在探究加速度與物體質(zhì)量，物體受力的關(guān)系實驗中，實驗裝置如圖乙所示：一木塊在水平光滑長木板上，左側(cè)拴有一不可伸長的細軟線，跨過固定的木板邊緣的滑輪與一重物相連，重物的質(zhì)量為m．木板右側(cè)與穿過打點計時器的紙帶相連，在重物牽引下，木塊與木板向左做勻加速運動．圖甲給出了打點計時器在紙帶上打出的一些連續(xù)的點，它們之間的距離分別為S₁．S₂．S₃．S₄．S₅．S₆，打點計時器所用交流電周期為T．根據(jù)給以上數(shù)據(jù)求：
（1）木塊的加速度a=______．
（2）關(guān)于本實驗，下列措施不正確的是？______
A．為了減少誤差，木塊的質(zhì)量應(yīng)遠大于重物的質(zhì)量
B．應(yīng)采用控制變量法研究加速度與物體質(zhì)量及物體受力的關(guān)系
C．為了研究加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系，可作出a-m關(guān)系圖象
D．實驗前將木板右端稍墊高，直至木塊在細線未掛上重物時能沿木板勻速下

某同學用如圖1所示裝置“研究物體的加速度與外力關(guān)系，他將光電門固定在氣墊軌道上的某點B處，調(diào)節(jié)氣墊導軌水平后，用重力為F的鉤碼，經(jīng)繞過滑輪的細線拉滑塊，每次滑塊從同一位置A由靜止釋放，測出遮光條通過光電門的時間t．改變鉤碼個數(shù)，重復上述實驗．記錄的數(shù)據(jù)及相關(guān)計算如下表．

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5
F/N	0.49	0.98	1.47	1.96	2.45
t/（ms）	40.4	28.6	23.3	20.2	18.1
t2/（ms）2	1632.2	818.0	542.9	408.0	327.6
1 t2 /[×10-4(ms)-2]	6.1	12.2	18.4	24.5	30.6

①為便于分析F與t的關(guān)系，應(yīng)作出______的關(guān)系圖象，并在坐標紙上作出該圖線
②由圖線直接得出的實驗結(jié)論是：______
③設(shè)AB間的距離為s，遮光條的寬度為d，請你推導出物體的加速度a與時間t的關(guān)系式為______．
④綜合②、③可得出物體的加速度與外力關(guān)系為：______．

在用打點計時器測定勻變速直線運動的加速度的實驗中，如圖是一次實驗所記錄的六個計數(shù)點（相鄰兩計數(shù)點之間有四個打出的計時點未標出）的數(shù)據(jù)，則小車的加速度的大小為______米/秒²，A、F點間平均速度的大小為______米/秒．

從高空下落的雨點打在人身上并不可怕，說明其速度不會很大；一位同學猜想這可能是由于運動物體受空氣阻力的大小與其速度有關(guān)，于是定下了“在其他條件相同的情況下，運動物體所受空氣阻力與運動速度關(guān)系”的研究課題，實驗設(shè)計方案和實驗過程如下．
實驗器材：一個頂部有一個小孔的薄殼塑料球、膠泥、天平、超聲測距測速儀等．
實驗方法：用超聲測距測速儀等儀器測量小孔向上的塑料球空中豎直下落時的下落距離、速度隨時間變化的規(guī)律．
實驗步驟：A．用天平測量空球的質(zhì)量m，
B．測量球在空中下落過程中不同時刻的下落位移，將數(shù)據(jù)填入表格中，如表所示；

時刻（ s ）	下落位移 （ m ）
0.0	0.0
0.4	0.045
0.8	0.399
1.2	0.798
1.6	1.198
2.0	x

C．用天平稱出與空球質(zhì)量相等的三份膠泥，每次把一份膠泥從小孔填入球中，使球的總質(zhì)量分別為m₂=2m，m₃=3m、m₄=4m；
每填入一份膠泥后，讓球從空中下落，記錄下落過程中不同時刻的速度，由此得到總質(zhì)量不同時球下落的 4 組速度-時間圖線如坐標圖所示：圖線 ①為總質(zhì)量為 m 時的圖線，②、③、④分別是總質(zhì)量為m₂、m₃、m₄時的圖線．對實驗數(shù)據(jù)進行分析、歸納后，得出結(jié)論．請你為他回答下列問題：
（l）表格中 x 處的數(shù)值為______．
（2）各條圖線的共同特點是：在下落的開始階段做______運動，最后做______運動．
（3）比較圖線 ①和 ④在 1.0～1.5s時間段內(nèi)，兩者速度隨時間變化關(guān)系的差異是______．
（4）從圖線可大致得出空氣阻力 f 與速度大小的函數(shù)關(guān)系為f=______．
（5）簡略地回答根據(jù)圖線和有關(guān)的物理規(guī)律怎樣分析出運動物體所受空氣阻力與運動速度的關(guān)系．

（1）圖1是電子射線管示意圖．接通電源后，電子射線由陰極沿x軸方向射出，在熒光屏上會看到一條亮線．要使熒光屏上的亮線向下（z軸負方向）偏轉(zhuǎn)，在下列措施中可采用的是______．（填選項代號）
A．加一磁場，磁場方向沿z軸負方向
B．加一磁場，磁場方向沿y軸正方向
C．加一電場，電場方向沿z軸負方向
D．加一電場，電場方向沿y軸正方向



（2）某同學用圖2所示的實驗裝置研究小車在斜面上的運動．
實驗步驟如下：
a．安裝好實驗器材．
b．接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿平板斜面向下運動，重復幾次．選出一條點跡比較清晰的紙帶，舍去開始密集的點跡，從便于測量的點開始，每兩個打點間隔取一個計數(shù)點，如圖3中0、1、2、…6點所示．
c．測量1、2、3、…6計數(shù)點到0計數(shù)點的距離，分別記做：S₁、S₂、S₃…S₆．
d．通過測量和計算，該同學判斷出小車沿平板做勻加速直線運動．
e．分別計算出S₁、S₂、S₃…S₆與對應(yīng)時間的比值

S1

t  1

、

S2

t2

、

S3

t3

…

S6

t6

．
f．以

S

t

為縱坐標、t為橫坐標，標出

S

t

與對應(yīng)時間t的坐標點，畫出

S

t

-t圖線．



結(jié)合上述實驗步驟，請你完成下列任務(wù)：
①實驗中，除打點計時器（含紙帶、復寫紙）、小車、平板、鐵架臺、導線及開關(guān)外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有______和______．（填選項代號）
A．電壓合適的50Hz交流電源      B．電壓可調(diào)的直流電源   C．刻度尺    D．秒表    E．天平    F．重錘
②將最小刻度為1mm的刻度尺的0刻線與0計數(shù)點對齊，0、1、2、5計數(shù)點所在的位置如圖4所示，則S₂=______cm，S₅=______cm．
③該同學在圖5中已標出1、3、4、6計數(shù)點對應(yīng)的坐標點，請你在該圖中標出與2、5兩個計數(shù)點對應(yīng)的坐標點，并畫出

S

t

-t圖線．
④根據(jù)

S

t

-t圖線判斷，在打0計數(shù)點時，小車的速度v₀=______m/s；它在斜面上運動的加速度a=______m/s²．

如圖所示的實驗裝置可以驗證牛頓第二定律，小車上固定盒子，盒子內(nèi)一個盛有沙子．
（1）驗證在質(zhì)量不變的情況下，加速度與合外力成正比
從盒子中取出一些沙子，裝入沙桶中，稱量并記錄沙桶的總重力mg，將該力視為合外力F，對應(yīng)的加速度a則從打下的紙帶中計算得出．多次改變合外力F的大小，每次都會得到一個相應(yīng)的加速度．本次實驗中，桶內(nèi)的沙子取自小車中．故系統(tǒng)的總質(zhì)量不變．以合外力F為橫軸，以加速度a為縱軸，畫出a-F圖象，圖象是一條過原點的直線．
①a-F圖象斜率的物理意義是______
②你認為把沙桶的總重力，增當作合外力F是否合理？答：______（填“合理”或“不合理”）
③本次實驗中，是否應(yīng)該滿足懸掛的沙桶總質(zhì)量一定要遠遠小于小車（包括盛沙的盒及盒 內(nèi)的砂）的總質(zhì)量？答：______（填“是”或“否”）；理由是______．
（2）驗證在合外力不變的情況下，加速度與質(zhì)量成反比
保持桶內(nèi)沙子質(zhì)量不變，在盒子內(nèi)添加或去掉一些沙子，驗證加速度與質(zhì)量的關(guān)系．本次實驗中，桶內(nèi)的沙子總質(zhì)量不變，故系統(tǒng)的所受的合外力不變．用圖象法處理數(shù)據(jù)時，以加速度a為縱軸，應(yīng)該以哪一個質(zhì)量的倒數(shù)為橫軸？
A．小車質(zhì)量、盒子及盒內(nèi)沙子質(zhì)量之和
B．小車質(zhì)量、盒子及盒內(nèi)沙子與懸掛的沙桶（包括桶與桶內(nèi)的沙）質(zhì)量之和
答：______（填“A”或“B”）

在《探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》實驗中，要采用控制變量法來進行研究，實驗裝置如圖1所示．在實驗中，要把平板右端墊高一些，以平衡摩擦力，使小車受到合力等于繩對小車的拉力，且認為繩的
拉力等于砂和桶的總重力mg．（小車的總質(zhì)量為M，重力加速度為g）
（1）對于本實驗，以下說法中正確的是______
A．砂和桶的總質(zhì)量m要遠大于小車的總質(zhì)量M
B．每次改變小車質(zhì)量后，需要重新平衡摩擦力
C．小車的加速度可用a=

mg

M

求解
D．為了形象直觀探究小車加速度a與小車總質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)做出a-

1

M

圖象
（2）如圖2，是該實驗中得到的一條較理想的紙帶，O點是打上去的第1個點，且此時小車剛開始運動，打相兩個點的時間間隔為T，有關(guān)長度在圖中已標明．也可以用這條紙帶驗證“動能定理”，從打下起始點O到打下C點的過程中，合外力對小車所做的功W=______；該小車動能的變化量△E_K=______，若在誤差允許的范圍內(nèi)滿足W=△E_K，則動能定理得證．（結(jié)果用所給字母表示）

科學規(guī)律的發(fā)現(xiàn)離不開科學探究，而科學探究可以分為理論探究和實驗探究．下面我們追尋科學家的研究足跡用兩種方法探究恒力做功和物體動能變化間的關(guān)系．
Ⅰ．理論探究：
根據(jù)牛頓運動定律和有關(guān)運動學公式，推導在恒定合外力的作用下，功與物體動能變化間的關(guān)系，請寫出你的推導過程：
Ⅱ．實驗探究：
①某同學的實驗方案如圖乙所示，他想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，為了減小這種做法帶來的實驗誤差，你認為在實驗中還應(yīng)該采取的兩項措施是：a．______；b．______；
②如圖所示是某次實驗中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E、F是計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T．距離如圖．則打C點時小車的速度為______；要驗證合外力的功與動能變化間的關(guān)系，除位移、速度外，還要測出的物理量有______．

如圖甲所示是某同學探究小車加速度與力的關(guān)系的實驗裝置，他將光電門固定在水平軌道上的B點，用不同重物通過細線拉同一小車，每次小車都從同一位置A由靜止釋放．
（1）若用游標卡尺測出遮光條的寬度d如圖乙所示，則d=______cm；實驗時將小車從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門的時間△t=2.0×10^-2s，則小車經(jīng)過光電門時的速度為______m/s；
（2）實驗中可近似認為細線對小車的拉力與重物重力大小相等，則重物的質(zhì)量m與小車的質(zhì)量M間應(yīng)滿足的關(guān)系______；
（3）測出多組重物的質(zhì)量m和對應(yīng)遮光條通過光電門的時間△t，并算出相應(yīng)小車經(jīng)過光電門時的速度v，通過描點作出線性圖象，研究小車加速度與力的關(guān)系．處理數(shù)據(jù)時應(yīng)作出______（選填“v-m”或“v²-m”）圖象；
（4）某同學在（3）中作出的線性圖象不通過坐標原點，其原因是______．

在探究加速度與物體所受合外力和質(zhì)量間的關(guān)系時，采用如圖1所示的實驗裝置，小車及車中的砝碼質(zhì)量用M′表示，盤及盤中的砝碼質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶由打點計時器打出的點計算出：
①當M與m的大小關(guān)系滿足______時，才可以認為繩子對小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力．
②一組同學在先保持盤及盤中的砝碼質(zhì)量一定，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，以下做法錯誤的是______
A．平衡摩擦力時，應(yīng)將盤及盤中的砝碼用細繩通過定滑輪系在小車上
B．每次改變小車的質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力
C．實驗時，先放開小車，再接通打點計時器電源
D．小車運動的加速度可用天平測出m以及小車質(zhì)量M，直接用公式a=mg/M求出．
③在保持小車及車中的砝碼質(zhì)量M一定，探究加速度與所受合外力的關(guān)系時，由于平衡摩擦力時操作不當，二位同學得到的a-F關(guān)系分別如圖2C、D所示（a是小車的加速度，F(xiàn)是細線作用于小車的拉力）．其原因分別是：
C圖：______        D圖：______