13．在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，采用圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車(chē)及車(chē)中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤(pán)及盤(pán)中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車(chē)的加速度可由小車(chē)后拖動(dòng)的紙帶由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打上的點(diǎn)計(jì)算出．

（1）當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿(mǎn)足m＜＜M時(shí)，才可以認(rèn)為繩對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)及盤(pán)中砝碼的重力．
（2）一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持盤(pán)及盤(pán)中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車(chē)及車(chē)中砝碼的質(zhì)量，測(cè)出相應(yīng)的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù)．為了比較容易地確定出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該作a與$\frac{1}{M}$的圖象．
（3）如圖（a）為甲同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出的a-F圖線，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題是沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
（4）乙、丙同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn)．畫(huà)出了各自得到的a-F圖線如圖（b）所示，兩個(gè)同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)的哪一個(gè)物理量取值不同？小車(chē)及車(chē)中砝碼的總質(zhì)量不同；經(jīng)分析可比較該物理量乙、丙誰(shuí)更大丙．

分析 （1）要求在什么情況下才可以認(rèn)為繩對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)和盤(pán)中砝碼的重力，需求出繩子的拉力，而要求繩子的拉力，應(yīng)先以整體為研究對(duì)象求出整體的加速度，再以M為研究對(duì)象求出繩子的拉力，通過(guò)比較繩對(duì)小車(chē)的拉力大小和盤(pán)和盤(pán)中砝碼的重力的大小關(guān)系得出只有m＜＜M時(shí)才可以認(rèn)為繩對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)和盤(pán)中砝碼的重力．
（2）反比例函數(shù)圖象是曲線，而根據(jù)曲線很難判定出自變量和因變量之間的關(guān)系；正比例函數(shù)圖象是過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線，就比較容易判定自變量和因變量之間的關(guān)系．
（3）圖B中圖象與橫軸的截距大于0，說(shuō)明在拉力大于0時(shí)，加速度等于0，即合外力等于0．
（4）a-F圖象的斜率等于物體的質(zhì)量，故斜率不同則物體的質(zhì)量不同．

解答 解：①以整體為研究對(duì)象有mg=（m+M）a
解得：a=$\frac{mg}{m+M}$，
以M為研究對(duì)象有繩子的拉力F=Ma=$\frac{mg}{m+M}$mg，
顯然要有F=mg必有m+M=M，故有m＜＜M，即只有m＜＜M時(shí)才可以認(rèn)為繩對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)和盤(pán)中砝碼的重力．
②根據(jù)牛頓第二定律F=Ma，a與M成反比，而反比例函數(shù)圖象是曲線，而根據(jù)曲線很難判定出自變量和因變量之間的關(guān)系，故不能作a-M圖象；
但a=$\frac{F}{M}$，故a與$\frac{1}{M}$ 成正比，而正比例函數(shù)圖象是過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線，就比較容易判定自變量和因變量之間的關(guān)系，故應(yīng)作a-$\frac{1}{M}$ 圖象．
③圖B中圖象與橫軸的截距大于0，說(shuō)明在拉力大于0時(shí)，加速度等于0，說(shuō)明物體所受拉力之外的其他力的合力大于0，即沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
④由圖可知在拉力相同的情況下a乙＞a丙，
根據(jù)F=ma可得m=$\frac{F}{a}$，即a-F圖象的斜率等于物體的質(zhì)量，且m乙＜m丙．
故兩人的實(shí)驗(yàn)中小車(chē)及車(chē)中砝碼的總質(zhì)量不同．
故答案為：
①m＜＜M；
②$\frac{1}{M}$；
③沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；
④小車(chē)及車(chē)中砝碼的總質(zhì)量不同，丙．

點(diǎn)評(píng) 只要真正掌握了實(shí)驗(yàn)原理就能順利解決此類(lèi)實(shí)驗(yàn)題目，而實(shí)驗(yàn)步驟，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理都與實(shí)驗(yàn)原理有關(guān)，故要加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的學(xué)習(xí)和掌握．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

12．下列是關(guān)于物理學(xué)研究方法或物理學(xué)史的幾種說(shuō)法，其中敘述正確的是（　�。�
A．探究求合力的方法實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了控制變量法
B．用點(diǎn)電荷來(lái)代替實(shí)際帶電體運(yùn)用了理想模型法
C．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，并測(cè)出了引力常量
D．法拉第明確了制造發(fā)電機(jī)的科學(xué)依據(jù)，使電能在生產(chǎn)生活中大規(guī)模應(yīng)用成為可能

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

13．如圖所示，遙控賽車(chē)比賽中的一個(gè)規(guī)定項(xiàng)目是“飛躍壕溝”，比賽要求是：賽車(chē)從起點(diǎn)出發(fā)，沿水平直軌道運(yùn)動(dòng)，在B點(diǎn)飛出后越過(guò)“壕溝”，落在平臺(tái)EF段．已知賽車(chē)的額定功率P=12.0W，賽車(chē)的質(zhì)量m=1.0kg，在水平直軌道上受到的阻力f=2.0N，B、E兩點(diǎn)的高度差h=1.25m，BE的水平距離x=1.5m．賽車(chē)車(chē)長(zhǎng)不計(jì)，空氣阻力不計(jì)．g取10m/s2．
（1）若賽車(chē)在水平直軌道上能達(dá)到最大速度，求最大速度vm的大小；
（2）要使賽車(chē)越過(guò)壕溝，求賽車(chē)在B點(diǎn)速度至少多大；若該速度是賽車(chē)從靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)到達(dá)的最大速度，求賽車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；
（3）若比賽中賽車(chē)以額定功率運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)速度vA=1m/s，求賽車(chē)在A點(diǎn)時(shí)加速度大�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

1．在如圖所示裝置中，m1由輕質(zhì)滑輪懸掛在繩間，兩物體質(zhì)量分別為m1、m2，懸點(diǎn)a、b間的距離遠(yuǎn)大于滑輪的直徑，不計(jì)一切摩擦，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，則（　　）
A．α一定等于βB．m1一定大于m2C．m1可能等于2m2D．m1不可能等于m2

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

8．為測(cè)量某金屬絲的電阻率，截取了其中的一段，用游標(biāo)卡尺測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度L，用螺旋測(cè)微器測(cè)得其直徑為D．結(jié)果如圖所示，由此讀出L=109.30mm．金屬絲的直徑D=1.780mm．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

18．如圖所示，xOy平面內(nèi)有一半徑為R的圓形區(qū)域，區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，左半圓磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向里，右半圓磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向外．一平行于y軸的長(zhǎng)導(dǎo)體棒ab以速度v沿x軸正方向做勻速運(yùn)動(dòng)，則導(dǎo)體棒ab兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E（取b點(diǎn)電勢(shì)高時(shí)為正）與導(dǎo)體棒位置x關(guān)系的圖象是（　�。�
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

5．如圖所示，是用光電計(jì)時(shí)器等器材做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)．圖甲中a、b分別是光電門(mén)的激光發(fā)射和接收裝置．圖（乙）中在滑塊上安裝一遮光板，把滑塊放在水平氣墊導(dǎo)軌上，并通過(guò)跨過(guò)定滑輪的細(xì)繩與鉤碼相連．測(cè)得滑塊（含遮光板）質(zhì)量為M、鉤碼質(zhì)量為m、遮光板寬度為d、當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間．將滑塊在圖示位置釋放后，光電計(jì)時(shí)器記錄下遮光板先后通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的時(shí)間分別為△t1、△t2．

（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光板寬度，測(cè)量結(jié)果如圖（丙）所示，則讀數(shù)為1.015cm．
（2）若實(shí)驗(yàn)中測(cè)得兩光電門(mén)中心之間的距離為L(zhǎng)，本實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證機(jī)械能守恒的表達(dá)式為：$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fracb3lfrdx{△{t}_{2}}$）2=mgL+$\frac{1}{2}$（M+m）（$\fracfh1pjnf{△{t}_{1}}$）2（用題目中給定的字母表示）．
（3）若測(cè)得的系統(tǒng)動(dòng)能增加量大于重力勢(shì)能減少量，請(qǐng)分析可能的原因氣墊導(dǎo)軌的左側(cè)偏高．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

2．如圖甲所示，絕緣輕質(zhì)細(xì)繩一端固定在方向相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的O點(diǎn)，另一端連接帶正電的小球，小球電荷量q=6×10-7C，在圖示坐標(biāo)中，電場(chǎng)方向沿豎直方向，坐標(biāo)原點(diǎn)O的電勢(shì)為零．當(dāng)小球以2m/s的速率繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)繩上的拉力剛好為零．在小球從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中，軌跡上每點(diǎn)的電勢(shì)φ隨縱坐標(biāo)y的變化關(guān)系如圖乙所示，重力加速度g=10m/s2．則下列判斷正確的是（　�。�
A．勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為3.2×106v/m
B．小球重力勢(shì)能增加最多的過(guò)程中，電勢(shì)能減少了0.024J
C．小球做順時(shí)針?lè)较虻膭蛩賵A周運(yùn)動(dòng)
D．小球所受的洛倫茲力的大小為0.03N

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

3．在探究物體的加速度a與物體所受外力F、物體質(zhì)量M間的關(guān)系時(shí)，采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置．小車(chē)及車(chē)中的砝碼質(zhì)量用M表示，盤(pán)及盤(pán)中的砝碼質(zhì)量用m表示．

①當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿(mǎn)足M＞＞m時(shí)，才可以認(rèn)為繩子對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)和砝碼的重力．
②某一組同學(xué)先保持盤(pán)及盤(pán)中的砝碼質(zhì)量m一定來(lái)做實(shí)驗(yàn)，其具體操作步驟如下，以下做法正確的是B．
A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤(pán)及盤(pán)中的砝碼用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車(chē)上
B．每次改變小車(chē)的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車(chē)，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
D．用天平測(cè)出m以及小車(chē)質(zhì)量M，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度可直接用公式a=$\frac{mg}{M}$求出
③另外一組同學(xué)保持小車(chē)及車(chē)中的砝碼質(zhì)量M一定，探究加速度a與所受外力F的關(guān)系，由于他們操作不當(dāng)，這組同學(xué)得到的a-F關(guān)系圖象如圖2所示，其原因是：沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

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