能力提升
1．某实验小组设计了如图所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系。开始时闭合开关，电磁铁将A、B两个小车吸住，断开开关，两小车同时在细绳拉力作用下在水平桌面上沿同一直线相向运动。实验中始终保持小车质量远大于托盘和砝码的质量，实验装置中各部分摩擦阻力可忽略不计。
①该小组同学认为，只要测出小车A和B由静止释放到第一次碰撞通过的位移s1、s2，即可得知小车A和B的加速度a1、a2的关系是＝。你认为这个实验方案的优点是________。
②实验时，该小组同学保持两小车质量相同且不变，改变左、右托盘内的砝码的重力，测量并记录对应拉力下车A和B通过的位移s1和s2。经过多组数据分析得出了小车运动的加速度与所受拉力的关系。如果要继续利用此装置验证小车的加速度与小车质量的关系，需要控制的条件是______________，需要测量的物理量有________
(要求对表示物理量的字母作出说明)，它们之间的关系式是_____。
答案：①不用测量时间。
②保持两小车所受的拉力相等且不变，或答两托盘(含砝码)的重力相等 小车A的质量m1、位移s1；小车B的质量m2、位移s2 ＝
2．(河北正定中学高一上学期期末)如图为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置．
(1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持________不变，用钩码所受的重力作为________，用DIS测小车的加速度。
(2)改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a－F关系图线(如图所示)。
①分析此图线的OA段可得出的实验结论是_______________。
②此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是( )
A．小车与轨道之间存在摩擦
B．导轨保持了水平状态
C．所挂钩码的总质量太大
D．所用小车的质量太大
答案：(1)小车质量 小车受到的合外力 (2)①质量一定时，加速度与合外力成正比 ②C
3．(徐州市12～13学年高一上学期期末)“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，某组同学制订实验方案、选择实验器材且组装完成，在接通电源进行实验之前，实验装置如图所示。
(1)下列对此组同学操作的判断正确的是( )
A．打点计时器不应该固定在长木板的最右端，而应该固定在靠近定滑轮的那端，即左端
B．打点计时器不应使用干电池，应使用低压交流电源
C．实验中不应该将长木板水平放置，应该在右端垫起合适的高度
D．小车初始位置不应该离打点计时器太远，而应该靠近打点计时器放置
(2)保持小车质量不变，改变沙和沙桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如下图，该图线不通过原点，明显超出偶然误差范围，其主要原因是_______________________________
______________________________________________________________________________________________________________。
(3)沙和沙桶质量m________小车质量M时，才可以认为细绳对小车的拉力F的大小近似等于沙和沙桶的重力( )
A．远大于 B．远小于
C．接近(相差不多) D．大于
(4)某同学顺利地完成了实验。某次实验得到的纸带如图所示，纸带中相邻计数点间的距离已标出，相邻计数点间还有四个点没有画出。由此可求得打点1时小车的速度是________m/s。小车的加速度大小________m/s2。(结果保留两位有效数字)
答案：(1)BCD (2)平衡摩擦力过度 (3)B
(4)0.26 0.50
4．在做“探究加速度和力、质量的关系”的实验中，保持小车和砝码的总质量不变，测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示
F(N)
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
a(m/s2)
0.11
0.19
0.29
0.40
0.51
(1)根据表中的数据在坐标系上作出a－F图象；
(2)图象斜率的物理意义是______________________________。
(3)小车和砝码的总质量为________kg。
(4)图线(或延长线)与F轴截距的物理意义是__________________
____________________________________________________________________________________________________________________。
答案：(1)见解析 (2)小车和砝码总质量的倒数
(3)1 (4)小车受到的阻力为0.1N
解析：(1)根据所给数据在所给坐标系中准确描点，作出的a－F图象如图所示。
(2)图象斜率表示小车和砝码总质量的倒数。(3)由(1)中图象可得：＝，解得M＝1kg。(4)由a－F图象可知，当力F＝0.1N时，小车开始运动，说明此时小车受到的阻力为0.1N。
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