备战2020年高考物理实验专题复习《验证牛顿第二定律》(解析版)

1、第18页，共24页验证牛顿第二定律、实验题1 .图甲为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用 表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一 种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。完成下列实验步骤中的填空：平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列 的点。按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入祛码。打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点迹的纸带，在纸带上标出小车中祛码的质量m。按住小车，改变小车中祛码的质量，重复步骤。在每条纸带上清晰的部分，每

2、5个间隔标注一个计数点。 测量相邻计数点的间距, 求出与不同m相对应的加速度 a。以祛码的质量m为横坐标-为纵坐标，在坐标纸上作-关系图线。若加速度与小车和祛码的总质量成反比，-与m应成 关系填“线性”或“非线性”。完成下列填空：本实验中，为了保证在改变小车中祛码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是 。设纸带上三个相邻计数点的间距为、和 可用、和 表示为 图乙为用米尺测量某一纸带上的、 的情况，由图可求得加速度的大小图丙为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为 b,若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为 ，小车的质量为 。2 .用图所示的

3、实验装置验证牛顿第二定律:某同学通过实验得到如图所示的 图象，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角 填“偏大”或“偏小” 。该同学在平衡摩擦力后进行实验，实际小车在运动过程中所受的拉力 祛 码和盘的总重力 填“大于”、“小于”或“等于，为了便于探究、减小误差，应使小车质量 M与祛码和盘的总质量 m满足 的条件。某同学得到如图所示的纸带，已知打点计时器电源频率为A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点。 由此可算出小车的加速度 加速度a计算结果保留两位有效数字。3 .某实验小组做验证牛顿第二定律实验实验小组中的小华用图所示装置做实验，图中带滑轮的长木板水平放置于桌面,

4、 拉力传感器可直接显示所受到的拉力大小.小华做实验时，下列操作必要且正确的是 A.将长木板右端适当垫高，使小车能自由匀速滑动B.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录传感 器的示数C.改变砂和砂桶质量，打出几条纸带D.用天平测出砂和砂桶的质量E.为了减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量实验小组中的小明如图所示的实验装置来做实验。小车、硅码打点计时器接交流电源0砂、砂桶小明同学平衡了摩擦力后.以砂和砂桶的重力为 F,在小车质量 M保持不变情 况下，不断往桶里加砂，砂的质量最终达到-，测小车加速度a,作 的图像.下 列图线正确的是.图为上述实验中打下

5、的一条纸带，A点为小车刚释放时打下的起始点，每两点间还有四个计时点未画出，打点计时器的频率为，则C点的速度为小车的加速度为以上两空均保留一位有效数字单位:cmISO32.0某同学用物体A、B分别探究了加速度随着外力的变化的关系，物体 A、B由静 止开始加速运动纸带与打点计时器之间阻力及空气阻力可忽略，实验后进行数据处理，得到了物体 A、B的加速度a与轻质弹簧秤弹力 F的关系图象分别如图乙中 的A、B所示。该同学仔细分析了图中两条线不重合的原因，得出结论：两个物体的质量不等，且 ;两物体与木板之间动摩擦因数 。均填“大于” “等4.图甲所示为某实验小组测量 A、B两个箱子质量的装置图，其中D为铁

6、架台，E为固定在铁架台上的轻质定滑轮质量和摩擦可忽略 下为光电门，C为固定在A上、宽度为d的细遮光条质量不计此外该实验小组还准备了祛码一套总质量和刻度尺等，请在以下实验步骤中按要求作答:甲在铁架台上标记一位置 O,并测得该位置与光电门之间的高度差h.取出质量为m的祛码放在 A中，剩余祛码都放在 B中，让A从位置。由静止开 始下降.记录下遮光条通过光电门的时间t,根据所测数据计算出 A下落到F处的速率;下落过程中的加速度大小 .改变m,重复 步骤，得到多组m及a的数据，作出 填“或“ 一”图象如图乙所示 图中横、纵坐标物理量的单位均采用国际制单位由图象可得，A的质量 kg, B的质量保留两位有效

7、数字，重力加速度大小 g取5.某同学用图所示的实验装置验证牛顿第二定律：通过实验得到如图所示的一图像，造成图线不经过原点这一结果的原因是：在平衡摩擦力时木板与水 平桌面的倾角 填“偏大”或“偏小” 。该同学在平衡摩擦力后进行实验，为了便于探究和减小误差，应使小车质量M与祛码和盘的总质量 m满足 的条件。该同学从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条每两点间还有4个点没有画出来，图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为O300 7.Q4 9廊UJfl, 电32时位门咖由这些已知数据计算：结果保留3位有效数字小车匀变速直线运动的加速度 与纸带上D点相对应的瞬时速度6 .如图所示

8、装置，可以进行以下实验A. “研究匀变速直线运动”B. “验证牛顿第二定律”C. “研究合外力做功和物体动能变化关系在A、B、C这三个实验中， 需要平衡摩擦阻力。已知小车的质量为 M,盘和祛码的总质量为 m,且将mg视为细绳对小车的拉力。为此需要满足。前述A、B、C三个实验中，不需要满足此要求。接通打点计时器电源，由静止释放小车，打出若干条纸带，从中挑选一条点迹清晰的纸带，如下图所示。纸带上打出相邻两个点之间的时间间隔为T, O点是打点计时器打出的第一个点，从 。点到A、B、C、D、E、F点的距离依次为si、s2、S3、s4、s5、s6o但OA之间可能还有一些点没打上，打F点时小车已经撞上木板

9、末端的挡板，A到E各点正常。由纸带可以求得小车加速度的表达式为如果用此装置做“研究合外力做功和物体动能变化关系这个实验，由此可求得纸带上由。点到D点所对应的运动过程中，盘和祛码受到的重力所做功的表达式,该小车动能改变量的表达式。由于实验中存在系统误差，所以，W。选填“小于”、“等于”或“大于”。如果前述，纸带为如图所示“用打点计时器验证机械能守恒”实验中打出的纸带，且OA之间可能还有没才T出的点，但 A到F各点都正常，有两位同学提出了处理数据的办法，其中合理的是： 甲：如果，则重锤机械能守恒乙：以各点到。点对应的s为横坐标，以各点速度平方为纵坐标，描点作图线,若图线为直线，且斜率为 2g,则重

10、锤机械能守恒7 .某实验小组用如图1所示的装置进行“验证牛顿第二定律”的实验，物块A上方连接一轻质的力传感器 数据线、计算机等辅助设备未画出，且数据线不影响物块的 运动，一条轻细绳一端连接在力传感器上，另一端跨过光滑的定滑轮连接物块B,物块B的质量大于物块 A的质量，物块 A下方连接纸带，纸带穿过打点计时器。用天平测得物块A、B的质量分别为、已知当地重力加速度为 go该实验小组改变物块 B的质量，根据打出的纸带计算出相应的加速度 a,并记 录力传感器的示数 F,作出了加速度a与细绳上拉力F的变化图象如图2所示，斜 率 ; 图线与纵轴相交于 , 则 。某同学做出了物块 A的加速度a随其所受合力

11、合变化的图象，如图3所示，则图3与图2中图象的斜率 填“相同”或“不相同” 。由图象可得出结论：。8 .某同学利用图示的装置验证系统牛顿第二定律，即一系统的质量m 定时，系统运动的加速度a与合力F成正比。实验时，有一定数目的祛码放置在小车。 实验过程： 将小车从A处由静止释放，用速度传感器测出它运动到B处时的速度v,然后将小车内的一个祛码拿到小桶中，小车仍从A处由静止释放，测出它运动到B处时对应的速度，重复上述操作。图中 AB相距x。设加速度大小为 a,则a与v及x间的关系式是 。如果实验操作无误，四位同学根据实验数据做出了下侧图象，其中哪一个是正 确的。卜列哪些措施能够减小本实验的误差 。实

12、验中必须保证小桶及祛码的总质量远小于小车及车内祛码的总质量实验前要平衡摩擦力细线在桌面上的部分应与长木板平行图中AB之间的距离x尽可能小一些9.在做“验证牛顿第二定律”的实验时装置如图所示：(_j呼计时罂6下列说法中正确的是A.平衡运动系统的摩擦力时，应把装砂的小桶通过定滑轮拴在小车上B.连接砂桶和小车的轻绳应和长木板保持平行C.平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动D.小车应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车甲同学根据实验数据画出的小车的加速度 a和小车所受拉力F的图像为下图所 示中的直线I ,乙同学画出的图像为图中的直线 n。直线I、n在纵轴或横轴上的 截距较大，明显超出了误差范围，下面

13、给出了关于形成这种情况原因的四种解释，其中可能正确的是A.实验前甲同学没有平衡摩擦力B.甲同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了C.实验前乙同学没有平衡摩擦力D.乙同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了在研究小车的加速度 a和小车的质量M的关系时，由于没有满足为砂桶及砂桶中砂的质量 的条件，结果得到的图像应是下图中的在研究小车的加速度 a和拉力F的关系时，由于没有满足的关系，结果10.用如图甲所示的实验装置来验证牛顿第二定律, 平衡摩擦力。为消除摩擦力的影响， 实验前必须小车打总计时器应是下图中的某同学平衡摩擦力时是这样操作的：将小车静止地放在水平长木板上，把木板 不带滑轮的一端慢

14、慢垫高，如图乙，直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止。请问这位同学的操作是否正确？答： 。填正确或错误如果这位同学按图甲中的操作，然后不断改变对小车的拉力F,他得到 小车质量保持不变情况下的图线是丙图中的 将选项代号的字母填在横线上。打点计时器使用的交流电频率。丁图是某同学在正确操作下获得的一条纸带，A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出。根据纸带所提供的数 据，算得小车的加速度大小为 结果保留两位有效数字 。11 .在探究小车的加速度与所受合外力和质量间的关系时，采用如图所示的实验装置，小车及车中的祛码质量用 M表示，盘及盘中的祛码质量用m表示，小车的加速度可由小车拖动的纸带上打点计

15、时器打出的点计算出:打点计时器*1某同学通过实验得到如图所示的为使小车所受合外力等于细线的拉力，应采取的措施是 ;要使细线的 拉力约等于盘及盘中祛码的总重力，应满足的条件是 。小明同学根据实验数据做出了质量一定时加速度a随拉力F的变化图线，如图所示。图中直线没有通过原点，其主要原因是 12 .用图所示的实验装置验证牛顿第二定律:图象，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角 填“偏大”或“偏小”。该同学在平衡摩擦力后进行实验，实际小车在运动过程中所受的拉力 祛码和盘的总重力 填“大于”、“小于”或“等于 ，为了便于探究、减小误差， 应使小车质量 M与祛码和盘的总质量 m满足

16、的条件。某同学得到如图 所示的纸带，已知打点计时器电源频率为A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点。由此可算出小车的加速度 加速 度a计算结果保留两位有效数字 。13.一某实验小组设计了如图所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度 a和所受拉力F的关系图象。他们在轨道水平和倾斜的两图线 是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的选填“”或“”滑块和位移传感器发射部分的总质量 kg;滑块和轨道间的动摩擦因二如某实验小组利用图甲所示的实验装置探究恒力做功与动能改变量的关系。所挂祛码质量为m,重力加速度为go平衡小车所受阻力的操作如下：取下祛码，把木板不带滑轮的一端垫高；

17、接通打点计时器电源，轻推小车，让小车拖着纸带运动，如果打出的纸带如图乙所示，则应适当选填“增大”或“减小”木板的倾角，直到纸带上打出的点迹 为止。在满足祛码质量 m远小于小车质量 M的情况下，某次实验正确操作后，根据测得的实验数据描绘出的图线如图丙所示，其中横坐标s为小车从静止开始发生的位移，纵坐标为小车运动速度大小的平方。若已知图中直线的斜率为k,小车质量 。 用m、g、和k表不在纸带上选取先后打出的 A、B两计数点，设 A、B两计数点间的距离为 d,打 这两点时小车对应的速度分别为、，若祛码质量 m不是远小于小车质量M,则本实验需验证表达式 在误差范围内是否成立。用m、M、g、d、 和 表

18、示。14 .如图所示为某同学所安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置。为了使小车受到合外力等于祛码和祛码盘的总重量，通常采用如下两个措施：A.平衡摩擦力：将长木板无滑轮的一端下面垫一小木块，反复移动木块的位置, 直到小车在祛码盘的拉动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动；m远小于小车和车内B.在调整祛码多少的过程中，要保证祛码和祛码盘的总质量 祛码的总质量Mo以上哪一个措施中有何重大错误？说明错误点某实验小组设计了如图所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度 a和所受拉力F的关系图象。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条图线，如图 所明传感器位的铺器产

19、?甲接收部分发射黝卜/7示.，.-X/乙球窟力传感器d 0仔水图线 填“甲”或“乙”是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的。滑块和位移传感器发射部分的总质量 kg,滑块和轨道间的动摩擦因数 。 取15 .验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器的电源为的交流电源,打点的时间间隔用 T表示.在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来 研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”.完成下列实验步骤中的填空：平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板 选填“右端”或“左端”的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列间隔均匀的点.按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，

20、在小车中放入祛码.打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸带，在纸带上标出小车中祛码的质量m.按住小车，改变小车中祛码的质量，重复步骤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点. 测量相邻计数点的间距, 求出与不同m相对应的加速度a.以祛 码 的质量m为横坐标、-为纵坐标，在坐标纸上做出 -关系图线。若加速度与小车和祛码的总质量成反比，则-与m处应成关系选填“线性”或“非线性”完成下列填空：本实验中，为了保证在改变小车中祛码的质量时，小车M所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是： 选填“远大于”或“远小于”。设纸带上三个相邻计数点的间距为、 如图所示.a可用

21、、 和T表示为 。TnjhTTjArTpTtTTnTpTnjTfnjTnf|nTT|nhjnijftnTnrpTnpnTpTnjnw|Trrrpnr上图为所得实验图线的示意图.设图中直线的斜率为 k,在纵轴上的截距为 b,若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为 ，小车的质量为 答案和解析1 .【答案】等间距线性远小于小车和祛码的总质量 之间【解析】解：平衡摩擦力的标准为小车可以匀速运动，打点计时器打出的纸带点迹间隔均匀。由一得，- 一，知-与m应成线性关系；设小车的质量为 M,小吊盘和盘中物块的质量为m,设绳子上拉力为 F,以整体为研究对象有解得： 故有时才可以认为绳对小车的拉力大小等于小吊盘和盘

22、中物块的重力；根据，。贝U 。由图可读出，代入数据解得；设小车质量为M,小车受到外力为F,由牛顿第二定律有所以一 一由-图象的斜率为-，故F -纵轴截距为一 。则 -。故答案为：等间距； 线性；远小于小车和祛码的总质量填“远小于小车的质量”也可以； 之间；-；-。实验前要平衡摩擦力，应用图象法处理实验数据时，为方便实验数据处理应使作出的图象为直线，根据实验注意事项分析答题；应用匀变速直线运动的推论求出加速度；由牛顿第二定律求出图象的函数表达式，然后根据图示图象分析答题。本题考查了实验注意事项、实验数据处理、实验误差分析等问题，对于实验问题要掌握 实验原理、注意事项和误差来源；遇到涉及图象的问题

23、时，要先根据物理规律写出关于 纵轴与横轴的函数表达式，再根据斜率和截距的概念求解即可。2 .【答案】偏大 小于【解析】【分析】考查实验时平衡摩擦力时出现的误差问题，不是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足， 就是平衡摩擦力时过大。根据牛顿第二定律求出绳子拉力与祛码和盘的总重力的关系，判断出在什么情况下祛码和盘的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力。根据匀变速直线运动的规律可以求出加速度的大小。我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚。对于实验我们要清楚每一项操作存在的理由。比如为什么要平衡摩擦力， 为什么要先接通电源后释放纸带等。【解答】当拉力F等于0时，小

24、车已经产生加速度，故原因是平衡摩擦力时平衡摩擦力过大， 在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角偏大。对整体分析，根据牛顿第二定律得，一，绳子的拉力,所以实际小车在运动过程中所受的拉力小于祛码和盘的总重力。当，即祛码和盘的总质量远小于小车和小车上祛码的总质量时，祛码和盘的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力。根据刻度尺的示数可知，时间间隔为，代入公式可以求出加速度为：。故答案为：偏大； 小于；。3 .【答案】；4; 小于；大于【解析】【分析】根据实验原理、方法、注意事项进行分析；根据牛顿第二定律进行分析；根据中间时刻的速度等于平均速度求C点的速度；根据位移差公式求小车的加速度；根据牛顿第二定

25、律得出加速度与F的函数表达式，结合图象进行分析。对于实验问题的分析，关键是要抓住实验原理、方法、注意事项等，掌握根据纸带测速 度与加速度的方法。【解答】将长木板右端适当垫高，使小车能自由匀速滑动，以平衡摩擦力，故A正确；B.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录传感器的 示数，故B正确；C.改变砂和砂桶质量，打出几条纸带，多次进行测量以减小误差，故C正确；由拉力传感器可读出线的拉力，故不需要知道砂和砂桶的质量，实验中也就需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故DE错误。故选ABC。整体分析由牛顿第二定律得：，隔离小车由牛顿第二定律有：,联立可得细绳的拉力为 ,则可

26、知在平衡摩擦力的前提下，若，小车所受的合外力可认为等于砂和砂桶的总重力，小车的加速度为一 一，而随着砂和砂桶的质量增大，当不满足关系时，小车的实际加速度为,图线会向下弯曲，故 C正确，ABD错误。 M + ut 3/故选Co打C点时小车的速度为： 根据可得小车的加速度为：根据牛顿第二定律有：得： 一结合图象可知，图线的斜率为 一，由图可知A物体对应的斜率较大，则可知 A物体的质量小于B物体的质量，即，纵轴的截距为，由图可知故答案为：；4;小于；大于。4 .【答案】- -【解析】 解： 下落到F处的速率为 V由速度位移公式得： 一 一,A, B作为一个系统：， 可得, 则应做出的图象。由表达式:

27、可知图象的斜率:解得：，故答案为：-由极短时间内的平均速度等于瞬时速度可求得在F点的速度，由速度位移公式求得加速度。由牛顿第二定律可求得 a的表达式，据表达式可确定 a与m数学关系从而可选定要 画的图象。由表达式结合图象中的斜率与截距可确定出两者的质量。本实验重点在于确定加速度 a与m的关系式，结合斜率与截距与表达式的对应关系列方 程求解，对于图象类问题这是一基本的方法。5 .【答案】偏大【解析】【分析】考查实验时平衡摩擦力时出现的误差问题，不是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足， 就是平衡摩擦力时过大，从图上分析两图各是什么原因即可。根据牛顿第二定律求出绳子拉力与祛码和盘的总重力的关系，判断出在什

28、么情况下 祛码和盘的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力。根据匀变速直线运动的规律可以求出加速度的大小， 根据平均速度法求出D点速度。教科书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚。对于实验我们要清楚每一项操作存在的理由，比如为什么要平衡摩擦力，为什么要先接通电源后释放纸带等。【解答】当拉力F等于0时，小车已经产生力加速度，故原因是平衡摩擦力时平衡摩擦力过大，在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角偏大；对整体分析，根据牛顿第二定律得， 则绳子的拉力当，即祛码和盘的总质量远小于小车和小车上祛码的总质量时，祛码和盘的总重力在数值上近似等于小车运

29、动时受到的拉力。所以为了便于探究、减小误差，应使小车质量M与祛码和盘的总质量 m满足的条件；每两点间还有4个点没有画出来，时间间隔为由纸带点迹分布，由匀变速运动规律，由两分法可得加速度为;故答案为:偏大; 大于； 乙。【解析】【分析】本题考查常见力学实验中的测量仪器和实验方法，要求对课本中的基本实验内容能熟练掌握并明确相应的原理。根据各个实验的原理进行分析即可知道那个实验需要平衡摩擦力；根据各个实验的原理进行分析即可知道那个实验需要满足要求；根据逐差法求解加速度；根据实验原理求出合力做功和动能改变量的表达式，并进行分析；根据机械能守恒实验原理分析即可。【解析】由于“验证牛顿第二定律”和“研究合

30、外力做功和物体动能变化关系”均是在忽略摩擦力的前提下进行的， 因此需要平衡摩擦力， 而“研究匀变速直线运动”可在有摩擦 力的前提下进行，则不必平衡摩擦力；故填BC。由于A选项验证的是匀变速直线运动，不需要且将mg视为细绳对小车的拉力，故填A。由于OA之间的位置可能有偏差，故可使用逐差法求解。表达式为；由，分别将数据代入即可求得；由动能定理得- 末 初，代入数据得 ；实验中无法避免器材摩擦等因素，故。甲同学运用的是，验证的是匀加速直线运动，无法直接说明该系统机械能守恒；乙同学运用的是-，若图线为直线，且斜率为 2g,说明所有的重力势能均转化为了动能，机械能守恒。故答案为： ；大于； 乙。7 .【

31、答案】一，g；相同；在误差允许的范围内，物体的加速度与合力成正比。【解析】【分析】由牛顿第二定律解得 A所受的合力，从而解得力 F与加速度a的函数关系，从而确定图象的斜率及截距的含义，由此得解；由牛顿第二定律解得 A所受的合力与加速度 a的函数关系，由图象斜率的含义得解；由两次实验结果比较得解。本题主要考查验证牛顿第二定律的实验，明确实验原理及数据的处理是解题的关键，难度一般。【解答】对A由牛顿第二定律方程可得：，变形可得：一，由表达式可知图象的斜率表示 A的质量倒数，即： 一；而图形的纵截距表示：，即：对A由牛顿第二定律方程可得：合 ，由表达式可知，该图线的斜率与题中图象的斜率相同，均为 一

32、；由以上分析可知，在误差允许的范围内，物体的加速度与合力成正比。故填： 一，g; 相同；在误差允许的范围内，物体的加速度与合力成正比。8 .【答案】一；A； BC【解析】【分析】本题考查了探究 a与F的关系实验，知道实验原理、掌握匀变速直线运动的规律是解题的前提与关键；应用匀变速直线运动的规律、牛顿第。二定律即可解题。小车做初速度为零的匀加速直线运动，应用匀变速直线运动的速度位移公式分析答题；应用匀变速直线运动规律与牛顿第二定律求出图象的函数表达式，然后分析答题；根据实验原理与实验注意事项分析答题。【解答】由运动学公式，小车从静止开始经过X位移的加速后，获得的加速度 一本题是探究加速度与作用力

33、的关系，但要质量一定。显然是正比关系，即-，所以图象是正比例函数，图象是过原点的直线，故选项 A符合条件，故选A;A.对小车和沙桶整体，加速度 ，而改变拉力F时，是改变祛码m的大小，但未变，所以不一定要满足，故选项A错误；8 .为使系统所受合力等于桶与桶中祛码的重力，实验前要平衡摩擦力，故 B正确；C.为使系统所受合力等于桶与桶中祛码的重力，实验需要配合摩擦力， 此外还需要细线在桌面上的部分应与长木板平行，故C正确；D.为减小实验误差，图中 AB之间的距离x尽量大些，故 D错误。故选BC。故答案为：一；。9 .【答案】；。【解析】【分析】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数

34、据处理以及注意事项，尤其是理解平衡摩擦力和的操作和要求的含义，只要掌握了实验原理就能顺利解决此类题目，就能举一反三，所以要注意基本原理的学习。在“探究加速度与力、 质量的关系”实验中，使得砂和小桶的重力等于小车的合力，需平衡摩擦力，平衡摩擦力时，不挂砂和小桶，小车后面需连接纸带.连接沙桶和小车 的轻绳应和长木板保持平行，平衡摩擦力后，长木板与水平面夹角不能改变，小车应靠 近打点计时器，且应先接通电源再释放小车甲图象表明在小车的拉力为 0时，合外力大于0,说明平衡摩擦力过度；乙图象说明在拉力大于 。时，物体的加速度为 0,说明绳子的拉力被摩擦力平衡了，即 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；设绳子上

35、拉力为F,对小车根据牛顿第二定律有：，对砂桶和砂有：,由此解得：;，由此可知当时，砂和砂桶的重力等于绳子的拉力，据此根据该实验实验误差产生的原因即可正确解答；当小车的质量远大于祛码盘和祛码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大 小等于砂和砂桶的总重力大小，否则图象将会发生弯曲。第18页，共24页【解答】平衡摩擦力时，不需挂砂和小桶，但小车后面必须与纸带相连，因为运动过程中纸带受到阻力，故 A错误；B.连接砂桶和小车的轻绳应和长木板保持平行，使绳子的拉力等于小车受到的合力，故B正确；C.平衡摩擦力后，长木板与水平面夹角不能改变，否则要重新平衡摩擦力。可知，长木 板的位置不能移动，故 C正确；

36、D.实验前小车应靠近打点计时器，实验时应先接通电源再释放小车，否则纸带上打不了几个点，故D正确。故选BCD。I图象表明在小车的拉力为 0时，小车的加速度大于 0,说明合外力大于 0,说 明平衡摩擦力过度，即把长木板的末端抬得过高了，故 A错误，B正确；n图象说明在拉力大于 0时，物体的加速度为 0,说明合外力为0,即绳子的拉力被 摩擦力平衡了，即没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，也就是没有将长木板的末端抬高或抬高不够，故 C正确，D错误。随着-增大，小车质量在减小， 因此小车质量不再满足远大于砂和砂桶的质量，加速度不可能一直均匀增大， 加速度的增大幅度将逐渐减小，最后趋近于定值g,故ABC错误，

37、D正确。该实验中当小车的质量远大于砂和砂桶时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等 于砂和砂桶的总重力大小，随着F的增大，即随着砂的质量增大， 逐渐的砂和砂桶的质量不再比小车质量小的多，因此会出现较大误差， 图象会产生偏折现象， 故ABC错误，D正确。故答案为：；。10 .【答案】错误【解析】【分析】解决本题的关键掌握平衡摩擦力的方法，注意平衡摩擦力时，不能将砂桶与小车相连挂在滑轮上.以及掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度。小车由静止下滑，说明重力沿斜面的分力大于摩擦力，因此平衡过度，当小车带动纸带匀速下滑时说明平衡摩擦力；正确的图象应该是过原点的直线，由于平衡摩擦力过度，因此图

38、象在纵轴上有截距；根据连续相等时间内的位移之差是一恒量，运用逐差法求出加速度的大小.【解答】小车由静止下滑，说明重力沿斜面的分力大于摩擦力，因此平衡过度，所以该同学的操作错误，正确的操作应该为给小车一个初速度，小车能够带动纸带匀速下滑；如果这位同学先如中的操作，导致平衡摩擦力过度，因此当小车上还没有挂砂和砂桶时，小车应该就已经有加速度了，故C正确，A、B、D错误；根据，运用逐差法得， ,因为斜率计数点间的时间间隔-，代入解得 ,代入数据解得 。故答案为：错误；11 .【答案】平衡小车所受的摩擦力；未平衡摩擦力 或平衡摩擦力不充分【解析】【分析】实验时应平衡摩擦力，当摩榛力等于重力沿斜面向下的分

39、力时，小车所受合外力等于细线的拉力。当盘及盘中祛码的总质量远小于小车及祛码总质量时，可以认为小车受到的拉力等于盘及祛码的重力。实验时应平衡摩擦力，没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，图象在F轴上有截距；平衡摩擦力过度，在 图象的a轴上有截距。【解答】设木板倾斜角为 ，对小车进行受力分析竖直方向合力为零，沿斜面方向有匕=F +1顺加1- / ,所以为使小车所受合外力等于细线的拉力，应该平衡小车所受的摩擦力。对盘和盘中的祛码进行受力分析结合牛顿第二定律得：，对小车受力分析结合牛顿第二定律得：，联立解得：,所以要使细线的拉力约等于盘及盘中祛码的总重力，应满足的条件是：；由图象可知，图象在F轴上有截距，这

40、是由于未平衡摩擦力或者平衡摩榛力不充分。故答案为：平衡小车所受的摩擦力；未平衡摩擦力 或平衡摩擦力不充分12 .【答案】偏大；小于；【解析】【分析】根据图b结合小车的受力情况分析；根据祛码和盘下落过程中所处状态分析小车所受拉力与祛码和盘的重力的关系，再由此出发分析减小误差的条件；根据刻度尺的读数方法读数并求出差值，而后应用相邻两段相等时间内的位移差公式求解。本题考查的是实验：探究加速度与力、质量的关系。理解实验原理，掌握数据处理方法是解题的关键。【解答】由图b可以看出，当 时，而对应的加速度不为 0,究其原因是在平衡摩擦力时，木板与水平桌面间的倾角偏大造成的；由于祛码和盘在下降过程中处于失重状

41、态，所以小车实际受到的拉力小于祛码和盘的重力，为了减小误差，应使小车质量M远远大于祛码和盘的总质量m,即打点计时器电源频率为 50Hz,所以打点周期为，根据可知小车的加速度 。故答案为： 偏大； 小于；。13 .【答案】 一减小；均匀;【解析】 一【分析】本题考查了实验数据处理、考查了求加速度与速度、质量、动摩擦力因数问题，掌握基础知识、应用匀变速直线运动的推论可以解题；处理图象问题时求出图线的函数表达式是解题的关键。知道滑块运动的加速度 a和所受拉力F的关系图象斜率等于滑块和位移传感器发射部分 的总质量的倒数。对滑块受力分析，根据牛顿第二定律求解。【解答】解： 由图象 可知，当 时， ，也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加 速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，所以图线是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的。根据 得 一，所以滑块运动的加速度 a和所受拉力F的关系图象斜率等于滑块和位移传感器发射部分的总质量的倒数。所以-，由图形b得，在水平轨道上时，加速度 ，根据牛顿第二定律得，解得 。故答案为：； ； 一【分析】解决本题的关键掌握平衡摩擦力的方法，知道对于图象问题，常用的解题方法得出两个物理量间的关系式，结合图线的斜率和截距进行求解。平衡摩擦力时，轻推小车，使得小车做匀速直线运动，纸带上