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    5．在“探究加速度与质量的关系”，某小组设计了如图1所示的实验，他们将光电门固定在气垫轨道上的某点B处，调节气垫导轨水平后，用重力为F的钩码，经绕过滑轮的细线拉滑块，每次滑块从同一位置A由静止释放，测出遮光条通过光电门的时间t．改变滑块的质量重复上述实验．记录的数据及相关计算如下表．

    （1）保持砝码和小桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m数据如下表：
    次   数123456789
    小车加速度a/m•s-21.981.721.481.251.000.750.480.500.30
    小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.710.751.001.67
    根据上表数据，为直观反映F不变时a与m的关系，请在图2方格坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系，并作出图线．（如有需要，可利用上表中空格）
    （2）由图线得出的实验结论是：当拉力一定时，a与m成反比
    （3）该小组同学还想测出滑块与导轨间的摩擦力，设AB间距离为s，遮光条宽度为d，设滑块质量为m时，砝码的对滑块的拉力为F，光电门显示的时间为t，摩擦力的表达式为F-$\frac{m{d}^{2}}{2s{t}^{2}}$．

    分析 （1）为研究a与m的关系，作a与$\frac{1}{m}$的关系关系图线，注意选取好标度．
    （2）图线不通过坐标原点，当F为某一值时，加速度为零，知平衡摩擦力不足．
    （3）小车做匀变速直线运动，根据速度v=$\frac{d}{t}$和位移关系v2-v02=2as可以求出加速度的大小，再结合牛顿第二定律求解f．

    解答 解：（1）先求出质量的倒数，如下图：

    为研究a与m的关系，作a与$\frac{1}{m}$的关系关系图线，如图．

    （2）根据图线是一条过原点的倾斜的直线可知，当拉力一定时，a与m成反比．
    （3）滑块通过光电门的速度v=$\frac{d}{t}$，根据2as=v2得a=$\frac{（\frac{d}{t}）^{2}}{2s}$，
    根据牛顿第二定律得：a=$\frac{F-f}{m}$，解得：f=F-$\frac{m{d}^{2}}{2s{t}^{2}}$．
    故答案为：（1）如图所示；（2）当拉力一定时，a与m成反比；（3）F-$\frac{m{d}^{2}}{2s{t}^{2}}$．

    点评 本题要注意作图要做直线图，直线形象、直观，便于说明规律，对于课本中的基本力学实验，无论形式如何变化，只要根据所学基本物理知识，弄清其实验原理，熟练应用所学物理知识，即可找到解决问题的突破口．

    练习册系列答案
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    15．汽车由静止开始在平直的公路上行驶，0～60s内汽车的加速度随时间变化的图线如图所示．
    （1）画出汽车在0～60s内的v-t图线；
    （2）由图象求在这60s内汽车行驶的位移大小．
    （3）求出汽车的速度v=10m/s所对应的时刻．

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    16．以下说法中正确的是 （　　）
    A．光的偏振现象说明光是一种纵波
    B．相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关
    C．麦克斯韦预言并用实验验证了电磁波的存在
    D．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光变为红光，则条纹间距变宽

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    13．在下列各物体中，可以视为质点的物体有（　　）
    A．百米赛跑中正在冲刺的运动员
    B．表演精彩动作的芭蕾舞演员
    C．研究运动的汽车轮胎上各质点的运动情况
    D．研究公路上行驶的汽车的速度

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    20．2014年4月17日，美国太空总署艾姆斯研究中心科学家昆塔纳领导的团队宣布，利用开普勒太空望远镜发现迄今“跟地球最相似”的行星．如图所示，假若“跟地球最相似”的行星具有磁性，其中虚线是磁感线，实线是宇宙射线（宇宙中一种带有大能量的带电粒子流），则以下说法正确的是（　　）
    A．a端是行星磁场的N极，b端是行星磁场的S极
    B．从a、b端射入行星的宇宙射线，可能在a、b端不发生偏转
    C．从上往下看，此行星自身的环形电流的方向应为逆时针
    D．图中来自宇宙射线中带负电的粒子流②向垂直纸面向外的方向偏转

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    10．喷墨打印机的简化如图所示，重力可忽略的墨汁微滴，以相同速度v垂直于电场方向飞入极板间，最终打在纸上，若某段时间内（　　）
    A．电势能逐渐增大B．运动轨迹是抛物线
    C．运动轨迹与初速度v无关D．比荷相同的微滴轨迹形同

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    17．了解物理规律的发现过程，学会像科学家的发现和思考，往往比掌握知识更重要，以下符合事实的是（　　）
    A．牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速运动
    B．库仑总结得出了电荷间的相互作用的规律，并最早用实验得出了元电荷电量
    C．卡文迪许测出了静电力常量
    D．伽利略提出力不是维持物体运动的原因

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    14．在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时，采用如图1示的实验装置．小车及车中的砝码质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示．
    （1）当M与m的大小关系满足m?M时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力．
    （2）某一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实  验，其具体操作步骤如下，以下做法正确的是B．
    A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑
    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，再接通打点计时器的电源
    D．用天平测出m以及小车质量M，小车运动的加速度可直接用公式a=$\frac{mg}{M}$求出
    （3）另两组同学保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度a与所受外力F的关系，由于他们操作不当，这两组同学得到的a-F关系图象分别如图2A和图2B
    所示，其原因分别是：
    图2A：不再满足砝码和盘的质量远小于小车的质量；
    图2B：没有平衡摩擦力或木板的倾角过小．

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    15．坡度为30°的斜坡上有一个物体，静止时受到重力G、斜坡对物体的支持力P（垂直于斜面）及沿斜坡向上的拉力F等三个力的作用．设|G|=20N，则当F多大时物体保持平衡不动？

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