實(shí)驗(yàn)技能儲(chǔ)備
1．實(shí)驗(yàn)原理
(1)保持質(zhì)量不變，探究加速度跟合外力的關(guān)系．
(2)保持合外力不變，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系．
(3)作出a－F圖像和a－eq \f(1,m)圖像，確定a與F、m的關(guān)系．
2．實(shí)驗(yàn)器材
小車、槽碼、細(xì)繩、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、墊木、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、學(xué)生電源、導(dǎo)線、紙帶、天平、刻度尺、坐標(biāo)紙．
3．實(shí)驗(yàn)過程
(1)測(cè)量：用天平測(cè)量槽碼的質(zhì)量m′和小車的質(zhì)量m.
(2)安裝：按照如圖所示裝置把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，只是不把懸掛槽碼的細(xì)繩系在小車上(即不給小車牽引力)．
(3)補(bǔ)償阻力：在長(zhǎng)木板不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊，使小車能勻速下滑．
(4)操作：①槽碼通過細(xì)繩繞過定滑輪系于小車上，先接通電源后放開小車，斷開電源，取下紙帶，編號(hào)碼．
②保持小車的質(zhì)量m不變，改變槽碼的質(zhì)量m′，重復(fù)步驟①.
③在每條紙帶上選取一段比較理想的部分，計(jì)算加速度a.
④描點(diǎn)作圖，作a－F的圖像．
⑤保持槽碼的質(zhì)量m′不變，改變小車質(zhì)量m，重復(fù)步驟①和③，作a－eq \f(1,m)圖像．
4．?dāng)?shù)據(jù)處理
(1)利用逐差法或v－t圖像法求a.
(2)以a為縱坐標(biāo)，F(xiàn)為橫坐標(biāo)，描點(diǎn)、畫線，如果該線為過原點(diǎn)的直線，說明a與F成正比．
(3)以a為縱坐標(biāo)，eq \f(1,m)為橫坐標(biāo)，描點(diǎn)、畫線，如果該線為過原點(diǎn)的直線，就能判定a與m成反比．
5．注意事項(xiàng)
(1)開始實(shí)驗(yàn)前首先補(bǔ)償阻力：適當(dāng)墊高木板不帶定滑輪的一端，使小車的重力沿斜面方向的分力正好補(bǔ)償小車和紙帶受到的阻力．在補(bǔ)償阻力時(shí)，不要把懸掛槽碼的細(xì)繩系在小車上，讓小車?yán)┻^打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶勻速運(yùn)動(dòng)．
(2)實(shí)驗(yàn)過程中不用重復(fù)補(bǔ)償阻力．
(3)實(shí)驗(yàn)必須保證的條件：m?m′.
(4)一先一后一按：改變拉力或小車質(zhì)量后，每次開始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并應(yīng)先接通電源，后釋放小車，且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車．
6．誤差分析
(1)實(shí)驗(yàn)原理不完善：本實(shí)驗(yàn)用槽碼的總重力m′g代替小車的拉力，而實(shí)際上小車所受的拉力要小于槽碼的總重力．
(2)補(bǔ)償阻力不準(zhǔn)確、質(zhì)量測(cè)量不準(zhǔn)確、計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離測(cè)量不準(zhǔn)確、紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木板平行都會(huì)引起誤差．
考點(diǎn)一 教材原型實(shí)驗(yàn)
例1 某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，研究小車質(zhì)量不變時(shí)，其加速度a與所受合力F的關(guān)系．
(1)在補(bǔ)償阻力這步操作中，______(選填“需要”或“不需要”)通過細(xì)繩把砂桶掛在小車上．
(2)實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶如圖乙所示，相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有 4 個(gè)點(diǎn)未畫出，用毫米刻度尺測(cè)量出來(lái)的數(shù)據(jù)已在圖中標(biāo)出．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為 0.02 s，則該小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為________ m/s2(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．
(3)該實(shí)驗(yàn)小組把砂和砂桶的總重力當(dāng)成小車的合力F，根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)，采用圖像法處理數(shù)據(jù)，畫出a－F圖像如圖丙所示，發(fā)現(xiàn)圖線上端彎曲，其原因可能是________________
______________________________________________________________________________.
(4)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)存在的誤差，以下說法正確的是________．
A．在圖乙中，每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)均存在偶然誤差
B．把砂和砂桶的總重力當(dāng)成小車的合力導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)中存在系統(tǒng)誤差
C．實(shí)驗(yàn)中用圖像法處理數(shù)據(jù)可以減少系統(tǒng)誤差
答案 (1)不需要 (2)0.39 (3)小車質(zhì)量沒有遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于砂和砂桶的總質(zhì)量 (4)AB
解析 (1)在補(bǔ)償阻力這步操作中，不需要通過細(xì)繩把砂桶掛在小車上．
(2)相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有 4 個(gè)點(diǎn)未畫出，則T＝0.1 s；根據(jù)Δx＝aT2可得該小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為
a＝eq \f(x35－x13,4T2)＝eq \f(0.153 7－0.069 1－0.069 1,4×0.12) m/s2≈0.39 m/s2
(3)圖線上端彎曲，其原因可能是小車質(zhì)量沒有遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于砂和砂桶的總質(zhì)量．
(4)在題圖乙中，每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)均存在偶然誤差，選項(xiàng)A正確；因砂和砂桶加速下降，失重，則細(xì)繩的拉力小于砂和砂桶的總重力，即把砂和砂桶的總重力當(dāng)成小車的合力導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)中存在系統(tǒng)誤差，選項(xiàng)B正確；實(shí)驗(yàn)中用圖像法處理數(shù)據(jù)可以減少偶然誤差，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．
例2 用如圖所示的裝置驗(yàn)證牛頓第二定律．
(1)除了圖中所給器材以及交流電源和導(dǎo)線外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是________(選填正確選項(xiàng)的字母)．
A．秒表 B．天平(含砝碼)
C．彈簧測(cè)力計(jì) D．刻度尺
(2)實(shí)驗(yàn)前補(bǔ)償阻力的做法是：把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，先不掛重物，將小車放在木板上，后面固定一條紙帶，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．用墊塊把木板一端墊高，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，讓小車以一定初速度沿木板向下運(yùn)動(dòng)，并不斷調(diào)節(jié)木板的傾斜度，直到小車拖動(dòng)紙帶沿木板做________運(yùn)動(dòng)．
(3)為使砂桶和砂的總重力在數(shù)值上近似等于小車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力，需滿足的條件是砂桶及砂的總質(zhì)量________小車的總質(zhì)量．(選填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于”或“近似等于”)
(4)實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶的一部分如圖所示．紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒有標(biāo)出．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50 Hz的交流電源上．則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)，小車的速度vB＝________ m/s.多測(cè)幾個(gè)點(diǎn)的速度作出v－t圖像，就可以算出小車的加速度．
(5)為研究加速度和力的關(guān)系，要保證________________的總質(zhì)量不變，改變砂桶內(nèi)砂的質(zhì)量，重復(fù)做幾次實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)研究加速度和力的關(guān)系．
(6)在研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，要保證砂和砂桶的質(zhì)量不變．若砂和砂桶的質(zhì)量m與小車的總質(zhì)量M間的關(guān)系不滿足第(3)問中的條件，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出a和eq \f(1,M＋m)的圖線，則圖線應(yīng)如圖中的________所示(選填正確選項(xiàng)的字母)．
答案 (1)BD (2)勻速直線 (3)遠(yuǎn)小于 (4)0.44(0.43～0.45) (5)小車 (6)C
解析 (1)利用天平測(cè)量質(zhì)量，利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以計(jì)時(shí)，打出的紙帶需測(cè)量長(zhǎng)度求加速度，所以需要天平和刻度尺，A、C錯(cuò)誤，B、D正確．
(2)補(bǔ)償阻力是使小車拖動(dòng)紙帶在木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
(3)為了使砂桶及砂的重力近似等于拉力，需要砂桶及砂的總質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量．
(4)由中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于整個(gè)過程的平均速度，可得
vB＝eq \f(AC,2T)＝eq \f(?13.30－4.50?×10－2,0.2) m/s＝0.44 m/s
(5)探究加速度a與外力F的關(guān)系時(shí)，需要保持小車的總質(zhì)量恒定不變．
(6)在研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)， 由于平衡了摩擦力，所以圖像過原點(diǎn)，且分別對(duì)小車和砂桶及砂受力分析，由牛頓第二定律可得mg－FT＝ma，F(xiàn)T＝Ma，解得 mg＝(M＋m)a，整理解得a＝eq \f(mg,M＋m)，因?yàn)楸ＷC了砂和砂桶的質(zhì)量不變，所以由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出a－eq \f(1,M＋m)的圖線，不會(huì)發(fā)生彎曲，故選C.
考點(diǎn)二 探索創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)
考向1 實(shí)驗(yàn)器材的創(chuàng)新
例3 為了探究物體質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系，甲、乙兩同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置．其中M為帶滑輪的小車的質(zhì)量，m為砂和砂桶的質(zhì)量，m0為滑輪的質(zhì)量．力傳感器可測(cè)出輕繩中的拉力大?。?br>(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要進(jìn)行的操作是________；
A．將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高，以補(bǔ)償阻力
B．用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量
C．小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時(shí)記錄力傳感器的示數(shù)
D．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M
(2)甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的一條紙帶(相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出)，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為50 Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為________ m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)；
(3)甲同學(xué)以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)，畫出的a—F圖像(如圖)是一條直線，圖線與橫坐標(biāo)軸的夾角為θ，求得圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量為________；(填寫字母)
A.eq \f(1,tan θ) B.eq \f(1,tan θ)－m0
C.eq \f(2,k)－m0 D.eq \f(2,k)
(4)乙同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出如圖所示的a—F圖線，該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)存在的問題是________．(填寫字母)
A．先釋放小車，后接通電源
B．砂和砂桶的質(zhì)量m沒有遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M
C．平衡摩擦力時(shí)木板沒有滑輪的一端墊得過高
D．沒有補(bǔ)償阻力或補(bǔ)償阻力不夠
答案 (1)AC (2)2.00 (3)C (4)D
解析 (1)用力傳感器測(cè)出拉力，從而表示小車受到的合外力，故需要將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高，以補(bǔ)償阻力，故A正確；拉力可以由力傳感器測(cè)出，不需要用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量，也就不需要使小桶(包括砂)的質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的總質(zhì)量，故B、D錯(cuò)誤；使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車，故C正確．
(2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)推論Δx＝aT2，依據(jù)逐差法，可得a＝eq \f(?x4＋x5＋x6?－?x1＋x2＋x3?,9T2)≈2.00 m/s2
(3)由牛頓第二定律，對(duì)小車分析有2F＝(M＋m0)a，整理得a＝eq \f(2,M＋m0)F，由圖像得k＝eq \f(2,M＋m0)
解得M＝eq \f(2,k)－m0，故選C.
(4)如題圖所示，當(dāng)拉力達(dá)到一定數(shù)值時(shí)才產(chǎn)生了加速度，說明沒有補(bǔ)償阻力或沒有完全補(bǔ)償阻力，故選D.
例4 (2021·湖南卷·11)某實(shí)驗(yàn)小組利用圖(a)所示裝置探究加速度與物體所受合外力的關(guān)系．主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：
(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量墊塊厚度h，示數(shù)如圖(b)所示，h＝________ cm；
(2)接通氣泵，將滑塊輕放在氣墊導(dǎo)軌上，調(diào)節(jié)導(dǎo)軌至水平；
(3)在右支點(diǎn)下放一墊塊，改變氣墊導(dǎo)軌的傾斜角度；
(4)在氣墊導(dǎo)軌合適位置釋放滑塊，記錄墊塊個(gè)數(shù)n和滑塊對(duì)應(yīng)的加速度a；
(5)在右支點(diǎn)下增加墊塊個(gè)數(shù)(墊塊完全相同)，重復(fù)步驟(4)，記錄數(shù)據(jù)如下表：
根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖(c)上描點(diǎn)，繪制圖線．
如果表中缺少的第4組數(shù)據(jù)是正確的，其應(yīng)該是________m/s2(保留三位有效數(shù)字)．
答案 (1)1.02 (5)見解析圖 0.343(0.341～0.345)
解析 (1)墊塊的厚度為
h＝1 cm＋2×0.1 mm＝1.02 cm
(5)繪制圖線如圖；
根據(jù)mg·eq \f(nh,l)＝ma
可知a與n成正比關(guān)系，則根據(jù)圖像可知，斜率
k＝eq \f(0.6,7)＝eq \f(a4,4)
解得a4≈0.343 m/s2.
考向2 實(shí)驗(yàn)方案的創(chuàng)新
例5 (2020·浙江7月選考·17(1))做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，圖甲是教材中的實(shí)驗(yàn)方案；圖乙是拓展方案，其實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：
(ⅰ)掛上托盤和砝碼，改變木板的傾角，使質(zhì)量為M的小車拖著紙帶沿木板勻速下滑；
(ⅱ)取下托盤和砝碼，測(cè)出其總質(zhì)量為m，讓小車沿木板下滑，測(cè)出加速度a；
(ⅲ)改變砝碼質(zhì)量和木板傾角，多次測(cè)量，通過作圖可得到a－F的關(guān)系．
①實(shí)驗(yàn)獲得如圖所示的紙帶，計(jì)數(shù)點(diǎn)a、b、c、d、e、f間均有四個(gè)點(diǎn)未畫出，則在打d點(diǎn)時(shí)小車的速度大小vd＝________ m/s(保留兩位有效數(shù)字)；
②需要滿足條件M?m的方案是________(選填“甲”“乙”或“甲和乙”)；在作a－F圖像時(shí)，把mg作為F值的是________(選填“甲”“乙”或“甲和乙”)．
答案 ①0.19(0.18～0.19均可) ②甲 甲和乙
解析 ①由題意知小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故vd＝eq \f(xce,2T)，將xce＝(36.10－32.40) cm＝3.70 cm，T＝0.1 s
代入得vd≈0.19 m/s
②甲實(shí)驗(yàn)方案中：繩的拉力F滿足：F＝Ma，且mg－F＝ma，
則F＝eq \f(mg,1＋\f(m,M))，只有m?M時(shí)，F(xiàn)才近似等于mg，故以托盤與砝碼的重力表示小車的合外力，需滿足m?M.
乙實(shí)驗(yàn)方案中：小車在斜面上勻速下滑，小車受繩的拉力及其他力的合力為零，且繩的拉力大小等于托盤與砝碼的重力，取下托盤及砝碼，小車所受的合外力大小等于托盤與砝碼的重力mg，不需要滿足m?M.兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案都可把mg作為F值．
考向3 實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡膭?chuàng)新
例6 (2019·全國(guó)卷Ⅱ·22)如圖，某同學(xué)設(shè)計(jì)了測(cè)量鐵塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)．所用器材有：鐵架臺(tái)、長(zhǎng)木板、鐵塊、米尺、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、頻率50 Hz的交流電源、紙帶等．回答下列問題：
(1)鐵塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝______(用木板與水平面的夾角θ、重力加速度g和鐵塊下滑的加速度a表示)．
(2)某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)整木板與水平面的夾角使θ＝30°.接通電源，開啟打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放鐵塊，鐵塊從靜止開始沿木板滑下．多次重復(fù)后選擇點(diǎn)跡清晰的一條紙帶，如圖所示．圖中的點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)(每?jī)蓚€(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出)．重力加速度為9.80 m/s2.可以計(jì)算出鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為________(結(jié)果保留2位小數(shù))．
答案 (1)eq \f(gsin θ－a,gcs θ) (2)0.35
解析 (1)對(duì)鐵塊受力分析，由牛頓第二定律有
mgsin θ－μmgcs θ＝ma，解得μ＝eq \f(gsin θ－a,gcs θ).
(2)兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔
T＝5×eq \f(1,50) s＝0.10 s，
由逐差法和Δx＝aT2可得
a＝eq \f(?x5＋x6＋x7?－?x1＋x2＋x3?,12T2)≈1.97 m/s2，
代入μ＝eq \f(gsin θ－a,gcs θ)，解得μ≈0.35.
課時(shí)精練
1．(2022·江蘇蘇州市調(diào)研)“探究加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示．
(1)實(shí)驗(yàn)的五個(gè)步驟如下：
A．將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并將一端固定在小車上；
B．把細(xì)線的一端固定在小車上，另一端通過定滑輪與小桶相連；
C．用阻力補(bǔ)償法測(cè)合力，讓小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)；
D．接通電源后釋放小車，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，測(cè)出小桶(和砂)的重力mg，作為細(xì)線對(duì)小車的拉力F，利用紙帶測(cè)量出小車的加速度a；
E．更換紙帶，改變小桶內(nèi)砂的質(zhì)量，重復(fù)步驟D的操作．
按照實(shí)驗(yàn)原理，這五個(gè)步驟的先后順序應(yīng)該為：________(將序號(hào)排序)．
(2)實(shí)驗(yàn)中打出的某一條紙帶如圖乙所示．相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是0.1 s，由此可以算出小車運(yùn)動(dòng)的加速度是________ m/s2.
(3)利用測(cè)得的數(shù)據(jù)，可得到小車質(zhì)量M一定時(shí)，運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F(F＝mg，m為砂和小桶質(zhì)量，g為重力加速度)的關(guān)系圖像(如圖丙所示)．拉力F較大時(shí)，a－F圖線明顯彎曲，產(chǎn)生誤差．若不斷增加砂桶中砂的質(zhì)量，a－F圖像中各點(diǎn)連成的曲線將不斷延伸，那么加速度a的趨向值為________(用題中出現(xiàn)物理量表示)．為避免上述誤差可采取的措施是________．
A．每次增加桶內(nèi)砂子的質(zhì)量時(shí)，增幅小一點(diǎn)
B．測(cè)小車的加速度時(shí)，利用速度傳感器代替紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
C．將無(wú)線力傳感器捆綁在小車上，再將細(xì)線連在力傳感器上，用力傳感器讀數(shù)代替砂和小桶的重力
D．在增加桶內(nèi)砂子質(zhì)量的同時(shí)，在小車上增加砝碼，確保砂和小桶的總質(zhì)量始終遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量
答案 (1)ACBDE (2)1.46 (3)g C
解析 (1)按照實(shí)驗(yàn)原理，這五個(gè)步驟的先后順序應(yīng)該為ACBDE.
(2)根據(jù)Δx＝aT2可知
a＝eq \f(?8.62－4.24?×10－2,3×0.12) m/s2＝1.46 m/s2.
(3)因?yàn)樯昂托⊥暗闹亓υ谶@個(gè)實(shí)驗(yàn)中充當(dāng)小車所受到的合力，當(dāng)砂和小桶的重力非常大時(shí)，它將帶動(dòng)小車近似做加速度為g的勻加速運(yùn)動(dòng)．當(dāng)砂的數(shù)量增大到一定程度時(shí)a－F圖線明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是所掛小桶和砂的總質(zhì)量太大，而我們把用小桶和砂所受重力作為小車所受的拉力，所以消除此誤差可采取的簡(jiǎn)便且有效的措施應(yīng)該測(cè)量出小車所受的拉力，即在小桶和砂與細(xì)線之間放置一力傳感器，得到力F的數(shù)值，再作出小車運(yùn)動(dòng)的加速度a和力傳感器讀數(shù)F的關(guān)系圖像，故選C.
2．用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ.把左端帶有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，載有砝碼的木塊右端連接穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，左端連接細(xì)線，細(xì)線繞過定滑輪掛有槽碼，木塊在槽碼的牽引下運(yùn)動(dòng)．通過紙帶測(cè)量木塊的加速度，并測(cè)出木塊與砝碼的總質(zhì)量M，槽碼的總質(zhì)量m，計(jì)算木塊與木板之間的摩擦力Ff.改變M和m進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)．
(1)下列實(shí)驗(yàn)操作步驟，正確順序是________．
①釋放木塊
②接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源
③將木板固定在水平桌面上
④調(diào)節(jié)滑輪高度使細(xì)線與木板平行
⑤將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔并固定在木塊上
(2)實(shí)驗(yàn)打出的一段紙帶如圖所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50 Hz，則木塊的加速度為_______ m/s2.
(3)甲同學(xué)測(cè)得的數(shù)據(jù)見下表：
請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在圖方格紙上作出Ff－M圖像．
(4)已知重力加速度g＝9.80 m/s2，可求得該木塊與木板的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________.
(5)乙同學(xué)用(3)問表中的數(shù)據(jù)逐一計(jì)算出每次測(cè)量的μ值，取其平均值作為測(cè)量結(jié)果．他發(fā)現(xiàn)該值比甲同學(xué)在(4)問中得出的μ值大．你認(rèn)為哪位同學(xué)的結(jié)果更準(zhǔn)確，請(qǐng)簡(jiǎn)要說明理由_______________________________________________________________________________.
答案 (1)③⑤④②① (2)0.23 (3)見解析圖 (4)0.33(0.32～0.34) (5)見解析
解析 (1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，將木板固定在水平桌面上，接著將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔并固定在木塊上，然后把細(xì)線拴在木塊上，使細(xì)線跨過定滑輪并掛上槽碼，調(diào)節(jié)滑輪高度使細(xì)線與木板平行．再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，接著釋放木塊．最后關(guān)閉電源，取下紙帶．故正確順序是③⑤④②①.
(2)由逐差法得a＝eq \f(?xOE－xOC?－xOC,?2T?2)≈0.23 m/s2.
(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線如圖所示
(4)由滑動(dòng)摩擦力公式得Ff＝μgM，可知Ff－M圖線的斜率為μg，則k＝eq \f(ΔFf,ΔM)＝eq \f(2.4－0.2,0.68－0)＝μg，解得μ≈0.33.
(5)用圖像法求μ，需要連線，連線時(shí)盡量讓更多的點(diǎn)在線上，偏離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)，說明有問題，可以舍去．但乙同學(xué)通過求平均值就做不到這一點(diǎn)，因此甲同學(xué)的結(jié)果更準(zhǔn)確．
3．(2022·黑龍江齊齊哈爾市高三模擬)某同學(xué)用如圖甲所示裝置探究“加速度與合外力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，按要求完成下列問題：
(1)實(shí)驗(yàn)中為了減小誤差，下列做法正確的是________．
A．調(diào)節(jié)連接小車的輕繩至水平
B．鉤碼質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量
C．平衡摩擦力時(shí)，將無(wú)滑輪端適當(dāng)墊高，并在小車前端連接輕繩且懸掛鉤碼
D．平衡摩擦力時(shí)，將無(wú)滑輪端適當(dāng)墊高，并在小車后端連紙帶且穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，但前端不需要連接輕繩懸掛鉤碼
(2)調(diào)節(jié)完畢后，如圖乙是某次實(shí)驗(yàn)打出的一條紙帶，紙帶上每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)得相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的間距．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為f的交流電，則小車加速度的表達(dá)式a＝________(用題及圖中所給字母表示)．
(3)如果某次實(shí)驗(yàn)所用的鉤碼重力為G，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F，不計(jì)動(dòng)滑輪質(zhì)量及繩與滑輪間的摩擦，則下列關(guān)系正確的是________．
A．F>G B．F＝G
C．F

相關(guān)學(xué)案

新高考物理一輪復(fù)習(xí)精品學(xué)案第4章實(shí)驗(yàn)6探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系（含解析）：

這是一份新高考物理一輪復(fù)習(xí)精品學(xué)案第4章實(shí)驗(yàn)6探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系（含解析），共13頁(yè)。

專題05 探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系——【備考2023】高考物理實(shí)驗(yàn)題專題精講精練學(xué)案（原卷版+解析版）：

這是一份專題05 探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系——【備考2023】高考物理實(shí)驗(yàn)題專題精講精練學(xué)案（原卷版+解析版），文件包含專題05探究加速度與物體受力物體質(zhì)量的關(guān)系解析版?zhèn)淇?023高考物理實(shí)驗(yàn)題專題精講精練學(xué)案docx、專題05探究加速度與物體受力物體質(zhì)量的關(guān)系原卷版?zhèn)淇?023高考物理實(shí)驗(yàn)題專題精講精練學(xué)案docx等2份學(xué)案配套教學(xué)資源，其中學(xué)案共32頁(yè)， 歡迎下載使用。

專題05 探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系——【備考2023】高考物理實(shí)驗(yàn)題專項(xiàng)精講精練學(xué)案（原卷版+解析版）：

這是一份專題05 探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系——【備考2023】高考物理實(shí)驗(yàn)題專項(xiàng)精講精練學(xué)案（原卷版+解析版），文件包含專題05探究加速度與物體受力物體質(zhì)量的關(guān)系解析版?zhèn)淇?023高考物理實(shí)驗(yàn)題專項(xiàng)精講精練學(xué)案docx、專題05探究加速度與物體受力物體質(zhì)量的關(guān)系原卷版?zhèn)淇?023高考物理實(shí)驗(yàn)題專項(xiàng)精講精練學(xué)案docx等2份學(xué)案配套教學(xué)資源，其中學(xué)案共32頁(yè)， 歡迎下載使用。

英語(yǔ)朗讀寶

相關(guān)學(xué)案 更多

2023屆新高考高三物理一輪復(fù)習(xí)學(xué)案13 實(shí)驗(yàn)四 探究加速度與物體受力 物體質(zhì)量的關(guān)系

2023屆新高考高三物理一輪復(fù)習(xí)學(xué)案13 實(shí)驗(yàn)四 探究加速度與物體受力 物體質(zhì)量的關(guān)系
高中物理人教版 (新課標(biāo))必修12 實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系導(dǎo)學(xué)案

高中物理人教版 (新課標(biāo))必修12 實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系導(dǎo)學(xué)案
新教材2022版高考物理人教版一輪總復(fù)習(xí)學(xué)案：第3章 實(shí)驗(yàn)4　探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

新教材2022版高考物理人教版一輪總復(fù)習(xí)學(xué)案：第3章 實(shí)驗(yàn)4　探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系
2022步步高大一輪復(fù)習(xí)--物理 第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 實(shí)驗(yàn)四 探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系學(xué)案

2022步步高大一輪復(fù)習(xí)--物理 第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 實(shí)驗(yàn)四 探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系學(xué)案
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，請(qǐng)掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng)，可獲得資源免費(fèi)推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì)，申請(qǐng) 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
高考專區(qū)
歡迎來(lái)到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬(wàn)優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬(wàn)優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬(wàn)教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊(cè)
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊(cè)

手機(jī)號(hào)注冊(cè)
手機(jī)號(hào)碼

手機(jī)號(hào)格式錯(cuò)誤

手機(jī)驗(yàn)證碼 獲取驗(yàn)證碼

手機(jī)驗(yàn)證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個(gè)字符，數(shù)字、字母或符號(hào)

注冊(cè)即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊(cè)協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊(cè)
手機(jī)號(hào)注冊(cè)
微信注冊(cè)

注冊(cè)成功

返回
頂部