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    16．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图1所示的装置．

    （1）在探究加速度与质量的关系实验中，下列做法正确的是B
    A．平衡摩擦力时，应将装沙的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上
    B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
    C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源
    D．小车运动的加速度可从天平测出装沙小桶和沙的质量m以及小车质量M，直接用公式a=$\frac{m}{M}g$求出．
    （2）如果a-$\frac{1}{m}$图象是通过原点的一条直线，则说明B
    A．物体的加速度a与质量m成正比    B．物体的加速度a与质量m成反比
    C．物体的质量m与加速度a成正比    D．物体的质量m与加速度a成反比
    （3）该同学通过数据的处理作出了a-F图象，如图2所示，则
    ①图中的直线不过原点的原因是平衡摩擦力时木板的右端垫得过高；
    ②图中的直线发生弯曲的原因是随着F的增大不再满足沙和沙桶质量远小于小车质量，即不再满足m＜＜M．

    分析 平衡摩擦力时，将小车拖到穿过打点计时器的纸带，轻推小车，若小车能够做匀速直线运动，摩擦力得到平衡，实验时，先接通电源后释放小车．
    a-$\frac{1}{m}$图象是通过原点的一条直线说明：a=k$\frac{1}{m}$，即物体的加速度a与质量m成反比；
    平衡摩擦力时，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，由图象可知，还没有挂重物时，小车已经产生了加速度，由此可知图象不过原点的原因．

    解答 解：（1）A、平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，轻轻推动小车，是小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动．故A错误．
    B、每次改变小车的质量时，小车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正确．
    C、实验时，若先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理．故C错误．
    D、小车运动的加速度是利用打点计时器测量，如果用天平测出m以及小车质量M，直接用公式求出，这是在直接运用牛顿第二定律计算的，而我们实验是在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系．故D错误．
    故选：C
    （2）A、a-$\frac{1}{m}$图象是通过原点的一条直线说明：a=k$\frac{1}{m}$，即物体的加速度a与质量m成反比．故A错误，B正确．
    C、D：物体的质量是物体的固有属性，不会受到外界条件的影响（如：受力，运动状态，在火星上还是地球上等），故C、D错误．
    故选：B
    （3）①图中当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时，小车的加速度不为0，说明小车的摩擦力小于重力的分力，所以原因是实验前木板右端垫得过高，即平衡摩擦力过度导致．
    ②设小车的加速度为a，绳子拉力为F，以砂和砂桶为研究对象得：
    mg-F=ma
    以小车为研究对象F=Ma
    解得：a=$\frac{mg}{m+M}$
    故：F=Ma=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$
    所以要使得绳子拉力等于砂和砂桶的重力大小，必有m＜＜M，
    而不满足m＜＜M时，随m的增大物体的加速度a逐渐减小．
    故图象弯曲的原因是：随着F的增大不再满足沙和沙桶质量远小于小车质量，即不再满足m＜＜M．
    故答案为：（1）B
    （2）B．
    （3）平衡摩擦力时木板的右端垫得过高；随着F的增大不再满足沙和沙桶质量远小于小车质量，即不再满足m＜＜M．

    点评 解决本题的关键知道实验的原理以及实验需注意的事项，掌握平衡摩擦力的方法，注意不能将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    2．“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁式打点计时器（所用交流电的频率为50Hz），得到如图1所示的纸带．图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来．
    （1）下列表述正确的是C．

    A．实验时应先放开纸带再接通电源
    B．（x6-x1）等于（x2-x1）的6倍
    C．从纸带可求出计数点B对应的速率
    D．相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s
    （2）我国交流电的频率为50Hz．因此打点计时器每隔0.02s打一个点．如图2所示为某次实验时打出的一条纸带，图中1、2、3、4为依次选定的计数点，根据图中标出的数据可以判定物体做匀加速直线运动，判断的根据是△xⅠ=△xⅡ，加速度是6m/s2．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    7．如图甲所示为用拉力传感器和速度传感器“探究加速度与物体受力的关系”实验装置．用拉力传感器记录小车受到的拉力大小，在长木板上的A、B两点各安装一个速度传感器，分别记录小车到达A、B时的速率，A、B相距L=48.0cm．

    （1）实验主要步骤如下：
    ①将拉力传感器固定在小车上；
    ②平衡摩擦力，让小车在没有拉力作用时能做匀速直线运动；
    ③把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；
    ④接通电源后自C点释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB
    ⑤改变所挂钩码的数量，重复④的操作．
    （2）表中记录了实验测得的几组数据，vB2-vA2是两个速度传感器记录速率的平方差，则加速度的表达式a=$\frac{{{v}_{B}^{2}-v}_{A}^{2}}{2L}$（用题中已知的符号表示），请将表中第3次的实验数据填写完整（结果保留三位有效数字）；
    次数F（N）vB2-vA2（m2/s2）a（m/s2）
    10.600.770.80
    21.041.611.68
    31.422.34
    42.624.654.84
    53.005.495.72
    （3）由实验数据，得出a-F关系图线和理论图线如图乙，对比两图线，造成上述偏差的原因是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    4．如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O．轻绳OB水平且B端与放置在水平面上的质量为m2的物体乙相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°，物体甲、乙均处于静止状态．（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）求：
    （1）若将乙用销钉固定在水平面上，已知轻绳OA能承受的最大拉力150N，轻绳OB能承受的最大拉力为100牛，轻绳OC不会断，为保证绳子都不会断裂，求OC段绳子能悬挂的物体甲的质量最大不得超过多少？
    （2）今去掉销钉，若物体乙的质量m2=8kg，物体乙与水平面之间的动摩
    擦因数为μ=0.15，则欲使物体乙在水平面上不滑动，物体甲的质量m1最大不能超过多少？

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    11．一质量m=2.0kg的小物块以一定的初速度冲上一倾角为37°足够长的斜面，某同学利用传感器测出了小物块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度，并用计算机 做出了小物块上滑过程的速度-时间图线，如图所示．（取sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）求：
    （1）小物块与斜面间的动摩擦因数；
    （2）小物块冲上斜面所能达到的最高点距斜面底端的距离．

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    1．以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是（　　）
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    D．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
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    8．一辆汽车，以初速度v0=10m/s，加速度a=1m/s2做匀加速直线运动，求：
    （1）汽车10s末的瞬时速度大小
    （2）汽车10s内的位移大小．

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    5．“嫦娥二号”进入环月轨道后，分别在距月球表面最远100km，最近15km高度的轨道上做圆周运动，此高度远小于月球的半径，设“嫦娥二号”绕月与月绕地的转动方向同向．已知地球的质量为月球质量的k倍，月球绕地球运行的轨道半径为月球的半径的n倍，月球绕地球运行的周期为T．若某时刻“嫦娥二号”距地球最远，经△t时间“嫦娥二号”距地球最近，则△t不可能为（　　）
    A．$\frac{T}{2（1-\sqrt{\frac{k}{{n}^{3}}}）}$B．$\frac{T}{2（\sqrt{\frac{{n}^{3}}{k}}-1）}$C．$\frac{T}{2（\sqrt{\frac{k}{{n}^{3}}}-1）}$D．$\frac{T}{2（1-\sqrt{\frac{{n}^{3}}{k}}）}$

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    6．一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后，着陆在该行星上．飞船上备有以下实验器材：①精确秒表一只；②已知质量为m的物体一个；③弹簧秤一个．若宇航员在绕行时及着陆后各作了一次测量，依据测量数据，可求出该星球的半径R及星球的质量M（已知万有引力常量为G，忽略行星的自转）．
    （1）宇航员两次测量的物理量分别应是飞船在靠近行星的轨道上运行的周期T、着陆后质量为m的物体的重力F
    （2）用所测数据求出该星球的半径R表达式$R=\frac{F{T}^{2}}{4{π}^{2}m}$；质量M的表达式$M=\frac{{F}^{3}{T}^{4}}{15{π}^{4}G{m}^{3}}$．

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