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在探究加速度a與力F、質量m的關系實驗中，三個小組分別采用了圖甲、圖乙、圖丙不同的實驗器材進行．乙組不同于甲組的是長木板的右端墊著小木塊，丙組不同的是用氣墊導軌代替長木板、數字計時器代替打點計時器（遮光條通過每個光電門需要的時間t都可以直接顯示出來）．
（1）若先探究a與F的關系，則應保持實驗器材中
小車的質量
小車的質量
不變；實驗中測F應該測的是
重物的重力
重物的重力
，在三組器材中測F時產生系統誤差最大的是
甲
甲
，乙組中采取減小系統誤差的關鍵是
將木板墊成斜面使小車受到的重力沿著斜面的分力與摩擦力平衡
將木板墊成斜面使小車受到的重力沿著斜面的分力與摩擦力平衡
．三個組測量了數據后描繪的a-F圖象有所不同，其中有一組得到的如圖丁所示，這是
甲
甲
組器材測得的結果．（每空1分）
（2）用丙組做實驗時兩個光電門間距是30cm，遮光條的寬度為1cm，它通過光電門1和2時需要的時間分別顯示為0.1s和0.025s，計算小車經過兩個光電門時的速度為v1=
0.1
0.1
m/s，v2=
0.4
0.4
m/s，由此計算出小車的加速度a=
0.25
0.25
m/s2．
分析：實驗用控制變量法探究加速度a與力F、質量m的關系，用重物的重力代替拉力F，甲組沒有平衡摩擦力，光電門測量滑塊瞬時速度的原理是用極短時間內的平均速度表示瞬時速度；然后根據運動學公式求出加速度．
解答：解：（1）實驗用控制變量法探究加速度a與力F、質量m的關系，若先探究a與F的關系，則應保持實驗器材中小車質量不變，實驗中測F應該測的是重物的重力，甲組沒有平衡摩擦力，所以甲組誤差最大，乙組中采取減小系統誤差的關鍵是將木板墊成斜面使小車受到的重力沿著斜面的分力與摩擦力平衡，保證繩子的拉力即為F，丁圖表示當繩子有拉力時，加速度還為零，說明沒有平衡摩擦力，是甲組器材測得的結果；
（2）滑塊經過光電門1時的速度表達式v1=
d
△t1
=
0.01
0.1
=0.1m/s
經過光電門2時的速度表達式v2=
d
△t2
=
0.01
0.025
=0.4m/s
根據速度位移關系公式，加速度為：a=
v22-v12
2x
=
0.16-0.01
0.6
=0.25m/s2
故答案為：（1）小車的質量；重物的重力； 甲；將木板墊成斜面使小車受到的重力沿著斜面的分力與摩擦力平衡；甲；
（2）0.1；0.4；0.25
點評：處理實驗時一定要找出實驗原理，根據實驗原理我們可以尋找需要測量的物理量和需要注意的事項．明確瞬時速度的測量方法，即用極短時間內的平均速度表示瞬時速度，然后根據運動學公式求解加速度．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

在“探究加速度a與力F、質量M的關系”的實驗中

（1）我們都是先確保小車質量M不變，研究a與F的關系，再確保F不變，研究a與M之間的關系，這種實驗方法稱為
控制變量法
控制變量法
．
（2）下列說法中正確的是
AC
AC
．
A．連接砂桶和小車的輕繩應和長木板保持平行
B．將打點計時器接在6V電壓的蓄電池上，先接通電源，后放開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點，并在紙帶上標明小車質量…
C．在探究a與質量M的關系時，作出 a-
1M
圖象能更直觀地判斷二者間的關系
D．細線對小車的拉力，一定等于砝碼和沙桶的總重力
（3）某同學測得小車的加速度a和拉力F的數據后，依照數據正確畫出a-F圖象如圖2示，（小車質量保持不變）圖線不過原點的原因可是
沒有平衡摩擦力或平衡不徹底
沒有平衡摩擦力或平衡不徹底
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

某同學在做“探究加速度a與力F、質量m的關系”實驗時，使用了如圖（a）所示的實驗裝置簡圖．實驗中認為細繩對小車拉力F等于砂和砂桶的總重力，小車運動加速度a可用紙帶上打出的點求得．

（1）圖（b）為某次實驗得到的紙帶，根據紙帶可求出小車的加速度大小為
1.4
1.4
m/s2．（保留兩位有效數字）
（2）在“探究加速度a與質量m的關系”時，保持砂和砂桶質量不變，改變小車質量m，分別得到小車加速度a與質量m的相關數據如下表：
次   數 1 2 3 4 5 6 7
小車加速度a/m?s-2 1.72 1.48 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30
小車質量m/kg 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67
質量倒數
1
m
/kg-1		 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60
根據上表數據，為直觀反映F不變時a與m的關系，請在圖（c）方格坐標紙中選擇恰當變量建立坐標系，并作出相應的圖線．根據所作出的圖線，可以得出的結論是
加速度a跟質量成反比，圖a-
1
m
，過原點的一條直線
加速度a跟質量成反比，圖a-
1
m
，過原點的一條直線
．
（3）在“探究加速度a與力F的關系”時，保持小車的質量不變，改變小桶中砂的質量，有的組同學根據實驗數據作出了加速度a與力F圖線如圖（d）所示，該圖線不通過坐標原點，試分析圖線不通過坐標原點的原因是
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

某學習小組欲探究物體的加速度與力、質量的關系，他們在實驗室組裝了一套如圖1所示的裝置，圖中小車的質量用M表示，砂桶的質量用m表示．要順利完成該實驗，則：
（1）還需要的測量工具有
刻度尺
刻度尺
、
天平
天平
．
（2）為使小車所受合外力等于細線的拉力，應采取的措施是
平衡摩擦力
平衡摩擦力
；要使細線的拉力約等于砂桶的總重力，應滿足的條件是
M＞＞m
M＞＞m
．
（3）如圖2所示為小車在木板上帶動紙帶運動打出的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為計數點，相鄰兩計數點間還有4個打點未畫出．從紙帶上測出x1=3.20cm，x2=4.52cm，x5=8.42cm，x6=9.70cm．則木塊加速度大小a=
1.3
1.3
m/s2（保留兩位有效數字）．
（4）在“探究加速度a與力F的關系”時，保持小車的質量不變，改變小桶中砂的質量，該同學根據實驗數據作出了加速度a與力F圖線如圖3所示，該圖線不通過坐標原點，試分析圖線不通過坐標原點的原因是
實驗前該同學未平衡（或未完全平衡）摩擦力．
實驗前該同學未平衡（或未完全平衡）摩擦力．
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2010?南京模擬）某同學在做“探究加速度a與力F、質量m的關系”實驗時，使用了如圖（a）所示的實驗裝置簡圖．實驗中認為細繩對小車拉力F等于砂和砂桶的總重力，小車運動加速度a可用紙帶上打出的點求得．

（1）圖（b）為某次實驗得到的紙帶，根據紙帶可求出小車的加速度大小為
3.2
3.2
m/s2．（保留兩位有效數字）
（2）在“探究加速度a與質量m的關系”時，保持砂和小桶質量不變，改變小車質量m，分別得到小車加速度a與質量m的相關數據如下表：
次   數 1 2 3 4 5 6 7
小車加速度a/m?s-2 1.72 1.48 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30
小車質量m/kg 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67
質量倒數
1
m
/kg-1		 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60
根據上表數據，為直觀反映F不變時a與m的關系，請在圖（c）方格坐標紙中選擇恰當變量建立坐標系，并作出相應的圖線．根據所作出的圖線，可以得出的結論是
在誤差允許的范圍內，保持外力不變，物體的加速度與質量
在誤差允許的范圍內，保持外力不變，物體的加速度與質量

成反比
成反比
．
（3）在“探究加速度a與力F的關系”時，保持小車的質量不變，改變小桶中砂的質量，該同學根據實驗數據作出了加速度a與力F圖線如圖（d）所示，該圖線不通過坐標原點，試分析圖線不通過坐標原點的原因是
實驗前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分
實驗前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分
．

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