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    某同学为了验证牛顿第二定律，利用气垫导轨设计实验装置简图如右．
    （1）如果滑块上的挡光片宽度为d，通过1、2两个光电门时的挡光时间分别为t1和t2，测量出两个光电门之间的距离s，那么滑块运动的加速度a的计算式是a=
    d2
    2s
    (
    1
    t
    2
    2
    -
    1
    t
    2
    1
    )
    d2
    2s
    (
    1
    t
    2
    2
    -
    1
    t
    2
    1
    )
    ．（用已知字母表示）
    （2）为了保持滑块所受的合力不变，在保持L不变的情况下，可改变滑块质量M和气垫导轨右端高度h．关于“改变滑块质量M和气垫导轨右端的高度h”的正确操作方法是
    BC
    BC

    A．M增大时，h增大，以保持二者乘积增大
    B．M增大时，h减小，以保持二者乘积不变
    C．M减小时，h增大，以保持二者乘积不变
    D．M减小时，h减小，以保持二者乘积减小
    （3）保持滑块质量和L不变，改变h，测得一系列不同的a，如表中所示，根据表格中的数据作出a-h图线．从图线中能说明滑块的加速度与合力成正比的理由是
    小车受合外力为：F=mgsinθ=mg
    h
    s
    （s为气垫导轨的长），F与h成正比，故a与F成正比
    小车受合外力为：F=mgsinθ=mg
    h
    s
    （s为气垫导轨的长），F与h成正比，故a与F成正比
    ．
    序号 1 2 3 4 5 6 7
    h（cm） 6.00 5.50 5.00 4.50 4.00 3.50 3.00
    a（m/s2） 0.437 0.398 0.364 0.330 0.289 0.253 0218．
    分析：知道光电门测量滑块瞬时速度的原理．根据运动学公式求出加速度．
    了解不同的测量工具的精确度和读数方法．
    若对小车进行受力分析，则小车受合外力为：F=mgsinθ=mg
    h
    s
    （s为气垫导轨的长）．
    解答：解：（1）因为较短时间内的平均速度可以表示瞬时速度，滑块经过光电门1时的速度表达式v1=
    d
    t1

    v2=
    d
    t2
    ．
    根据运动学的公式：2as=
    v
    2
    2
    -
    v
    2
    1

    所以：a=
    v
    2
    2
    -
    v
    2
    1
    2s
    =
    d2
    2s
    (
    1
    t
    2
    2
    -
    1
    t
    2
    1
    )    ．
    （2）滑块的合力F合=Mg
    h
    x
    ，为了保持滑块所受的合力不变，所以M和h 不能同时增大或减小．
    故选BC．
    （3）在坐标纸中做出a-h图象，从图象中得到a与h的关系是：加速度a与h成正比；
    若对小车进行受力分析，则小车受合外力为：F=mgsinθ=mg
    h
    s
    （s为气垫导轨的长），F与h成正比，故a与F成正比

    故答案为：（1）a=
    d2
    2s
    (
    1
    t
    2
    2
    -
    1
    t
    2
    1
    )    （2）BC（3）小车受合外力为：F=mgsinθ=mg
    h
    s
    （s为气垫导轨的长），F与h成正比，故a与F成正比
    点评：对于实验要熟练实验基本仪器，明确实验原理，熟练应用所学知识进行误差分析和熟练处理．
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    实验题
    在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图1所示的实验装置．
    小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出．
    （1）当M与m的大小关系满足
    M远大于m
    M远大于m
    时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．
    （2）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该作a与
    1
    M
    1
    M
    的图象．
    （3）如图2所示为甲同学根据测量数据作出的a-F图线，说明实验存在的问题是
    没有平衡摩擦力或平衡时角度过小．
    没有平衡摩擦力或平衡时角度过小．
    ．
    （4）某同学在做加速度和力、质量的关系的实验中，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?s-2） 0.11 0.19 0.29 0.40 0.51
    请根据表中的数据在坐标纸中作出a-F图象（图3）；
    （5）图象的斜率的物理意义是
    小车的总质量的倒数
    小车的总质量的倒数
    ；
    （6）在“探究两个共点力的合成”实验中，某小组做实验时得出如图4所示的图（O为橡皮条与细绳套的结点）．图中
    F
    F
    是F1与F2合力的实验值，为使橡皮筋沿竖直方向伸长，那么互成角度的两弹簧秤所施的力F1和F2必须
    C
    C
    ．
    A．等大  B．互相垂直  C．水平分力，等大反向  D．竖直分力等大
    （7）做匀变速直线运动的小车带动纸带通过电火花计时器，打出的部分计数点如图5所示．每相邻两点间还有四点未画出来，电火花计时器使用的是220V、T=0.02s的交流电，求：电火花计时器打第2个计数点时，小车的速度v2=
    0.49
    0.49
    m/s，小车的加速度a=
    0.88
    0.88
    m/s2．（结果保留两位有效数字）

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （1）某实验小组利用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律．他们将拉力传感器一端与细绳相连，另一端固定在小车上，用拉力传感器及数据采集器记录小车受到的拉力F的大小；小车后面的打点计时器，通过拴在小车上的纸带，可测量小车匀加速运动的速度与加速度．图乙中的纸带上A、B、C为三个计数点，每两个计数点间还有打点计时器所打的4个点未画出，打点计时器使用的是50Hz交流电源．

    ①由图乙，AB两点间的距离为S1=3.27cm，AC两点间的距离为S2=
    8.00
    8.00
    cm，小车此次运动经B点时的速度vB=
    0.400
    0.400
    m/s，小车的加速度a=
    1.46
    1.46
    m/s2；（保留三位有效数字）
    ②要验证牛顿第二定律，除了前面提及的器材及已测出的物理量外，实验中还要使用
    天平
    天平
    来测量出
    小车的总质量
    小车的总质量
    ；
    ③由于小车受阻力f的作用，为了尽量减小实验的误差，需尽可能降低小车所受阻力f的影响，以下采取的措施中必要的是
    A
    A

    A、适当垫高长木板无滑轮的一端，使未挂钩码的小车被轻推后恰能拖着纸带匀速下滑
    B、应使钩码总质量m远小于小车（加上传感器）的总质量M
    C、定滑轮的轮轴要尽量光滑
    （2）某同学用如图甲所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内电阻r，R为电阻箱．实验室提供的器材如下：电压表（量程0～3V，内阻约3kΩ），电阻箱（阻值范围0～99.9Ω）；开关、导线若干．
    ①请根据图甲的电路图，在图乙中画出连线，将器材连接成实验电路；
    ②实验时，改变并记录电阻箱R的阻值，记录对应电压表的示数U，得到如下表所示的若干组 R、U的数据．根据图丙所示，表中第4组对应的电阻值读数是
    13.9
    13.9
    Ω；
    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
    电阻R/Ω 60.5 35.2 20.0 9.9 5.8 4.3 3.5 2.9 2.5
    电压U/V 2.58 2.43 2.22 2.00 1.78 1.40 1.18 1.05 0.93 0.85
    ③请推导
    1
    U
    与
    1
    R
    的函数关系式（用题中给的字母表示）
    1
    U
    =
    1
    E
    +
    r
    ER
    1
    U
    =
    1
    E
    +
    r
    ER
    ，根据实验数据绘出如图丁所示的
    1
    U
    -
    1
    R
    图线，由图线得出电池组的电动势E=
    2.86
    2.86
    V，内电阻r=
    5.86
    5.86
    Ω．（保留三位有效数字）

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    实验题
    在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图1所示的实验装置．
    小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出．
    （1）当M与m的大小关系满足______时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．
    （2）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该作a与______的图象．
    （3）如图2所示为甲同学根据测量数据作出的a-F图线，说明实验存在的问题是______．
    （4）某同学在做加速度和力、质量的关系的实验中，测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示：
    数学公式0.200.300.400.500.60
    a/（m?s-2）0.110.190.290.400.51
    请根据表中的数据在坐标纸中作出a-F图象（图3）；
    （5）图象的斜率的物理意义是______；
    （6）在“探究两个共点力的合成”实验中，某小组做实验时得出如图4所示的图（O为橡皮条与细绳套的结点）．图中______是F1与F2合力的实验值，为使橡皮筋沿竖直方向伸长，那么互成角度的两弹簧秤所施的力F1和F2必须______．
    A．等大　B．互相垂直　C．水平分力，等大反向　D．竖直分力等大
    （7）做匀变速直线运动的小车带动纸带通过电火花计时器，打出的部分计数点如图5所示．每相邻两点间还有四点未画出来，电火花计时器使用的是220V、T=0.02s的交流电，求：电火花计时器打第2个计数点时，小车的速度v2=______m/s，小车的加速度a=______m/s2．（结果保留两位有效数字）

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    科目：高中物理 来源：2012-2013学年广东省佛山市顺德区伦教中学高三（上）月考物理试卷（9月份）（解析版） 题型：解答题

    实验题
    在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图1所示的实验装置．
    小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出．
    （1）当M与m的大小关系满足______时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．
    （2）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该作a与______的图象．
    （3）如图2所示为甲同学根据测量数据作出的a-F图线，说明实验存在的问题是______．
    （4）某同学在做加速度和力、质量的关系的实验中，测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示：
    0.200.300.400.500.60
    a/0.110.190.290.400.51
    请根据表中的数据在坐标纸中作出a-F图象（图3）；
    （5）图象的斜率的物理意义是______；
    （6）在“探究两个共点力的合成”实验中，某小组做实验时得出如图4所示的图（O为橡皮条与细绳套的结点）．图中______是F1与F2合力的实验值，为使橡皮筋沿竖直方向伸长，那么互成角度的两弹簧秤所施的力F1和F2必须______．
    A．等大  B．互相垂直  C．水平分力，等大反向  D．竖直分力等大
    （7）做匀变速直线运动的小车带动纸带通过电火花计时器，打出的部分计数点如图5所示．每相邻两点间还有四点未画出来，电火花计时器使用的是220V、T=0.02s的交流电，求：电火花计时器打第2个计数点时，小车的速度v2=______m/s，小车的加速度a=______m/s2．（结果保留两位有效数字）

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