在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出

题型：0127 期末题难度：来源：

在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出。

(1)当M与m的大小关系满足_________时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力。
(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据。为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与______________的图象。
(3)如图(a)，甲同学根据测量数据做出的a－F图线，说明实验存在的问题是__________。
(4) 乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a－F图线，如图(b)所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？_________________________。

(5)已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，每相邻两个计数点间还有4个点未画出，利用下图给出的数据可求出小车下滑的加速度a=_________________。（结果保留三位有效数字）

答案

（1）M＞＞m
（2）

（3）平衡摩擦力时木板倾角过大（或表达意思相当也得分）
（4）两小车及车上砝码的总质量不同或M
（5）1.58m/s²

举一反三

某实验小组利用如图甲所示的气垫导轨实验装置来探究合力一定时，物体的加速度与质量之间的关系。
（1）做实验时，将滑块从图甲所示位置由静止释放，由数字计时器（图中未画出）可读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为Δt₁、Δt₂；用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x，用游标卡尺测得遮光条宽度d。则滑块经过光电门1时的速度表达式v₁=__________；滑块加速度的表达式a=__________。（以上表达式均用已知字母表示）。如图乙所示，若用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，其读数为__________mm。

（2）为了保持滑块所受的合力不变，可改变滑块质量M和气垫导轨右端高度h（见图甲）。关于“改变滑块质量M和气垫导轨右端的高度h的正确操作方法是__________。
A．M增大时，h增大，以保持二者乘积增大
B．M增大时，h减小，以保持二者乘积不变
C．M减小时，h增大，以保持二者乘积不变
D．M减小时，h减小，以保持二者乘积减小

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某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，如图所示，图甲为实验装置简图。(交流电的频率为50 Hz)

(1)图乙为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为__________m/s²。(保留两位有效数字)
(2)保持砂和小砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的

数据如下表：

请在坐标纸中画出a-

图线，并根据图线求出a与质量倒数

之间的关系式是__________。
(3)保持小车质量不变，改变砂和小砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F的变化图线，如图所示。该图线不通过原点，其主要原因是__________。

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在“验证牛顿运动定律”的实验中，在研究加速度a与小车的质量M的关系时，由于没有注意始终满足M＞＞m的条件，结果得到的图象应是下图中的

[ ]

A、

B、

C、

D、

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（1）某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验，图甲为实验装置简图。他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为下列哪两项说法是正确的_________。
A、要平衡摩擦力
B、实验时不需要平衡摩擦力
C、钩码的重力要远小于小车的总重力
D、实验进行时应先释放小车再接通电源
（2）如图乙所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E是计数点(每打5个点取一个计数点)，距离如图，其中L₁=3.07cm，L₂=12.38cm，L₃=27.87cm，L₄=49.62cm。则打C点时小车的速度为_________m/s；加速度为_________m/s²。(计算结果均保留三位有效数字)

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请回忆什么是“控制变量法”。

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