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20．甲、乙、丙、丁四位同學在做探究加速度與物體質量和合外力的關系的實驗時（使用如圖所示的裝置），設小車質量和車上砝碼質量之和為 M，砂及砂桶的總質量為 m，分別得出如圖甲、乙、丙、丁四條圖線，其中圖甲、乙、丙是 a-F 圖線，圖丁是 a-$\frac{1}{M}$圖線，則下列說法中正確的是（　　）

	A．	甲和乙較好地把握了實驗條件 M 遠大于 m
	B．	丙和丁沒有把握好實驗條件 M 遠大于 m
	C．	甲同學長木板的傾角太小，而乙同學長木板傾角太大
	D．	甲、乙、丙三同學中，丙同學較好地完成了平衡摩擦力的操作

分析實驗前需要平衡摩擦力，平衡摩擦力時，如果木板墊起的太高，過平衡摩擦力，小車重力平行于木板方向的分力大于小車受到的摩擦力，在不施加拉力時，小車已經有加速度，a-F圖象不過坐標原點，在a軸上有截距，若不再滿足砂和砂桶遠小于小車的質量，曲線上部出現彎曲現象．

解答解：AB、在a-F圖中，當m＜＜M時，a與F成線性關系，所以甲、乙和丙較好地把握了實驗條件M遠遠大于m，隨著F的增大，即砂和砂桶質量的增大，不再滿足砂和砂桶遠小于小車的質量時，圖象上部會出現彎曲現象，所以圖象丁沒有把握好實驗條件M遠大于m，故A正確，B錯誤；
C、甲圖中，當F≠0時，a=0．也就是說當繩子上有拉力時小車的加速度還為0，說明遺漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足這個步驟，即甲同學長木板的傾角太小，
乙圖中a-F圖象不過坐標原點，在a軸上有截距，說明木板墊起的太高，過度平衡摩擦力，故C正確；
D、丙圖象是一條過原點的直線，說明較好地完成了平衡摩擦力的操作，故D正確；
故選：ACD．

點評要知道驗證牛頓第二定律實驗的注意事項，要會處理實驗數據，能根據打出的紙帶求出物體的加速度、物體的瞬時速度．要掌握應用圖象法處理實驗數據的方法．

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相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

20．

如圖所示，光滑斜面的傾角為30°，輕繩通過兩個滑輪與A相連，輕繩的另一端固定在天花板上，不計輕繩與滑輪之間的摩擦力和滑輪的質量．物塊A的質量為m，掛上物塊B后，當滑輪兩邊的輕繩夾角為120°時，AB恰能保持相對靜止，則物塊B的質量為（　　）

A．

$\frac{\sqrt{2}}{2}$m

B．

$\frac{m}{2}$

C．

D．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

11．某同學為了“探究做功與速度的關系”．
（1）在實驗室找到了如甲中的器材，其中本實驗不需要的器材有重錘、鉤碼

（2）用一條紙帶穿過打點計時器，該同學發現有圖乙中的兩種穿法，感到有點猶豫．你認為B（選填“A”或“B”）邊的穿法正確．
（3）該同學欲通過如圖所示裝置打出的紙帶（圖丙）來判斷是否已經平衡摩擦力．根據紙帶的點跡可以判斷：為進一步平衡摩擦力，長木板與水平桌面的夾角應該增大（選填“增大”或“減小”）．
（4）在正確操作的情況下，某次所打的紙帶如圖丁所示．打在紙帶上的點并不都是均勻的，為了測量橡皮筋做功后小車獲得的速度，應選用紙帶的GJ部分進行測量（根據下面所示的紙帶回答），小車獲得的速度是0.65m/s．（計算結果保留兩位有效數字）

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

8．為了驗證動能定理，某學習小組在實驗室組裝了如圖所示的裝置，備有下列器材：打點計時器所用的學生電源、導線、復寫紙、天平、細沙．他們稱量滑塊的質量為M、沙和小桶的總質量為m．當滑塊連接上紙帶，讓細線跨過滑輪并懸掛空的小桶時，滑塊處于靜止狀態．實驗時為保證滑塊受到的合力與沙、小桶的總重力大小基本相等，沙和小桶的總質量應滿足的實驗條件是M遠大于m，實驗時為保證細線拉力等于滑塊所受的合外力，首先要做的步驟是平衡摩擦力．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

15．

某實驗小組用如圖所示實驗裝置探究合力做功與動能變化的關系，鐵架臺豎直固定放置在水平桌面上，長木板一端放置在水平桌面邊緣P處，另一位置放置在鐵架臺豎直鐵桿上，使長木板傾斜放置．長木板P處放置一光電門，用光電計時器記錄滑塊通過光電門時擋光時間，實驗步驟是：
①用游標卡尺測出滑塊的擋光寬度L，用天平測量滑塊的質量m．
②平衡摩擦力：以木板放置在水平桌面上的P處為軸，調節長木板在鐵架臺上的放置位置，使滑塊恰好沿木板向下做勻速運動．在鐵架臺豎直桿上記下此位置Q₁，用刻度尺測出Q₁到水平面的高度H．
③保持P位置不變，長木板一端放置在鐵架臺豎直桿Q₂上．用刻度尺量出Q₁Q₂的距離h₁，將滑塊從Q₂位置由靜止釋放，由光電門計時器測出滑塊的擋光時間t₁．
④保持P位置不變，重新調節長木板一端在鐵架臺上的放置位置，重復步驟③數次．
滑塊沿長木板由Q₂運動到P的過程中，用測量的物理量（L₁，t₁，h，H，m）以及重力加速度g回答下列問題：
（1）滑塊通過光電門的速度v=$\frac{L}{{t}_{1}^{\;}}$
（2）滑塊動能的變化量△E_k=$\frac{1}{2}m\frac{{L}_{\;}^{2}}{{t}_{1}^{2}}$
（3）滑塊克服摩擦力做的功W_f=mgH
（4）合力對滑塊做的功W_合=mg${h}_{1}^{\;}$．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

5．

如圖所示，在足夠長的光滑絕緣水平直線軌道上方的P點，固定一電荷量為+Q的點電荷．一質量為m、帶電荷量為+q的物塊（可視為質點的檢驗電荷），從軌道上的A點以初速度v₀沿軌道向右運動，當運動到P點正下方B點時速度為v．已知點電荷產生的電場在A點的電勢為φ（取無窮遠處電勢為零），P到物塊的重心豎直距離為h，P、A連線與水平軌道的夾角為60°，k為靜電常數，下列說法正確的是（　　）

	A．	物塊在A點的電勢能E_PA=Qφ
	B．	物塊在A點時受到軌道的支持力大小為mg+$\frac{3\sqrt{3}kqQ}{8{h}^{2}}$
	C．	點電荷+Q產生的電場在B點的電場強度大小E_B=K$\frac{q}{{h}^{2}}$
	D．	點電荷+Q產生的電場在B點的電勢φ_B=$\frac{m}{2q}$（v₀²-v²）+φ

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

12．

如圖，帶電量均為+q的一對點電荷，被分別固定在空間相距2h的A、B兩點．在正電荷的電場區域內，有一個電子（電量為e，質量為m，重力可不計）正在做勻速圓周運動．設此時電子到正電荷的距離為x，則該電子受到的電場力為$\frac{2kqe\sqrt{{x}^{2}-{h}^{2}}}{{x}^{3}}$，電子的動能E_k與距離x的函數關系為E_k=$\frac{2kqe（{x}^{2}-{h}^{2}）}{{x}^{3}}$．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

9．用如圖甲所示的實驗裝置完成“探究動能定理”實驗．請補充完整下列實驗步驟的相關內容：

（1）用天平測量小車和遮光片的總質量M、砝碼盤的質量m₀；用游標卡尺測量遮光片的寬度d，游標卡尺的示數如圖乙所示，其讀數為0.525cm；按圖甲所示安裝好實驗裝置，用米尺測量兩光電門之間的距離s；
（2）在砝碼盤中放入適量砝碼；適當調節長木板的傾角，直到輕推小車，遮光片先后經過光電門A和光電門B的時間相等；
（3）取下細繩和砝碼盤，記下砝碼盤中砝碼的質量m（填寫相應物理量及其符號）；
（4）讓小車從靠近滑輪處由靜止釋放，用數字毫秒計分別測出遮光片經過光電門A和光電門B所用的時間△t_A和△t_B；
（5）步驟（4）中，小車從光電門A下滑至光電門B過程合外力做的總功W_合=（m+m₀）gs，小車動能變化量△E_k=$\frac{1}{2}$M（$\fracp9vv5xb5{△{t}_{B}}$）²-$\frac{1}{2}$M（$\fracp9vv5xb5{△{t}_{A}}$）²（用上述步驟中的物理量表示，重力加速度為g），比較W_合和△E_k的值，找出兩者之間的關系；
（6）重新掛上細線和砝碼盤，改變砝碼盤中砝碼質量，重復（2）～（5）步驟．
（7）本實驗中，以下操作或要求是為了減小實驗誤差的是B．
A．盡量減小兩光電門間的距離s
B．調整滑輪，使細線與長木板平行
C．砝碼和砝碼盤的總質量遠小于小車的質量．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

10．某實驗小組采用如圖1所示的裝置來探究“功與速度變化的關系”實驗中，小車碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達地面？實驗的部分步驟如下：

（1）將一塊一端帶有定滑輪的長木板固定在桌面上，在長木板的另一端固定打點計時器；
（2）把紙帶穿過打點計時器的限位孔，連在小車后端，用細線跨過定滑輪連接小車和鉤碼；
（3）把小車拉到靠近打點計時器的位置，接通電源，從靜止開始釋放小車，得到一條紙帶；
（4）關閉電源，通過分析小車位移與速度的變化關系來研究合外力對小車所做的功與速度變化的關系？
如圖2是實驗中得到的一條紙帶，點O為紙帶上的起始點，A、B、C是紙帶的三個計數點，相鄰兩個計數點間均有4個點未畫出，用刻度尺測得A、B、C到O的距離如圖所示，已知所用交變電源的頻率為50Hz，問：
（1）打B點時刻，小車的瞬時速度v_B=0.40m/s？（結果保留兩位有效數字）
（2）本實驗中，若鉤碼下落高度為h₁時合外力對小車所做的功W₀，則當鉤碼下落h₂時，合外力對小車所做的功為$\frac{{h}_{2}}{{h}_{1}}$W₀？（用h₁、h₂、W₀表示）
（3）實驗中，該小組同學畫出小車位移x與速度v的關系圖象如圖3所示？根據該圖形狀，某同學對W與v的關系作出的猜想，肯定不正確的是AC（填寫選項字母代號）
A．W∝v B．W∝v²C．W∝$\frac{1}{v}$ D．W∝v³
（4）在本實驗中，下列做法能有效地減小實驗誤差的是ABC（填寫選項字母代號）A．把長木板右端適當墊高，以平衡摩擦力
B．實驗中控制鉤碼的質量，使其遠小于小車的總質量C．調節滑輪高度，使拉小車的細線和長木板平行D．先讓小車運動再接通打點計時器．

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