第2節(jié)實(shí)驗(yàn)探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系（學(xué)生版）-高一物理講義（人教2019）

第2節(jié)實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)課標(biāo)解讀1．明確影響物體加速度的兩個因素——力和質(zhì)量。2．學(xué)會測量物體的質(zhì)量、加速度和受到的力，通過實(shí)驗(yàn)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。3．會運(yùn)用圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。4．體會“控制變量法”對研究問題的意義。1、經(jīng)歷探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的設(shè)計(jì)過程，能夠依據(jù)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，學(xué)會選擇合理的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)。2、經(jīng)歷用圖像法處理數(shù)據(jù)的過程，從圖像中發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生收集信息、獲取證據(jù)的能力。3、經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)操作和測量的過程，知道如何平衡摩擦力、減小系統(tǒng)誤差等操作方法，體會探究過程的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性，培養(yǎng)與人合作、學(xué)會分享的團(tuán)隊(duì)精神。知識精講知識精講知識點(diǎn)01實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)的基本思想——控制變量法(1)保持質(zhì)量不變，探究加速度跟的關(guān)系．(2)保持合外力不變，探究加速度與的關(guān)系．(3)作出a－F圖象和a－eq\f(1,m)圖象，確定a與F、m的關(guān)系．【即學(xué)即練1】(多選)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于平衡摩擦力的說法中正確的是()A.“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是使小車受到的摩擦力為零B.“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是使小車所受的重力沿斜面方向的分力與所受到的摩擦阻力相平衡C.“平衡摩擦力”的目的就是要使小車所受的合力等于所掛鉤碼通過細(xì)繩對小車施加的拉力D.“平衡摩擦力”是否成功，可由小車拖動由打點(diǎn)計(jì)時器打出的紙帶上的點(diǎn)跡間距是否均勻而確定【即學(xué)即練2】在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)步驟中，下列做法中正確的是()A．同時改變拉力F和小車質(zhì)量m的大小B．先保持小車質(zhì)量m不變，研究加速度a與拉力F的關(guān)系，再保持F不變，研究a與m的關(guān)系，最后導(dǎo)出a與m及F的關(guān)系C．只改變拉力F的大小，小車質(zhì)量m的大小始終保持不變D．只改變小車質(zhì)量m的大小，拉力F的大小始終保持不變知識點(diǎn)02實(shí)驗(yàn)器材小車、槽碼、細(xì)繩、一端附有定滑輪的長木板、墊木、打點(diǎn)計(jì)時器、學(xué)生電源、導(dǎo)線、紙帶、天平、刻度尺、坐標(biāo)紙．知識點(diǎn)03實(shí)驗(yàn)過程1.用測出小車的質(zhì)量M，并把數(shù)值記錄下來.2.按如圖所示的裝置把實(shí)驗(yàn)器材安裝好(小車上先不系繩).3.平衡摩擦力：在長木板不帶定滑輪的一端下面墊一木塊，反復(fù)移動木塊位置，直到輕推小車在斜面上運(yùn)動時可保持運(yùn)動為止(紙帶上相鄰點(diǎn)間距相等).4.在砝碼盤里放入適量的砝碼，用細(xì)繩繞過定滑輪系在小車上，在小車上加放適量的砝碼，用天平測出砝碼盤和砝碼的質(zhì)量m，記錄下來.接通電源，放開小車，待打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上打好點(diǎn)后取下紙帶，并設(shè)計(jì)表格如下.(表1)次數(shù)123456小車加速度a/(m·s－2)砝碼盤和砝碼的質(zhì)量m/kg拉力F/N5.保持小車的不變，改變砝碼和砝碼盤的質(zhì)量，按步驟4再做5次實(shí)驗(yàn).6.用公式Δx＝aT2或a＝eq\f(2x,T2)求得小車的加速度a，并記錄到表格中.7.保持砝碼和砝碼盤的質(zhì)量不變，在小車上加放砝碼，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)，求出相應(yīng)的加速度，把數(shù)據(jù)記錄到下面的表格中.（表2）次數(shù)123456小車加速度a/(m·s－2)小車質(zhì)量M/kgeq\f(1,M)/kg－1整理實(shí)驗(yàn)器材，結(jié)束實(shí)驗(yàn).【即學(xué)即練3】(1)用如圖所示的裝置研究在作用力F一定時，小車的加速度a與小車(含砝碼)質(zhì)量M的關(guān)系，甲同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：A.用天平稱出小車和小桶及內(nèi)部所裝砂子的質(zhì)量B.按圖裝好實(shí)驗(yàn)器材C.把輕繩系在小車上并繞過定滑輪懸掛小桶D.將電磁打點(diǎn)計(jì)時器接在6V電壓的蓄電池上，接通電源，釋放小車，打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，并在紙帶上標(biāo)明小車質(zhì)量E.保持小桶及其中砂子的質(zhì)量不變，增加小車上的砝碼個數(shù)，并記錄每次增加后的M值，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)F.分析每條紙帶，測量并計(jì)算出加速度的值G.作a－M關(guān)系圖象，并由圖象確定a與M的關(guān)系①甲同學(xué)漏掉的重要實(shí)驗(yàn)步驟是________，該步驟應(yīng)排在步驟________之后.②在上述步驟中，有錯誤的是步驟________，應(yīng)把____________改為____________.③在上述步驟中，處理不恰當(dāng)?shù)氖遣襟E________，應(yīng)把________改為________.(2)乙同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求安裝的實(shí)驗(yàn)裝置如圖(圖為已接通電源剛要釋放紙帶的情況)，請改正乙同學(xué)的五個錯誤.①電源________；②電磁打點(diǎn)計(jì)時器位置________；③滑輪位置________；④小車位置________；⑤長木板________.知識點(diǎn)04數(shù)據(jù)處理1.由表1中記錄的數(shù)據(jù)，以a為縱坐標(biāo)、F為橫坐標(biāo)，根據(jù)數(shù)據(jù)作a－F圖象(如圖所示)，找出規(guī)律，分析a與F的關(guān)系.圖象(如圖所示)，分析a與M的關(guān)系.3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論(1)保持物體質(zhì)量不變時，物體的加速度a與所受力F成正比.(2)在力F不變時，物體的加速度a與質(zhì)量M成反比.【即學(xué)即練4】為了探究物體質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，其中M為小車和小車上的滑輪的總質(zhì)量，m為沙和沙桶的總質(zhì)量，力傳感器可測出輕繩中的拉力大?。?1)下列實(shí)驗(yàn)操作中，一定要進(jìn)行的是________．A．用天平測出沙和沙桶的總質(zhì)量B．將帶滑輪的長木板右端適當(dāng)墊高，以平衡摩擦力C．調(diào)整力傳感器和定滑輪的高度，使連接它們的輕繩與長木板平行D．為減小誤差，一定要保證m遠(yuǎn)小于M(2)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖2所示的一條紙帶(相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個點(diǎn)沒有畫出)，已知打點(diǎn)計(jì)時器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為____________m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)．(3)該同學(xué)以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)，畫出的a－F圖象是一條直線(圖象沒有畫出)，求得圖線的斜率為k，則小車和小車上的滑輪的總質(zhì)量為________．A.eq\f(1,k)B．kC.eq\f(2,k)D．2k知識點(diǎn)05注意事項(xiàng)1.打點(diǎn)前小車應(yīng)打點(diǎn)計(jì)時器且應(yīng)先后釋放.2.在平衡摩擦力時，(填“要”或“不要”)懸掛砝碼盤，但小車應(yīng)連著紙帶且接通電源.用手輕輕地給小車一個初速度，如果在紙帶上打出的點(diǎn)的間隔，表明小車受到的阻力跟它受到的重力沿斜面向下的分力平衡.3.改變砝碼的質(zhì)量的過程中，要始終保證砝碼和砝碼盤的質(zhì)量小車的質(zhì)量.4.作圖時應(yīng)使所作的通過盡可能多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)也要盡可能的對稱分布在直線的兩側(cè)，但若遇到個別偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去.【即學(xué)即練5】在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)作用力一定時(小盤和砝碼的重力不變)，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，以下說法中正確的是()A．平衡摩擦力時，應(yīng)將小盤和砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上B．每次改變小車的質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力C．實(shí)驗(yàn)時，先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時器的電源D．小車運(yùn)動的加速度可用天平測出小車的質(zhì)量m和小盤與砝碼的總質(zhì)量m0，直接用公式a＝eq\f(m0,m)g求出知識點(diǎn)06誤差分析1、實(shí)驗(yàn)原理不完善：本實(shí)驗(yàn)用槽碼的總重力m′g代替小車的拉力，而實(shí)際上小車所受的拉力要小于槽碼的總重力．2、平衡摩擦阻力不準(zhǔn)確、質(zhì)量測量不準(zhǔn)確、計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離測量不準(zhǔn)確、紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木板平行都會引起誤差．【即學(xué)即練6】在探究加速度與物體所受合外力和質(zhì)量間的關(guān)系時，采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車及車中的砝碼的總質(zhì)量用M表示，盤及盤中的砝碼的總質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶上的由打點(diǎn)計(jì)時器打出的點(diǎn)計(jì)算得出．(1)當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足________時，才可以認(rèn)為細(xì)線對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．(2)一組同學(xué)在保持盤及盤中的砝碼質(zhì)量一定的情況下，探究加速度與小車質(zhì)量的關(guān)系．以下做法正確的是()A．平衡摩擦力時，應(yīng)將盤及盤中的砝碼用細(xì)線繞過定滑輪系在小車上B．每次改變小車的質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力C．實(shí)驗(yàn)時，先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時器電源D．用天平測出m和M，之后可直接用公式a＝eq\f(mg,M)求出小車運(yùn)動的加速度(3)在保持小車及車中的砝碼質(zhì)量M一定，探究加速度與所受合外力的關(guān)系時，由于平衡摩擦力時操作不當(dāng)，兩位同學(xué)得到的a－F關(guān)系分別如圖中甲、乙所示(a是小車的加速度，F(xiàn)是細(xì)線作用于小車的拉力)．出現(xiàn)以下情況的原因分別是：甲圖：_____________________________________________________________.乙圖：_____________________________________________________________.能力拓展能力拓展考法01教材原型實(shí)驗(yàn)【典例1】在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，采用如圖所示的裝置．(1)下列說法中正確的是()A．在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，應(yīng)該改變拉力的大小B．在探究加速度與外力的關(guān)系時，應(yīng)該改變小車的質(zhì)量C．在探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時，為了直觀判斷二者間的關(guān)系，應(yīng)作出a－eq\f(1,m)圖像D．選擇器材測質(zhì)量時，同時有天平和彈簧測力計(jì)，應(yīng)優(yōu)先選擇彈簧測力計(jì)(2)某同學(xué)測得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如下表所示：(小車質(zhì)量保持不變)F/N0.200.300.400.500.60a/(m·s－2)0.100.200.280.400.52①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)圖上作出a－F圖像．②圖像不過原點(diǎn)的原因可能是_______________________________________________________________.考法02拓展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)【典例2】探究“加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，小車后面固定一條紙帶，穿過電火花打點(diǎn)計(jì)時器，細(xì)線一端連著小車，另一端通過光滑的定滑輪和動滑輪與掛在豎直面內(nèi)的拉力傳感器相連，拉力傳感器用于測小車受到拉力的大?。?1)關(guān)于平衡摩擦力，下列說法正確的是________．A．平衡摩擦力時，需要在動滑輪上掛上鉤碼B．改變小車質(zhì)量時，需要重新平衡摩擦力C．改變小車?yán)r，不需要重新平衡摩擦力(2)實(shí)驗(yàn)中________(選填“需要”或“不需要”)滿足所掛鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量．(3)某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與力F的關(guān)系圖象如圖乙所示，圖線不過原點(diǎn)的原因是________．A．鉤碼質(zhì)量沒有遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量B．平衡摩擦力時木板傾角過大C．平衡摩擦力時木板傾角過小或未平衡摩擦力實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮淼膭?chuàng)新(1)將實(shí)驗(yàn)裝置的平面改為斜面(2)將探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系改為測定動摩擦因數(shù)實(shí)驗(yàn)器材的創(chuàng)新利用位移傳感器與計(jì)算機(jī)相連，直接得出小車的加速度(1)用光電門代替打點(diǎn)計(jì)時器，結(jié)合遮光條的寬度可測滑塊的速度(2)利用氣墊導(dǎo)軌代替長木板，無需平衡摩擦阻力(3)用力傳感器測滑塊的拉力，無需滿足m?M實(shí)驗(yàn)過程的創(chuàng)新(1)結(jié)合光電門得出物塊在A、B兩點(diǎn)的速度，由vB2－vA2＝2ax得出位移，算出物塊的加速度(2)結(jié)合牛頓第二定律mg－μMg＝(M＋m)a得出物塊與水平桌面間的動摩擦因數(shù)題組A基礎(chǔ)過關(guān)練1．通過小車在拉力作用下的加速運(yùn)動，來探究加速度、力和質(zhì)量三者之間的關(guān)系．下列說法中符合實(shí)際的是()A．通過同時改變小車的質(zhì)量m及受到的拉力F，能歸納出加速度、力和質(zhì)量三者之間的關(guān)系B．通過保持小車的質(zhì)量不變，只改變小車受到的拉力，就可以歸納出加速度、力和質(zhì)量三者之間的關(guān)系C．通過保持小車受力不變，只改變小車的質(zhì)量，就可以得出加速度、力和質(zhì)量三者之間的關(guān)系D．先不改變小車的質(zhì)量，研究加速度與力的關(guān)系；再不改變小車受到的拉力，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系；最后歸納出加速度、力和質(zhì)量三者之間的關(guān)系2.如圖所示，在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，若1、2兩個相同的小車所受拉力分別為F1、F2，車中所放砝碼的質(zhì)量分別為m1、m2，打開夾子后經(jīng)過相同的時間兩車的位移分別為x1、x2，則在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，有()A．當(dāng)m1＝m2、F1＝2F2時，x1＝2x2B．當(dāng)m1＝m2、F1＝2F2時，x2＝2x1C．當(dāng)F1＝F2、m1＝2m2時，x1＝2x2D．當(dāng)F1＝F2、m1＝2m2時，x2＝2x13.幾位同學(xué)在研究加速度a和力F、質(zhì)量m的關(guān)系時，設(shè)小車質(zhì)量和車上砝碼質(zhì)量之和為M，砂及砂桶的總質(zhì)量為m，分別得出如圖中四條圖線，其中圖A、B、C是aF圖線，圖D是aeq\f(1,M)圖線，其中沒有平衡摩擦力的是()4.用打點(diǎn)計(jì)時器測量加速度，探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時，需要平衡摩擦力．平衡摩擦力時，應(yīng)該讓小車()A．掛上鉤碼，拖上紙帶，開動打點(diǎn)計(jì)時器B．不掛鉤碼，拖上紙帶，開動打點(diǎn)計(jì)時器C．掛上鉤碼，不拖紙帶D．不掛鉤碼，不拖紙帶5.某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)時，把數(shù)據(jù)記錄在表格中，數(shù)據(jù)是按加速度大小排列的，第8組數(shù)據(jù)中小車質(zhì)量和加速度數(shù)據(jù)漏記．組號F/Nm/kga/(m·s－2)10.290.860.3420.140.360.3930.290.610.4840.190.360.5350.240.360.6760.290.410.7170.290.360.8180.2990.340.360.94(1)該同學(xué)又找到了第8組數(shù)據(jù)對應(yīng)的紙帶以及小車質(zhì)量，紙帶如圖乙所示．已知打點(diǎn)計(jì)時器所用交流電的頻率為50Hz，紙帶上標(biāo)出的每兩個相鄰點(diǎn)之間還有4個打出來的點(diǎn)未畫出．請你幫助該同學(xué)求出第8組中的加速度a＝________m/s2；(2)如果要研究加速度與物體受力的關(guān)系，需取表格中____________組數(shù)據(jù)(填組號)，作a－F圖象；如果要研究加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系，需取表格中____________組數(shù)據(jù)(填組號)，作a－m圖象．這種研究方法叫作________法；(3)作出的a－m圖象如圖丙所示，由圖象________(填“可以”或“不可以”)判斷a與m成反比．題組B能力提升練1．(多選)如圖所示是根據(jù)探究加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪的a－F圖象，下列說法中正確的有()A．3條傾斜直線所對應(yīng)的小車和砝碼的質(zhì)量相同B．3條傾斜直線所對應(yīng)的小車和砝碼的質(zhì)量不同C．直線1所對應(yīng)的小車和砝碼的質(zhì)量最大D．直線3所對應(yīng)的小車和砝碼的質(zhì)量最大2.．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中：(1)當(dāng)質(zhì)量m一定時，a與F合成________；當(dāng)力F一定時，a與M成________．(2)如圖所示為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，以下做法正確的是________．A．平衡摩擦力時，應(yīng)將重物用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上B．本實(shí)驗(yàn)中探究的方法是控制變量法C．實(shí)驗(yàn)時，先放開小車，后接通電源D．“重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量”這一條件如不滿足，對探究結(jié)果也不會產(chǎn)生影響3.“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示.(1)在平衡小車與長木板之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖乙所示.計(jì)時器打點(diǎn)的時間間隔為0.02s，從比較清晰的點(diǎn)起，每5個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，測量并標(biāo)出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離.該小車的加速度a＝________m/s2.(2)平衡摩擦力后，將5個相同的砝碼都放在小車上.掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個砝碼添加到砝碼盤中，測量小車的加速度.小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：砝碼盤中砝碼總重力F/N0.1960.3920.5880.7840.980加速度a/(m·s－2)0.691.181.662.182.70請根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖所示坐標(biāo)系中作出a－F的關(guān)系圖象.(3)根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的a－F圖線不通過原點(diǎn)，主要原因是______________.4.用如圖甲所示的裝置探究加速度a與力F的關(guān)系，帶滑輪的長木板水平放置，彈簧測力計(jì)固定在墻上。(1)實(shí)驗(yàn)時，一定要進(jìn)行的操作是________(填選項(xiàng)前的字母)。A．小車靠近打點(diǎn)計(jì)時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，根據(jù)紙帶的數(shù)據(jù)求出加速度a，同時記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)FB．改變小車的質(zhì)量，打出幾條紙帶C．用天平測出砂和砂桶的總質(zhì)量D．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量(2)若要把小車所受拉力視為小車所受的合力，在進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)操作之前，首先應(yīng)該完成的實(shí)驗(yàn)步驟是________________________________。(3)若彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為F，則F________mg(m為砂和桶的總質(zhì)量)。(填“大于”“等于”或“小于”)5.為了探究加速度與力的關(guān)系，使用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn).其中G1、G2為兩個光電門，它們與數(shù)字計(jì)時器相連，當(dāng)滑行器通過G1、G2光電門時，光束被遮擋的時間Δt1、Δt2都可以被測量并記錄.滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為M，擋光片寬度為D，光電門間距離為x，牽引砝碼的質(zhì)量為m.回答下列問題：(1)實(shí)驗(yàn)開始應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平，在不增加其他儀器的情況下，判定調(diào)節(jié)是否到位的方法是________________________________.(2)若取M＝0.4kg，改變m的值，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，以下m的取值不合適的一個是_____.A.m1＝5g B.m2＝15gC.m3＝40g D.m4＝400g(3)在此實(shí)驗(yàn)中，需要測得每一個牽引力對應(yīng)的加速度，其中求得的加速度a的表達(dá)式為：____________.(用Δt1、Δt2、D、x表示)題組C培優(yōu)拔尖練1.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，下圖給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)(圖中未標(biāo)出，打點(diǎn)計(jì)時器頻率為50Hz)，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示．(1)根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算的加速度a＝________m/s2；(保留三位有效數(shù)字)(2)為減小誤差，該實(shí)驗(yàn)要求小車的質(zhì)量M跟槽碼質(zhì)量m的關(guān)系是M________m.2.用如圖所示的裝置研究在作用力F一定時，小車的加速度a與小車質(zhì)量M的關(guān)系，某位同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：A．用天平稱出小車和小桶及內(nèi)部所裝砂子的質(zhì)量B．按圖示安裝好實(shí)驗(yàn)器材C．把輕繩系在小車上并繞過定滑輪懸掛砂桶D．將電磁打點(diǎn)計(jì)時器接在6V電壓的蓄電池上，接通電源，放開小車，打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，并在紙帶上標(biāo)明小車的質(zhì)量E．保持小桶及內(nèi)部砂子的質(zhì)量不變，增加小車上的砝碼個數(shù)，并記錄每次增加后的M值，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)F．分析每條紙帶，測量并計(jì)算出加速度的值G．作a－M關(guān)系圖像，并由圖像確定a與M的關(guān)系(1)該同學(xué)漏掉的重要實(shí)驗(yàn)步驟是__________________________，該步驟應(yīng)排在________步實(shí)驗(yàn)之后．(2)在上述步驟中，有錯誤的是________，應(yīng)把________改為________．(3)在上述步驟中，處理不恰當(dāng)?shù)氖莀_______，應(yīng)把________改為________．3.如圖所示為測量物塊與水平桌面之間動摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，實(shí)驗(yàn)步驟如下：①用天平測量物塊和遮光條的總質(zhì)量M、重物的質(zhì)量m；用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d＝0.950cm；用米尺測量兩光電門之間的距離s；②調(diào)整輕滑輪，使細(xì)線水平；③讓物塊從光電門A的左側(cè)由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計(jì)分別測出遮光條經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時間ΔtA和ΔtB，求出加速度a；④多次重復(fù)步驟③，求a的平均值eq\x\to(a)；⑤根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出物塊與水平桌面間動摩擦因數(shù)μ。回答下列問題：(1)物塊的加速度a可用d、s、ΔtA和ΔtB表示為a＝____________；(2)如果滑輪略向下傾斜，使細(xì)線沒有完全調(diào)節(jié)水平，由此測得的μ偏大；這一誤差屬于____________(填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”)。4.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，如圖甲為實(shí)驗(yàn)裝置簡圖(交變電流的頻率為50Hz)．(1)圖乙為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為________m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．(2)保持沙和沙桶的總質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別得到小車的加速度a與質(zhì)量m及對應(yīng)的eq\f(1,m)數(shù)據(jù)，如表所示：實(shí)驗(yàn)序號12345678小車的加速度a/(m·s－2)1.901.721.491.251.000.750.500.30小車的質(zhì)量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67eq\f(1,m)/kg－14.003.453.032.502.001.411.000.60請?jiān)谌鐖D丙所示的方格坐標(biāo)紙中畫出a－eq\f(1,m)圖線，并依據(jù)圖線求出小車的加速度a與質(zhì)量倒數(shù)eq\f(1,m)之間的關(guān)系式：______________．(3)保持小車的質(zhì)量不變，改變沙和沙桶的總質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a隨合力F變化的圖線，如圖丁所示，該圖線不通過原點(diǎn)，其主要原因是________________________________________.5.某實(shí)驗(yàn)小組應(yīng)用如圖所示裝置“探究加速度與物體受力的關(guān)系”，已知小車的質(zhì)量為M，砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量為m，所使用的打點(diǎn)計(jì)時器所接的交流電的頻率為50Hz.實(shí)驗(yàn)步驟如下：A．按圖所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，其中與定滑輪及彈簧測力計(jì)相連的細(xì)線豎直；B．調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長木板向下勻速運(yùn)動；C．掛上砝碼盤，接通電源后，再放開小車，打出一條紙帶，由紙帶求出小車的加速度；D．改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟C，求得小車在不同合力作用下的加速度．根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)過程，回答以下問題：(1)對于上述實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是________．A．小車的加速度與砝碼盤的加速度大小相等B．實(shí)驗(yàn)過程中砝碼盤處于超重狀態(tài)C．與小車相連的輕繩與長木板一定要平行D．彈簧測力計(jì)的讀數(shù)應(yīng)為砝碼和砝碼盤總重力的一半E．砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量(2)實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶如圖15所示，由該紙帶可求得小車的加速度為________m/s2.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)(3)由本實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)作出小車的加速度a與彈簧測力計(jì)的示數(shù)F的關(guān)系圖象，與本實(shí)驗(yàn)相符合的是________．6.某物理課外小組利用圖中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關(guān)系．圖中，置于實(shí)驗(yàn)臺上的長木板水平放置，其右端固定一輕滑輪；輕繩跨過滑輪，一端與放在木板上的小滑車相連，另一端可懸掛鉤碼．本實(shí)驗(yàn)中可用的鉤碼共有N＝5個，每個質(zhì)量均為0.010kg.實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)將5個鉤碼全部放入小車中，在長木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物塊，使小車(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑．(2)將n