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    18．在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图1所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车拖动的纸带打上的点计算出．

    （1）当M与m的大小关系满足M＞＞m时，才可以认为绳对小车的拉力   大小等于盘及盘中砝码的重力．
    （2）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与$\frac{1}{M}$的图象．
    （3）如图（a），甲同学根据测量数据做出的a-F图线，说明实验存在的问题是平衡摩擦力时木板倾角过大．
    （4）乙、丙同学用同一装置做实验，用相同的标度画出了各自得到的
    a-F图线，如图（b）所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？两小车及车上砝码的总质量不同
    （5）在“验证牛顿第二定律”的实验中，以下做法正确的是B
    A．平衡摩擦力时，应将小盘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．求小车运动的加速度时，可用天平测出小盘和砝码的质量m以及小车及车中砝码的质量M，直接用公式a=$\frac{mg}{M}$求出
    （6）实验时得到的如图3的图线AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是C
    A．小车与轨道之间存在摩擦       B．导轨保持了水平状态
    C．小盘和砝码的质量m太大       D．小车及车中砝码的质量M太大．

    分析 （1）要求在什么情况下才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力，需求出绳子的拉力，而要求绳子的拉力，应先以整体为研究对象求出整体的加速度，再以M为研究对象求出绳子的拉力，通过比较绳对小车的拉力大小和盘和盘中砝码的重力的大小关系得出只有m＜＜M时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力；
    （2）反比例函数图象是曲线，而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系；正比例函数图象是过坐标原点的一条直线，就比较容易判定自变量和因变量之间的关系；
    （3）图中没有拉力时就产生了加速度，说明平衡摩擦力时木板倾角过大；
    （4）a-F图象的斜率等于物体的质量，故斜率不同则物体的质量不同；
    （5）在“验证牛顿第二定律”的实验中，通过控制变量法，先控制m一定，验证a与F成正比，再控制F一定，验证a与m成反比；实验中用勾码的重力代替小车的合力，故要通过将长木板左端垫高来平衡摩擦力和使小车质量远大于小盘（包括盘中的砝码）质量来减小实验的误差！实验时先接通电源后释放纸带；
    （6）知道钩码所受的重力代替小车所受合外力的条件即可分析．

    解答 解：（1）以整体为研究对象有mg=（m+M）a
    解得a=$\frac{mg}{m+M}$
    以M为研究对象有绳子的拉力F=Ma=$\frac{Mmg}{m+M}$
    显然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力．
    （2）根据牛顿第二定律F=Ma，a与M成反比，而反比例函数图象是曲线，而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系，故不能作a-M图象；但a=$\frac{F}{M}$，
    故a与$\frac{1}{M}$成正比，而正比例函数图象是过坐标原点的一条直线，就比较容易判定自变量和因变量之间的关系，故应作a-$\frac{1}{M}$图象；
    （3）图中没有拉力时就产生了加速度，说明平衡摩擦力时木板倾角过大．
    （4）由图可知在拉力相同的情况下a乙＞a丙，
    根据F=ma可得m=$\frac{F}{a}$，即a-F图象的斜率等于物体的质量，且m乙＜m丙．故两人的实验中小车及车中砝码的总质量不同．
    （5）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、实验时先接通电源后释放纸带，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a=$\frac{mg}{M}$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：B
    （6）本实验要探索“加速度和力的关系”所以应保持小车的总质量不变，钩码所受的重力作为小车所受合外力；由于OA段a-F关系为一倾斜的直线，所以在质量不变的条件下，加速度与外力成正比；设小车的质量为M，钩码的质量为m，由实验原理得：
    mg=Ma
    得：a=$\frac{mg}{M}=\frac{F}{M}$，
    而实际上a′=$\frac{mg}{m+M}$，可见AB段明显偏离直线是由于没有满足M＞＞m造成的，即小盘和砝码的质量m太大，故C正确，ABD错误．
    故选：C
    故答案为：（1）M＞＞m；（2）$\frac{1}{M}$；（3）平衡摩擦力时木板倾角过大；（4）两小车及车上砝码的总质量不同；（5）B；（6）C．

    点评 解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项，注意只有当钩码的质量远小于小车的总质量时，钩码所受的重力才能作为小车所受外力，难度适中．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    8．某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ．步骤如下：
    （1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲，由图可知其长度50.15mm；用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图乙可知其直径4.700mm；用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘示数如图丙所示，则该电阻的阻值约为220Ω．

    （2）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：
    A．金属丝L，长度为L0，直径为D；
    B．电流表A1，量程15mA，内阻275Ω）；
    C．电流表A2，量程600μA，内阻850Ω）；
    D．电压表V，量程10V，内阻约10kΩ）；
    E．电阻R1，阻值为100Ω，起保护作用；
    F．滑动变阻器R2，总阻值约20Ω；
    G．电池E，电动势1.5V，内阻很小
    H．开关S；导线若干
    为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在图丁虚线框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号．
    （3）若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等，由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ=0.076Ωm．（保留两位有效数字）

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    9．如图是甲、乙两位同学在做本实验时分别得到的两幅图，其中F是用平行四边形作图得到的合力，F′是通过实验测得的合力，则哪幅图是符合实验事实的？甲（填“甲”或“乙”）

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    6．图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图．
    （1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：ACE．
    A．通过调节使斜槽的末端保持水平
    B．每次释放小球的位置必须不同
    C．每次必须由静止释放小球
    D．记录小球位置用的木条（或凹槽）每次必须严格地等距距离下降
    E．小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触
    F．将小球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
    （2）图乙是通过频闪照相得到的照片，每个格的边长L=5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图所示，则该频闪照相的周期为0.1s，小球做平抛运动的初速度为1.5m/s；过B点的速度为2.5m/s．（g=10m/s2）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    13．额定电压为4.0V的直流电动机的线圈电阻为1.0Ω，正常工作时，电动机线圈每秒产生的热量为4.0J，下列计算结果正确的是（　　）
    A．电动机正常工作时的电流强度为2.0A
    B．电动机正常工作时的输出功率为8.0W
    C．电动机每秒将电能转化成机械能为16.0J
    D．电动机正常工作时的输入功率为4.0W

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    3．（1）某同学用游标卡尺测量一圆柱体的长度l，如图甲所示，由图可读出l=1.27cm．

    （2）在“研究匀变速直线运动”的实验中得到一条纸带，如图乙所示，O、A、B、C、D、E、F是纸带上的七个计数点，每相邻两个计数点间有四个点没有画出，用s1、s2、s3、s4、s5、s6表示相邻两个计数点间的距离，在纸带的上方用毫米刻度尺测量计数点间的距离，已知打点计时器所接电源的频率为50Hz，那么，打D点时纸带的速度大小为0.10m/s；纸带加速度的大小为0.21m/s2．（上述计算结果均保留两位有效数字）

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    10．如图甲所示，矩形导线框abcd放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，处于强度B随时间变化的图象如图乙所示，t=0时刻，磁感应强度的方向垂直导线框向里．若规定导线框中感应电流逆时针方向为正，则在0～4s时间内，线框中的感应电流i，以及线框的ab边所受安培力F随时间变化的图象为下图中的（安培力取向左为正方向）
    （　　）
    A．B．C．D．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    7．一列货车以v1=28.8km/h的速度在平直铁路上运行，由于调度事故，在大雾中后面相距s0=600m处有一列客车以v2=72km/h的速度在同一铁轨上驶来，客车司机发现货车后立即紧急制动，为不使两车相撞，客车的制动加速度至少多大？设货车速度不变．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    8．某一电阻值可变的用电器，当电阻为R，通过的电流强度为I时，在时间t内产生的热量为Q；若将电阻调为2R，电流强度变为$\frac{1}{3}$I，则在时间t内产生的热量为（　　）
    A．$\frac{1}{9}$QB．$\frac{2}{9}$QC．$\frac{4}{9}$QD．$\frac{4}{3}$Q

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