7．(2011·南京检测)某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，图实－4－13(a)所示为实验装置简图．(交流电的频率为50 Hz)

图实－4－13

(1)图实－4－13(b)所示为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s².(保留两位有效数字)

(2)保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据如下表：

　 　请在图实－4－14所示的坐标纸中画出a－图线，并由图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是____________________．

图实－4－14

解析：(1)由逐差法得

a＝＝

＝m/s²

≈3.2 m/s²

(2)如图所示，a＝ N

答案：见解析

6．(2011·济宁模拟)若测得某一物体质量m一定时，a与F的有关数据资料如下表所示：

(1)根据表中数据，画出a－F图象．

(2)根据图象判定：当m一定时，a与F的关系为______________________．

(3)若甲、乙两同学在实验过程中，由于没有按照正确步骤进行实验，处理数据后得出如图实－4－12所示的a－F图象．

图实－4－12

试分析甲、乙两同学可能存在的问题：

甲：_______________________________________________________________；

乙：______________________________________________________________.

解析：(1)若a与F成正比，则图象是一条过原点的直线．同时，因实验中不可避免地出现误差，研究误差产生的原因，从而减小误差，增大实验的准确性，则在误差允许范围内图象是一条过原点的直线即可．连线时应使直线过尽可能多的点，不在直线上的点应大致对称地分布在直线两侧，离直线较远的点应视为错误数据，不予以考虑．描点画图如图所示．

(2)由图可知a与F的关系是正比例关系．

(3)图中甲在纵轴上有较大截距，说明绳对小车拉力为零时小车就有加速度a₀，可能是平衡摩擦力过度所致．乙在横轴上有截距，可能是实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够．

答案：(1)见解析　(2)正比例关系

(3)平衡摩擦力时木板抬的过高　没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够

5．(2011·济南实验中学模拟)(1)现要验证“当质量一定时，物体运

动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律．给定的

器材如下：一倾角可以调节的长斜面(如图实－4－10所示)、

小车、计时器一个、米尺．　　　　　　　　　　　　　　　　 图实－4－10

(1)填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响)：

①让小车自斜面上方一固定点A₁从静止开始下滑至斜面底端A₂，记下所用的时间t.

②用米尺测量A₁与A₂之间的距离x，则小车的加速度a＝________.

③用米尺测量A₁相对于A₂的高度h.设小车所受重力为mg，则小车所受合外力F＝

_______.

④改变________________________，重复上述测量．

⑤以h为横坐标，1/t²为纵坐标，根据实验数据作图．如能得到一条过原点的直线，则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律．

(2)在“验证牛顿运动定律”的实验中，实验装置如图实－4－11甲所示，有一位同学通过实验测量作出了图乙中的A图线．试分析：

图实－4－11

①A图线不通过坐标原点的原因是_______________________________________；

②A图线上部弯曲的原因是____________________________________________．

4．(2011·广州联考)某同学在做加速度和力、质量的关系的实验中，测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示：

(1)根据表中的数据在图实－4－9所示的坐标中作出a－F图象；

图实－4－9

(2)图象的斜率的物理意义是________________________________________；

(3)图象(或延长线)与F轴的截距的物理意义是________________________；

(4)小车和砝码的总质量为________ kg.

解析：(1)选取适当的标度，作出a－F图象如图所示．

(2)由F＝Ma得a＝，可见图象的斜率为小车和砝码的总质量的倒数．

(3)图象与F轴的截距表示加速度恰好为零时的拉力，也即是小车受到的阻力，大小为0.1 N.

(4)由图可知图线斜率k＝1(kg^－1)，由k＝可得：M＝1 kg.

答案：(1)见解析图　(2)小车和砝码的总质量的倒数

(3)小车受到的阻力为0.1 N　(4)1

3．(2011·阳江模拟)为了探究加速度与力的关系，使用如图实－4－8所示的气垫导轨装置进行实验．其中G₁、G₂为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G₁、G₂光电门时，光束被遮挡的时间Δt₁、Δt₂都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m.回答下列问题：

图实－4－8

(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位？

答：____________________________________________________________________.

(2)若取M＝0.4 kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是

__________．

A．m₁＝5 g　　　　B．m₂＝15 g

C．m₃＝40 g　 　　　　　　　D．m₄＝400 g

(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，求得的加速度的表达式为

____________________________________________________________________．

(用Δt₁、Δt₂、D、x表示)

2．(2011·台州模拟)如图实－4－7所示，在探究牛顿运动定律的演示实验中，若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F₁、F₂，车中所放砝码的质量分别为m₁、m₂，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x₁、x₂，则在实验误差允许的范围内，有(　)

图实－4－7

A．当m₁＝m₂、F₁＝2F₂时，x₁＝2x₂

B．当m₁＝m₂、F₁＝2F₂时，x₂＝2x₁

C．当m₁＝2m₂、F₁＝F₂时，x₁＝2x₂

D．当m₁＝2m₂、F₁＝F₂时，x₂＝2x₁

解析：当m₁＝m₂、F₁＝2F₂时，由F＝ma可知，a₁＝2a₂，再由x＝at²可得：x₁＝2x₂，故A正确，B错误；当m₁＝2m₂、F₁＝F₂时，a₁＝a₂，再由x＝at²可得：x₁＝x₂，故C错误，D正确．

答案：AD

1．关于“验证牛顿运动定律”的实验，下列说法中符合实际的是　　　　　　　 (　)

A．通过同时改变小车的质量m及受到的拉力F的研究，能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系

B．通过保持小车质量不变，只改变小车的拉力的研究，就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系

C．通过保持小车受力不变，只改变小车质量的研究，就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系

D．先不改变小车质量，研究加速度与力的关系；再不改变受力，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系

解析：验证牛顿运动定律的实验，是利用控制变量法，探究加速度a与合外力F、物体质量m的关系，故D项正确．

答案：D

3．(2011·广州模拟)“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图实－6－8所示的甲或乙方案来进行．甲方案为用自由落体实验验证机械能守恒定律，乙方案为用斜面小车实验验证机械能守恒定律．

图实－6－8

(1)比较这两种方案，________(填“甲”或“乙”)方案好一些，理由是

________________________________________________________________________．

(2)图丙所示是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图所示，已知

每两个计数点之间的时间间隔T＝0.1 s．物体运动的加速度a＝________；该纸带是

采用__________(填 “甲”或“乙”)实验方案得到的．简要写出判断依据

______________________________．

解析：(1)机械能守恒的前提是只有重力做功，实际操作的方案中应该使摩擦力越小越

好．故甲方案好一些．

(2)a＝≈4.8 m/s²

因a远小于g，故为斜面上小车下滑的加速度．所以该纸带采用图乙所示的实验方

案．

2．在用图实－6－7所示的实验装置来验证机械能守恒定律时，某同学的以下说法中正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　)

图实－6－7

A．必须用秒表测出重物下落的时间

B．实验操作时，注意手提着纸带使重物靠近打点计时器，先接通打点计时器电源，然后松开纸带

C．如果打点计时器不竖直，重物下落时，其重力势能有一部分消耗在纸带摩擦上，就会造成重力势能的变化小于动能的变化

D．验证时，可以不测量重物的质量或重力

1．如图实－6－6所示是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带，我们选N点来验证机械能守恒定律．下面举出一些计算打N点时纸带下落速度的方法，其中正确的是(T为打点周期)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　)

图实－6－6

A．N点是第n个点，则v_N＝gnT

B．N点是第n个点，则v_N＝g(n－1)T

C．v_N＝

D．v_N＝

解析：物体下落的实际加速度小于g，不能采用公式v＝gt计算打N点时纸带下落速度，

N点的速度为x_n和x_n+1段的平均速度，v_N＝，C项正确．

答案：C