第二次是用一個彈簧測力計通過細(xì)繩拉橡皮筋.關(guān)于這兩次拉伸，下列說法正確的是________. A.兩次拉伸只需要記下兩彈簧測力計的讀數(shù) B.兩次拉伸必須將橡皮筋和細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)拉到相同位置 C.用兩個彈簧測力計同時拉時，

27、兩細(xì)繩套所在直線的方向要互相垂直且讀數(shù)要相同 D.用兩個彈簧測力計同時拉時，彈簧及鉤子不與彈簧測力計的外殼及紙面接觸以避免摩擦 答案　(1)三角板或刻度尺　(2)BD 解析　(1)本實(shí)驗需要畫出力的圖示，故需要刻度尺或者三角板.(2)兩次拉伸必須將橡皮筋和細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)拉到相同位置，保證作用效果相同，選項B正確；每一次拉伸都需要記下拉力的大小及方向，選項A錯誤；兩細(xì)繩的拉力以及方向只要作用效果明顯就行，沒有具體要求方向，選項C錯誤；彈簧的拉力應(yīng)盡可能與紙面平行，但不能有摩擦力存在，因為若有摩擦力存在，細(xì)繩的拉力和彈簧測力計的示數(shù)就有偏差，選項D正確. 變式8　(2017·嘉興市高二期末)某

28、小組同學(xué)進(jìn)行“探究求合力的方法”實(shí)驗： (1)下列要求對減小實(shí)驗誤差有益的是________. A.兩細(xì)繩必須等長 B.拉橡皮筋的兩條細(xì)繩夾角越大越好 C.彈簧測力計、細(xì)繩、橡皮筋都應(yīng)與木板平行 D.兩彈簧測力計同時拉細(xì)繩時，都要拉到彈力最大值 圖15 (2)如圖15所示，彈簧測力計的拉力大小為________ N. (3)如圖16所示，用一只彈簧測力計拉橡皮筋時，發(fā)現(xiàn)細(xì)繩與橡皮筋的結(jié)點(diǎn)還沒拉到O點(diǎn)時(O點(diǎn)是用兩只彈簧測力計拉時的結(jié)點(diǎn)位置)，彈簧測力計已經(jīng)達(dá)到最大刻度，解決這一問題的可行辦法是________. 圖16 A.兩彈簧測力計同時拉時，拉力小一點(diǎn) B.兩

29、彈簧測力計同時拉時，夾角大一點(diǎn) C.兩彈簧測力計同時拉時，取特殊夾角 D.兩彈簧測力計同時拉時，拉力大小取值相同 答案　(1)C　(2)2.00　(3)AB 變式9　(2017·金華十校聯(lián)考)根據(jù)要求，完成“探究求合力的方法”實(shí)驗. (1)如圖17甲所示，把白紙固定在木板上后，再把木板豎立在桌面上，用圖釘把橡皮筋的一端固定在A點(diǎn)，另一端B連有兩條輕繩，跨過定滑輪后各拴一細(xì)繩套，分別掛上3個鉤碼和4個鉤碼(每個鉤碼重1 N)，調(diào)整滑輪的位置，穩(wěn)定后結(jié)點(diǎn)位于O處，記下________和兩條細(xì)繩的方向及拉力大小，取下滑輪及鉤碼. 圖17 (2)如圖乙所示，取某單位長度表示1 N，用

30、力的圖示作出兩條細(xì)繩的拉力F1和F2；再用一個彈簧測力計把結(jié)點(diǎn)也拉至O處，記下彈簧測力計的讀數(shù)F′＝________ N和拉力方向，取下彈簧測力計. (3)在圖丙中作出F1和F2的合力F的圖示. 答案　(1)結(jié)點(diǎn)的位置O點(diǎn)　(2)5.0 (3)如圖所示 實(shí)驗4：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 一、實(shí)驗原理 1.探究方法——控制變量法 (1)保持小車質(zhì)量不變，分析加速度與力的關(guān)系. (2)保持小車所受的力不變，改變小車的質(zhì)量，分析加速度與質(zhì)量的關(guān)系. 2.要測量的物理量 (1)小車與其上砝碼的總質(zhì)量； (2)小車受到的拉力； (3)小車的加速度. 二、實(shí)驗裝置圖及器材

31、 如圖18所示，打點(diǎn)計時器、紙帶、復(fù)寫紙、小車、一端附有定滑輪的長木板、小盤、重物、薄木片、細(xì)繩、交流電源、導(dǎo)線、天平、刻度尺、砝碼. 圖18 三、實(shí)驗步驟 1.用天平測出小車和重物(包括小盤)的質(zhì)量分別為M0、m0，并把數(shù)值記錄下來. 2.按實(shí)驗裝置圖將實(shí)驗器材安裝好(小車上不系細(xì)繩). 3.平衡摩擦力，把木板無滑輪的一端下面墊一薄木片，反復(fù)移動其位置，直到打點(diǎn)計時器正常工作后不掛重物(包括小盤)的小車在斜面上做勻速直線運(yùn)動為止(紙帶上相鄰點(diǎn)間距相等). 4.將重物(包括小盤)通過細(xì)繩系在小車上，接通電源放開小車，打點(diǎn)完畢后取下紙帶并在紙帶上標(biāo)上序號，此時所掛重物(包括小盤)

32、的重力m0g，即為小車所受的合力F. 5.保持小車的質(zhì)量不變，改變所掛重物(包括小盤)的重力，重復(fù)步驟4，多做幾次實(shí)驗，并記錄好重物(包括小盤)的重力m1g、m2g……以及加速度，填入表格中. 6.保持小盤中所放重物的質(zhì)量不變，在小車上加放砝碼，并測出小車與所放砝碼的總質(zhì)量M，接通電源，放開小車用紙帶記錄小車的運(yùn)動情況，取下紙帶并在紙帶上標(biāo)上序號. 7.繼續(xù)在小車上加砝碼，重復(fù)步驟6，多做幾次實(shí)驗，并將對應(yīng)的質(zhì)量和加速度填入表格中. 四、數(shù)據(jù)處理 1.計算保持小車質(zhì)量不變時，各次小盤和重物的重力(作為小車的合力)及對應(yīng)紙帶的加速度，填入表中. 2.計算保持小盤中重物的質(zhì)量不變時，各

33、次小車和砝碼的總質(zhì)量及對應(yīng)紙帶的加速度，填入表中. 3.需要記錄各組對應(yīng)的加速度a與小車所受拉力F，然后建立直角坐標(biāo)系，用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示拉力F，描點(diǎn)畫a－F圖象，如果圖象是一條過原點(diǎn)的直線，便證明加速度與作用力成正比.再記錄各組對應(yīng)的加速度a與小車和砝碼總質(zhì)量M，然后建立直角坐標(biāo)系，用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示小車和砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)，描點(diǎn)畫a－圖象，如果圖象是一條過原點(diǎn)的直線，就證明了加速度與質(zhì)量成反比. 五、注意事項 1.一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是調(diào)出一個合適的斜面，使小車的重力沿著斜面方向的分力正好平衡小車所受的摩擦阻力.在平衡摩擦力時，不要把懸掛重物(包

34、括小盤)的細(xì)繩系在小車上，即不要給小車加任何牽引力，并要讓小車拖著紙帶運(yùn)動. 2.整個實(shí)驗平衡了摩擦力后，不管以后是改變重物(包括小盤)質(zhì)量，還是改變小車和砝碼的總質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力. 3.每條紙帶必須在滿足小車與車上所加砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物(包括小盤)質(zhì)量的條件下打出.只有如此，重物(包括小盤)重力才可視為小車受到的拉力. 4.改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計時器，并應(yīng)先接通電源，再放開小車，且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車. 5.作圖象時，要使盡可能多的點(diǎn)在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能均勻分布在所作直線兩側(cè). 6.作圖時兩軸標(biāo)度比例要適當(dāng)，各量須

35、采用國際單位，這樣作圖線時，坐標(biāo)點(diǎn)間距不至于過密，誤差會小些. 例4　(2017·浙江名校協(xié)作體聯(lián)考)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗中，某同學(xué)將實(shí)驗器材組裝好，如圖19甲所示為釋放小車前瞬間的情景. (1)在接通電源進(jìn)行實(shí)驗之前，請你指出圖中的錯誤或不妥之處(寫出兩處即可)：_______ ________________________________________________________________________. 圖19 (2)在使用打點(diǎn)計時器時，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)紙帶有圖乙中的兩種穿法，感到有點(diǎn)猶豫.你認(rèn)為________(選填“A”或“B”)的穿法正確

36、. (3)該同學(xué)通過圖20甲所示裝置打出一條紙帶，如圖乙所示.根據(jù)紙帶的點(diǎn)跡可判斷出實(shí)驗尚未平衡好摩擦力，為進(jìn)一步平衡摩擦力，圖甲中墊塊應(yīng)該向________(選填“左”或“右”)移一些. 圖20 (4)調(diào)整好實(shí)驗裝置后，該同學(xué)順利地完成了實(shí)驗.如圖21是他在實(shí)驗中得到的一條紙帶，圖中相鄰兩計數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔為0.1 s，由圖中的數(shù)據(jù)可算得小車的加速度a＝______ m/s2，當(dāng)打點(diǎn)計時器打下C點(diǎn)時，小車的速度vC＝________ m/s.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) 圖21 答案　(1)a.用了直流電源　b.開始實(shí)驗時，小車離打點(diǎn)計時器太遠(yuǎn)　c.沒平衡摩擦力 (2

37、)B (3)左　(4)0.38(0.34～0.42均可)　0.20(0.19～0.21均可) 解析　(1)電源使用了直流電源、小車未靠近打點(diǎn)計時器、沒有平衡摩擦力. (2)紙帶應(yīng)在復(fù)寫紙的下面，故B的穿法正確. (3)由題圖知，在相同時間內(nèi)兩點(diǎn)間的距離越來越小，說明小車做減速運(yùn)動，由牛頓第二定律知，重力沿斜面方向的分力小于滑動摩擦力，即沒有完全平衡摩擦力，故應(yīng)將墊塊向左移以增加重力沿斜面方向的分力. (4)小車的加速度a＝ ＝≈0.38 m/s2， 由中間時刻的速度等于這段時間上的平均速度，得小車在C點(diǎn)的速度 vC＝＝≈0.20 m/s. 變式10　(2016·臺州市模擬)(

38、1)我們已經(jīng)知道，物體的加速度a同時跟合外力F和質(zhì)量m兩個因素有關(guān).研究這三個物理量之間定量關(guān)系的思想方法是___________________________. (2)某同學(xué)的實(shí)驗方案如圖22所示，她想用砂桶的重力表示小車受到的合外力F，為了減小這種做法帶來的實(shí)驗誤差，她先做了兩方面的調(diào)整措施： 圖22 a.用小木塊將長木板無滑輪的一端墊高，目的是______________________. b.使砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，目的是使拉小車的力近似等于________________. (3)該同學(xué)利用實(shí)驗中打出的紙帶求加速度時，處理方案有兩種： A.利用公式a＝計算

39、B.根據(jù)a＝利用逐差法計算 兩種方案中，你認(rèn)為選擇方案________比較合理. 答案　(1)控制變量法 (2)a.平衡摩擦力　b.砂桶的重力　(3)B 解析　(1)研究三個物理量之間定量關(guān)系的思想方法是控制變量法. (2)用小木塊將長木板無滑輪的一端墊高，目的是平衡摩擦力.想用砂桶的重力表示小車受到的合外力F，為了減小這種做法帶來的實(shí)驗誤差，應(yīng)使砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，目的是使拉小車的力近似等于砂桶的重力. (3)利用實(shí)驗中打出的紙帶求加速度時，需要根據(jù)a＝利用逐差法計算，方案B比較合理. 變式11　在“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗中，某小組同學(xué)實(shí)驗時先正確平衡摩擦力，

40、并利用鉤碼和小車之間連接的力傳感器測出細(xì)線上的拉力，改變鉤碼的個數(shù)，確定加速度與細(xì)線上拉力F的關(guān)系. (1)下列圖象中能表示該同學(xué)實(shí)驗結(jié)果的是________. (2)某次實(shí)驗中打出如圖23所示的紙帶(打點(diǎn)計時器電源的頻率為50 Hz)，則這個加速度值a＝________m/s2.(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 圖23 答案　(1)A　(2)0.80 解析　(1)平衡摩擦力后，細(xì)線拉力等于合力，而加速度與合力成正比，其關(guān)系圖線應(yīng)該為直線，故選A； (2)T＝5T0＝0.1 s，根據(jù)公式Δx＝aT2得：0.035 3 cm－0.019 3 cm＝2aT2代入數(shù)據(jù)得到：a＝ m/

41、s2＝0.80 m/s2. 變式12　(2017·金華市期末)某同學(xué)設(shè)計了一個探究加速度a與物體所受合外力F及質(zhì)量M的關(guān)系實(shí)驗.如圖24為實(shí)驗裝置簡圖，A為小車，B為打點(diǎn)計時器，C為裝有砂的砂桶(總質(zhì)量為m)，D為一端帶有定滑輪的長木板. 圖24 (1)若保持砂和砂桶質(zhì)量m不變，改變小車質(zhì)量M，分別得到小車加速度a與質(zhì)量M及對應(yīng)的數(shù)據(jù)如表格所示. 次數(shù) 1 2 3 4 5 小車加速度a/(m·s－2) 0.99 0.74 0.50 0.34 0.25 小車質(zhì)量M/kg 0.25 0.33 0.50 0.75 1.00 小車質(zhì)量倒數(shù)/kg－1 4

42、.00 3.00 2.00 1.33 1.00 根據(jù)表格數(shù)據(jù)，為直觀反映F不變時a與M的關(guān)系，請在如圖25所示的方格坐標(biāo)紙中選擇恰當(dāng)?shù)奈锢砹拷⒆鴺?biāo)系，并作出圖線. 圖25 (2)從圖線中得到F不變時，小車加速度a與質(zhì)量M之間存在的關(guān)系是________. (3)某位同學(xué)在探究a與F的關(guān)系時，把砂和砂桶的總重力當(dāng)作小車的合外力F，作出a－F圖線如圖26所示，試分析圖線不過原點(diǎn)的原因是__________. 圖26 答案　(1)見解析圖　(2)成反比　(3)實(shí)驗前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分 解析　(1)根據(jù)表格數(shù)據(jù)，通過描點(diǎn)，作出圖線，如圖所示. (2

43、)從圖線中得到F不變時，小車加速度a與質(zhì)量M之間存在的關(guān)系是成反比. (3)圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，F(xiàn)不為零時，加速度仍為零，知實(shí)驗前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分. 1.(2017·湖州市期末)圖1甲中的器材被稱為電火花計時器的是________(選填“A”或“B”)，其裝置使用的電源是圖乙中的________(選填“A”“B”“C”或“D”). 圖1 答案　B　D 2.(2017·浙江11月選考·17)在做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗中， (1)下列儀器需要用到的是________(多選). (2)下列說法正確的是________(多選). A.先釋放

44、紙帶再接通電源 B.拉小車的細(xì)線應(yīng)盡可能與長木板平行 C.紙帶與小車相連端的點(diǎn)跡較疏 D.輕推小車，拖著紙帶的小車能夠勻速下滑，說明摩擦力已被平衡 (3)如圖2所示是實(shí)驗時打出的一條紙帶，A、B、C、D…為每隔4個點(diǎn)取的計數(shù)點(diǎn)，據(jù)此紙帶可知小車在D點(diǎn)的速度大小為________ m/s(小數(shù)點(diǎn)后保留兩位). 圖2 答案　(1)AD　(2)BD　(3)0.21±0.01 3.(2017·溫州十校高三期末)(1)在實(shí)驗室做力學(xué)實(shí)驗時會經(jīng)常用到“重物”，請為下列實(shí)驗從圖3中選擇最合適的“重物”(填編號)： 圖3 ①探究彈簧彈力大小與伸長量的關(guān)系________；②驗證機(jī)械能

45、守恒________. (2)某同學(xué)利用如圖4所示的實(shí)驗裝置，探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動規(guī)律.物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動，重物落地后，物塊再運(yùn)動一段距離停在桌面上(尚未到達(dá)滑輪處)，從紙帶上便于測量的點(diǎn)開始，每5個點(diǎn)取1個計數(shù)點(diǎn)，相鄰計數(shù)點(diǎn)間的距離如圖5所示，打點(diǎn)計時器電源的頻率為50 Hz. 圖4 圖5 ①通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊開始減速的時刻位于(　　) A.計數(shù)點(diǎn)5和6之間某時刻 B.計數(shù)點(diǎn)6和7之間某時刻 C.計數(shù)點(diǎn)7和8之間某時刻 ②計數(shù)點(diǎn)6對應(yīng)的速度大小為________ m/s，減速過程的加速度大小為________ m/s2.(保留三位有效數(shù)字)

46、答案　(1)①B?、贏　(2)①B　②1.20　2.00 解析　(1)①探究彈簧彈力大小與伸長量的關(guān)系是要通過增減鉤碼的個數(shù)來改變彈力大小的，所以選擇B；②驗證機(jī)械能守恒時，只需要一個重物即可，所以選擇A； (2)①從紙帶上的數(shù)據(jù)分析得知：在計數(shù)點(diǎn)6之前，兩點(diǎn)之間的位移逐漸增大，是加速運(yùn)動，在計數(shù)點(diǎn)7之后，兩點(diǎn)之間的位移逐漸減小，是減速運(yùn)動，所以物塊在相鄰計數(shù)點(diǎn)6和7之間某時刻開始減速.②做勻變速直線運(yùn)動的物體，某一時間內(nèi)的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度，所以第5個計數(shù)點(diǎn)的速度v5＝＝×10－2 m/s≈1.00 m/s；由平均速度的定義得，第5個計數(shù)點(diǎn)和第6個計數(shù)點(diǎn)之間的平均速度

47、56＝＝×10－2 m/s≈1.10 m/s，做勻變速直線運(yùn)動的物體，某一時間內(nèi)的平均速度等于這段時間初、末速度之和的一半，因此56＝，解得v6＝1.20 m/s.根據(jù)逐差法，物塊減速運(yùn)動過程中加速度a＝×10－2 m/s2≈－2.00 m/s2，負(fù)號表示減速運(yùn)動. 4.實(shí)驗中，如圖6所示為一次記錄小車運(yùn)動情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數(shù)點(diǎn)，相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔T＝0.1 s. 圖6 (1)根據(jù)紙帶可判定小車做________運(yùn)動. (2)根據(jù)紙帶計算各點(diǎn)瞬時速度：vD＝________ m/s，vC＝__________ m/s，vB＝__________ m/s

48、.以A點(diǎn)為零時刻，在如圖7所示坐標(biāo)系中作出小車的v－t圖線，并根據(jù)圖線求出a＝________. 圖7 (3)將圖線延長與縱軸相交，交點(diǎn)速度的物理意義是__________________________________. 答案　(1)勻加速直線　(2)3.90　2.64　1.38　見解析圖　12.60 m/s2　(3)零時刻小車經(jīng)過A點(diǎn)的速度 解析　(1)根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)可知 xBC－xAB＝xCD－xBC＝xDE－xCD＝12.60 cm， 故小車做勻加速直線運(yùn)動. (2)根據(jù) ＝可知 vD＝＝ m/s＝3.90 m/s vC＝＝ m/s＝2.64 m/s vB＝

49、＝ m/s＝1.38 m/s 描點(diǎn)連線得如圖所示v－t圖線，根據(jù)圖線斜率知 a＝12.60 m/s2. (3)圖線與縱軸交點(diǎn)速度的物理意義是零時刻小車經(jīng)過A點(diǎn)的速度. 5.如圖8所示是探究求合力的方法的實(shí)驗裝置，實(shí)驗中，需要將橡皮筋的一端固定在水平木板上，另一端系上兩根細(xì)繩(細(xì)繩的末端都有繩套)，實(shí)驗中需用兩個________分別鉤住繩套，并互成角度地拉橡皮筋.某同學(xué)認(rèn)為在此過程中必須注意以下幾項： 圖8 A.兩根細(xì)繩盡可能等長 B.橡皮筋應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同一直線上 C.在使用彈簧測力計時要注意使彈簧測力計與木板平面平行 其中正確的是________(填入相應(yīng)的

50、字母). 兩位同學(xué)在實(shí)驗時得到的實(shí)驗結(jié)果如圖9所示，其中有一位同學(xué)操作有誤.則圖中________(選填“a”或“b”)的實(shí)驗結(jié)果與事實(shí)不符. 圖9 答案　彈簧測力計　C　b 解析　實(shí)驗中需用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套，并互成角度地拉橡皮筋；為方便實(shí)驗操作、減小實(shí)驗誤差，細(xì)線應(yīng)適當(dāng)長些，兩根細(xì)繩不需要等長，選項A錯誤；為減小實(shí)驗誤差，兩繩間夾角應(yīng)適當(dāng)大些，橡皮筋并不一定與兩繩夾角的平分線在同一直線上，選項B錯誤；為減小實(shí)驗誤差，在使用彈簧測力計時要注意使彈簧測力計與木板平面平行，選項C正確.由于實(shí)驗中存在誤差，兩彈簧測力計的合力方向與一個彈簧測力計拉橡皮筋時的拉力方向不可能完全相同

51、，且一個彈簧測力計拉橡皮筋時，拉力與橡皮筋在一條直線上，故b圖實(shí)驗結(jié)果與事實(shí)不相符. 6.如圖10為“探究求合力的方法”實(shí)驗，三個細(xì)繩套L1、L2、L3共系于一個結(jié)點(diǎn)，另一端分別系于輕質(zhì)彈簧測力計A、B和重物M上，A掛于固定點(diǎn)P.手持B拉動細(xì)繩，使結(jié)點(diǎn)靜止于O點(diǎn). 圖10 (1)某次實(shí)驗中A的指針位置如圖所示，其讀數(shù)為____________N； (2)實(shí)驗時要在貼于豎直木板的白紙上，記錄_____________________________________、 ________和L1、L2、L3的方向及M的重力. (3)下列實(shí)驗要求中必要的是________(填選項的字母代

52、號). A.彈簧測力計需要在實(shí)驗前進(jìn)行校零 B.細(xì)繩套方向應(yīng)與木板平面平行 C.需要用托盤天平測量重物M的質(zhì)量 D.彈簧測力計B始終保持水平 答案　(1)2.00　(2)O點(diǎn)的位置　A、B的示數(shù)　(3)AB 解析　(1)A的讀數(shù)為2.00 N；(2)實(shí)驗時要在貼于豎直木板的白紙上，記錄O點(diǎn)的位置、A、B的示數(shù)和L1、L2、L3的方向及M的重力；(3)彈簧測力計需要在實(shí)驗前進(jìn)行校零，選項A正確；細(xì)繩套方向應(yīng)與木板平面平行，以減小實(shí)驗誤差，選項B正確；不需要用托盤天平測量重物M的質(zhì)量，選項C錯誤；彈簧測力計B不一定要始終保持水平，選項D錯誤. 7.某實(shí)驗小組同學(xué)用如圖11所示裝置“探

53、究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”. 圖11 (1)在研究物體加速度與力的關(guān)系時，保持不變的物理量是________(只需填A(yù)或B). A.小車質(zhì)量 B.塑料桶和桶中砝碼的質(zhì)量 (2)實(shí)驗中，首先要平衡摩擦力，具體做法是________(只需填A(yù)或B). A.在塑料桶中添加砝碼，使小車帶著紙帶勻速運(yùn)動 B.取下塑料桶，墊起長木板的一端，使小車帶著紙帶勻速運(yùn)動 (3)實(shí)驗中要使小車的質(zhì)量________(選填“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”)塑料桶和桶中砝碼的質(zhì)量，才能認(rèn)為細(xì)繩對小車的拉力等于塑料桶和砝碼的重力. 答案　(1)A　(2)B　(3)遠(yuǎn)大于 解析　(1)該實(shí)驗采用了“控制變量法

54、”，在研究物體加速度與力的關(guān)系時，保持不變的物理量是小車的質(zhì)量，故A正確，B錯誤. (2)為了使繩子的拉力等于小車受到的合外力，在進(jìn)行實(shí)驗之前要進(jìn)行平衡摩擦力，具體做法是：適當(dāng)墊高長木板不帶定滑輪的一端，輕推未掛塑料桶的小車，恰使拖有紙帶的小車勻速下滑.故A錯誤，B正確. (3)設(shè)繩子上的拉力為F，對小車根據(jù)牛頓第二定律有：F＝Ma ① 對塑料桶和砝碼有：mg－F＝ma ② 由①②解得：F＝＝ 由此可知當(dāng)M?m時，才能認(rèn)為塑料桶和砝碼的重力等于細(xì)繩對小車的拉力. 8.小張和小楊同學(xué)在實(shí)驗室中進(jìn)行探究“加速度與力的關(guān)系”實(shí)驗. 為提高實(shí)驗的準(zhǔn)確度，他們設(shè)計了如圖12所示

55、的實(shí)驗方案.將力傳感器固定在小車上，通過力傳感器可以直接顯示細(xì)線拉力的大小. 圖12 (1)采用力傳感器測量細(xì)線拉力與用重物重力代替拉力的方法相比，下列說法正確的是________. A.可以不用平衡摩擦力 B.利用此實(shí)驗裝置還需要測量重物的質(zhì)量 C.重物的質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車和力傳感器的總質(zhì)量 D.直接測量出小車(包括力傳感器)所受的拉力，可以減小誤差 (2)圖13是某同學(xué)在此實(shí)驗中獲得的一條紙帶，其中兩相鄰計數(shù)點(diǎn)間有四個點(diǎn)未畫出，已知打點(diǎn)計時器用的交流電源的頻率為50 Hz，則小車運(yùn)動的加速度a＝________ m/s2. 圖13 (3)保持小車和力傳感器的總質(zhì)量一定，改變重物的質(zhì)量，測出相應(yīng)的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù).請同學(xué)們根據(jù)測量數(shù)據(jù)在圖14上作出a－F圖象. 圖14 (4)根據(jù)作出的a－F圖線，分析實(shí)驗可能存在的問題是________. A.平衡摩擦力時長木板的傾角過大 B.平衡摩擦力不夠 答案　(1)D　(2)0.39　(3)如圖所示 (4)B 解析　(2)a＝＝0.39 m/s2. (4)分析a－F圖象，a＝0時所對應(yīng)的F不為0，因此選B. 26