2．如圖1所示為為“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．

某同學(xué)用此實(shí)驗(yàn)裝置研究物體加速度和合外力的關(guān)系．
①本實(shí)驗(yàn)中，平衡小車所受的阻力時(shí)調(diào)整木板右端的高度，用手輕推小車，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列間距相等的點(diǎn)．為了保證在改變所掛砝碼的質(zhì)量時(shí)，小車所受的拉力近似等于所掛物體的重力，則應(yīng)滿足的條件是砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
②在該實(shí)驗(yàn)中必須采用控制變量法，應(yīng)保持小車的質(zhì)量不變，用所掛物體的重力作為小車所受外力，據(jù)所打出紙帶計(jì)算出小車的加速度．
③改變所掛砝碼的質(zhì)量，多次重復(fù)測量．在某次實(shí)驗(yàn)中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出a-F關(guān)系圖線（如圖2所示）．
a．分析此圖線的OA段可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是當(dāng)小車質(zhì)量不變時(shí)，小車的加速度與合外力成正比
b．此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是C
A．小車與木板之間存在摩擦B．長木板保持了水平狀態(tài)
C．所掛砝碼的總質(zhì)量太大D．所用小車的質(zhì)量太大．

分析 ①因打點(diǎn)時(shí)間相同，則可根據(jù)打點(diǎn)間隔是否相等，來確定是否平衡；為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時(shí)，小車所受的拉力近似不變，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)該遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量；
②研究加速度和力與質(zhì)量的關(guān)系，采用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法；
③根據(jù)a-F圖線得出加速度與合外力的關(guān)系，圖線偏離直線的原因是沒有使小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量．

解答 解：①實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力，調(diào)整木板右端的高度，用手輕推小車，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列間距相等的點(diǎn)；
設(shè)小車的質(zhì)量為M，砝碼和砝碼盤的質(zhì)量為m，設(shè)繩子上拉力為F，
以整體為研究對象有mg=（m+M）a，解得：a=$\frac{mg}{M+m}$，
以M為研究對象有繩子的拉力：F=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}$=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，
當(dāng)M＞＞m時(shí)才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于砝碼和砝碼盤的重力．
所以為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時(shí)，小車所受的拉力近似不變，
小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)該遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量．
②研究物體加速度和合外力的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保證小車質(zhì)量不變；
③a、圖線為過原點(diǎn)的直線，說明當(dāng)小車質(zhì)量不變時(shí)，小車的加速度與合外力成正比；
b、此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是所掛砝碼的總質(zhì)量太大，不在滿足砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，故選C．
故答案為：①間距相等；砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量；②小車的質(zhì)量；③a、當(dāng)小車質(zhì)量不變時(shí)，小車的加速度與合外力成正比；b、C．

點(diǎn)評 本實(shí)驗(yàn)采用控制變量法進(jìn)行研究，在實(shí)驗(yàn)中抓住兩個(gè)認(rèn)為：1、認(rèn)為繩子的拉力等于小車的合力，（前提需平衡摩擦力）2、認(rèn)為鉤碼的總重力等于繩子的拉力，（前提是小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量）．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

12．如圖所示，一個(gè)厚度不計(jì)的圓環(huán)A，緊套在長度為L的圓柱體B的上端，A、B兩者的質(zhì)量均為m．A與B之間的最大靜摩擦力與滑動摩擦力相同，其大小為kmg（k＞1）．A、B由離地H高處由靜止開始落下，觸地后能豎直向上彈起，觸地時(shí)間極短，且能量損失，A環(huán)運(yùn)動過程中未落地．則下列說法正確的是（　　）
A．B與地第一次碰撞后，B上升的最大高度是$\frac{H}{k+1}$
B．B與地第一次碰撞后，B上升的最大高度是$\frac{H}{k-1}$
C．B與地第一次碰撞后，當(dāng)A與B剛相對靜止時(shí)，B離地面的高度是$\frac{H（k-1）}{{k}^{2}}$
D．B與地第一次碰撞后，當(dāng)A與B剛相對靜止時(shí)，B離地面的高度是$\frac{H（k+1）}{{k}^{2}}$

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

13．“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對小車?yán)大小等于細(xì)砂和小桶的總重力．回答下列問題：

（1）為了消除小車與木板之間摩擦力的影響可采取的做法是：將長木板不帶滑輪的一段適當(dāng)墊高，以平衡摩擦力
某同學(xué)在探究加速度與力的關(guān)系時(shí)，保持小車的質(zhì)量不變，改變小桶中細(xì)砂的質(zhì)量，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了a-F圖線如圖所示，發(fā)現(xiàn)該圖線未通過坐標(biāo)原點(diǎn)，試分析可能的原因是：沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
（2）在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，保持細(xì)砂和小桶的質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，得到小車加速度a與質(zhì)量m的數(shù)據(jù)如下表：
12345
小車加速度a/m/s20.780.380.250.200.16
小車質(zhì)量m/kg0.200.400.600.801.00
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，描繪出a-m圖象如圖所示：
觀察圖甲，可猜想在拉力F一定的情況下a與m的關(guān)系可能是：a∝m-1、a∝m-2、a∝m-3、…，為了驗(yàn)證猜想，請?jiān)趫D乙中作出更直觀反映a與m之間關(guān)系的圖象．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

10．我國于2013年12月發(fā)射了“嫦娥三號”衛(wèi)星，該衛(wèi)星在距月球表面H處的環(huán)月軌道Ⅰ上做勻速圓周運(yùn)動，其運(yùn)行的周期為T，隨后“嫦娥三號”在該軌道上A點(diǎn)采取措施，降至近月點(diǎn)高度為h的橢圓軌道Ⅱ上，如圖所示．若以R表示月球的半徑，忽略月球自轉(zhuǎn)及地球?qū)πl(wèi)星的影響，萬有引力常量為G，求：
（1）月球的質(zhì)量
（2）月球的第一宇宙速度
（3）“嫦娥三號”在圖中橢圓軌道Ⅱ上的周期．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

17．在平直的公路上，汽車由靜止開始做勻加速運(yùn)動，當(dāng)速度達(dá)到vm，立即關(guān)閉發(fā)動機(jī)而滑行直到停止，v-t圖線如圖所示，汽車的牽引力大小為F1，摩擦力大小為F2，全過程中，牽引力做功為W1，克服摩擦力做功為W2，則（　�。�
A．F1：F2=1：3B．F1：F=3：1C．W1：W2=1：1D．W1：W2=1：3

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

7．物體做下列幾種運(yùn)動，其中遵守機(jī)械能守恒的是（　�。�
A．在水平面內(nèi)做勻變速直線運(yùn)動B．在豎直方向做勻速直線運(yùn)動
C．自由落體運(yùn)動D．在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

14．物理課上，老師做了一個(gè)奇妙的“跳環(huán)實(shí)驗(yàn)”．如圖所示，她把一個(gè)帶鐵芯的線圈L、開關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來后，將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過套環(huán)．閉合開關(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻跳起．某同學(xué)另找來器材再探究此實(shí)驗(yàn)．他連接好電路，經(jīng)重復(fù)實(shí)驗(yàn)，線圈上的套環(huán)均未動．對比老師演示的實(shí)驗(yàn)，下列四個(gè)選項(xiàng)中，導(dǎo)致套環(huán)未動的原因可能是（　�。�
A．線圈接在了直流電源上B．所用套環(huán)不是閉合圓環(huán)
C．電源電壓過高D．所選線圈的匝數(shù)過多

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

11．三個(gè)同學(xué)根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)條件，進(jìn)行了“探究平拋運(yùn)動規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)：
（1）甲同學(xué)采用如圖甲所示的裝置．用小錘打擊彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向彈出，同時(shí)B球被松開，自由下落，觀察到兩球同時(shí)落地，改變小錘打擊的力度，即改變A球被彈出時(shí)的速度，兩球仍然同時(shí)落地，這說明平拋運(yùn)動的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動．
（2）乙同學(xué)采用如圖乙所示的裝置．兩個(gè)相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球 P、Q，其中N的末端與可看作光滑的水平板相切；兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D；調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度，使AC=BD，從而保證小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度v0相等，現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，使兩小鐵球能以相同的初速度v0同時(shí)分別從軌道M、N的下端射出．實(shí)驗(yàn)可觀察到的現(xiàn)象應(yīng)是P球擊中Q球．僅僅改變弧形軌道M的高度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這說明平拋運(yùn)動的物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動．
（3）丙同學(xué)采用頻閃攝影的方法拍攝到如圖丙所示的小球做平拋運(yùn)動的照片．圖中每個(gè)小方格的邊長為L=25cm，則由圖可求得拍攝時(shí)每0.05s曝光一次，該小球平拋的初速度大小為1.0m/s（g取9.8m/s2）．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

12．圖1為“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．砂和砂桶的總質(zhì)量為m，小車和砝碼的總質(zhì)量為M．實(shí)驗(yàn)中用砂和砂桶總重力的大小作為細(xì)線對小車?yán)Φ拇笮。?br />
（1）實(shí)驗(yàn)中，為了使細(xì)線對小車的拉力等于小車所受的合外力，先調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細(xì)線與長木板平行．接下來還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是B．
A．將長木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，調(diào)節(jié)m的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運(yùn)動，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動．
B．將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨�，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動．
C．將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋啡ゼ垘б约吧昂蜕巴�，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運(yùn)動．
（2）使小車質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)   砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量大于（填“大于”或“小于”）
（3）右圖2為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖，圖中相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為0.51m/s2．（保留兩位有效數(shù)字）加速度方向?yàn)橄蜃螅ㄌ钕蜃�、向右�?br />（4）該同學(xué)把砝碼和砝碼的總重量作為小車的拉力，并依次測出了小車的加速度．然后畫出了如圖3所示的
圖象，該圖象雖是一條直線，但不通過坐標(biāo)原點(diǎn)．原因是：沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

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同步練習(xí)冊答案