探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系1．(1)在“探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，用改變桶內(nèi)砂的質(zhì)量的辦法來改變對小車的作用力F，用打點計時器測出小車的加速度a，得出若干組F和a的數(shù)據(jù)。然后根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出如圖所示a-F圖線，發(fā)現(xiàn)圖線既不過原點，又不是直線，可能的原因是________。A．沒有平衡摩擦力，且小車質(zhì)量較大B．平衡摩擦力時，所墊木板太高，且砂和小桶的質(zhì)量較大C．平衡摩擦力時，所墊木板太低，且砂和小桶的質(zhì)量較大D．平衡摩擦力時，所墊木板太高，且小車質(zhì)量較大(2)在改正了上述錯誤之后，保持小車及砝碼質(zhì)量M不變。反復(fù)改變砂的質(zhì)量，并測得一系列數(shù)據(jù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)小車受到的合外力(小桶及砂重力)與加速度的比值略大于小車及砝碼質(zhì)量M，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)滑輪非常光滑，打點計時器工作正常，且事先基本上平衡了摩擦力，那么出現(xiàn)這種情況的主要原因是什么？答：______________________________________________________________。解析：(1)從圖中發(fā)現(xiàn)直線沒過原點，當a＝0時，F>0。也就是說當繩子上有拉力時小車還沒有加速度，說明平衡摩擦力過小，所墊木板太低。從圖像上可以看出：F逐漸增加，桶內(nèi)砂的質(zhì)量在增加，使桶及桶內(nèi)砂的質(zhì)量沒有遠小于車的質(zhì)量，所以A、B、D三項錯誤，C項正確。(2)由于小桶及砂的加速度的方向向下，處于失重狀態(tài)，拉小車的合外力F＝＝mg<mg，因此，M＝<。答案：(1)C(2)由于小桶及砂的失重，拉小車的合外力F＜mg，而處理數(shù)據(jù)時又將F＝mg處理。因此，M＝<。2．某實驗小組利用光電計時器等器材來探究合力一定時，物體的加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系，實驗裝置如圖甲所示。(1)本實驗在正確操作的情況下，保持鉤碼的質(zhì)量m不變，通過增加小車上的配重片來改變小車和遮光條的總質(zhì)量M，由光電計時器(圖中未畫出)可讀出遮光條通過光電門1、2的時間分別為Δt1、Δt2，用刻度尺測得兩個光電門之間的距離x，用10分度的游標卡尺測得遮光條的寬度為d。則小車的加速度表達式a＝________(表達式均用已知字母表示)。測得遮光條的寬度如圖乙所示。其讀數(shù)為________mm。(2)該小組通過實驗得到a-圖像，如圖丙所示。則所掛鉤碼的質(zhì)量m＝__________kg。(當?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g＝9.8 m/s2)解析：(1)小車經(jīng)過光電門1時的速度表達式為：v1＝經(jīng)過光電門2時的速度表達式為：v2＝根據(jù)勻變速直線運動位移速度公式得：2ax＝v22－v12解得：a＝，游標卡尺的讀數(shù)由主尺和游標尺兩部分組成，讀數(shù)為5 mm＋0×0.1 mm＝5.0 mm。(2)小車的合力F合＝mg＝Ma，解得：a＝mg·，圖像的斜率表示mg，所以有：mg＝ N＝0.98 N，故所掛鉤碼的質(zhì)量m＝0.1 kg。答案：(1)　5.0　(2)0.13．(2020·全國卷Ⅱ)一細繩跨過懸掛的定滑輪，兩端分別系有小球A和B，如圖所示。一實驗小組用此裝置測量小球B運動的加速度。令兩小球靜止，細繩拉緊，然后釋放小球，測得小球B釋放時的高度h0＝0.590 m，下降一段距離后的高度h＝0.100 m；由h0下降至h所用的時間T＝0.730 s。由此求得小球B加速度的大小為a＝______m/s2(保留3位有效數(shù)字)。從實驗室提供的數(shù)據(jù)得知，小球A、B的質(zhì)量分別為100.0 g 和150.0 g，當?shù)刂亓铀俣却笮?/span>g＝9.80 m/s2。根據(jù)牛頓第二定律計算可得小球B加速度的大小為a′＝________ m/s2(保留3位有效數(shù)字)。可以看出，a′ 與a有明顯差異，除實驗中的偶然誤差外，寫出一條可能產(chǎn)生這一結(jié)果的原因：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：小球B做初速度為零的勻加速直線運動，有h0－h＝aT2，解得a＝1.84 m/s2。對小球B由牛頓第二定律有mBg－F＝mBa′，對小球A由牛頓第二定律有F′－mAg＝mAa′，F′＝F，解得a′＝＝1.96 m/s2。a′和a有明顯差異，原因可能是滑輪的軸不光滑或滑輪有質(zhì)量。答案：1.84　1.96　滑輪的軸不光滑(或滑輪有質(zhì)量)4．(2020·北京等級考)在“探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，做如下探究：(1)為猜想加速度與質(zhì)量的關(guān)系，可利用圖1所示裝置進行對比實驗。兩小車放在水平板上，前端通過鉤碼牽引，后端各系一條細線，用板擦把兩條細線按在桌上，使小車靜止。抬起板擦，小車同時運動，一段時間后按下板擦，小車同時停下。對比兩小車的位移，可知加速度與質(zhì)量大致成反比。關(guān)于實驗條件，下列正確的是________(填選項前的字母)。A．小車質(zhì)量相同，鉤碼質(zhì)量不同B．小車質(zhì)量不同，鉤碼質(zhì)量相同C．小車質(zhì)量不同，鉤碼質(zhì)量不同(2)某同學(xué)為了定量驗證(1)中得到的初步關(guān)系，設(shè)計實驗并得到小車加速度a與質(zhì)量M的7組實驗數(shù)據(jù)，如下表所示。在圖2所示的坐標紙上已經(jīng)描好了6組數(shù)據(jù)點，請將余下的一組數(shù)據(jù)描在坐標紙上，并作出a-圖像。次數(shù)1234567a/(m·s－2)0.620.560.480.400.320.240.15M/kg0.250.290.330.400.500.711.00  (3)在探究加速度與力的關(guān)系實驗之前，需要思考如何測“力”。請在圖3中畫出小車受力的示意圖。為了簡化“力”的測量，下列說法正確的是________(填選項前的字母)。A．使小車沿傾角合適的斜面運動，小車受力可等效為只受繩的拉力B．若斜面傾角過大，小車所受合力將小于繩的拉力C．無論小車運動的加速度多大，砂和桶的重力都等于繩的拉力D．讓小車的運動趨近于勻速運動，砂和桶的重力才近似等于繩的拉力解析：(1)由“對比兩小車的位移，可知加速度與質(zhì)量大致成反比”，可知兩小車的質(zhì)量不同，所受合外力相同，再由實驗裝置可知，合外力由鉤碼的重力提供，故鉤碼質(zhì)量相同。B正確。(2)由題表可知，a4＝0.40 m/s2， ＝2.5 kg－1，在題圖2中描出該點，并用一條直線連接盡可能多的點，不能連接的點應(yīng)均勻分布在直線兩側(cè)，并舍棄離直線較遠的點，如圖甲所示。 (3)對小車受力分析如圖乙所示，小車受重力G、支持力FN、拉力F和摩擦力Ff。當小車沿傾角合適的斜面運動時，小車的重力沿斜面的分力與滑動摩擦力平衡，小車受到的合外力可等效為繩的拉力，A正確；若斜面傾角過大，小車的重力沿斜面的分力的大小將大于滑動摩擦力的大小，小車所受合力將大于繩的拉力，B錯誤；砂和桶與小車的加速度相同，對砂和桶整體，根據(jù)牛頓第二定律可知，它們的重力要大于繩的拉力，C錯誤；當小車的運動趨近于勻速運動時，砂和桶可近似看成受力平衡，則砂和桶的重力近似等于繩的拉力，D正確。答案：(1)B　(2)見解析圖甲　(3)見解析圖乙　AD 

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