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    10．某同学“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图1所示．
    ①在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图2所示．计时器打点的时间间隔为T=0.02s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，该段纸带中最先打出的是第4个计数点．量出相邻计数点之间的距离分别为S1=3.52cm，S2=3.68cm，S3=3.83cm，则该小车的加速度大小的计算公式a=$\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{50{T}^{2}}$．（用S1和S3、T来表示）为平衡摩擦力，应增大（选填“增大”或“减小”）长木板与水平桌面的夹角．

    次数12345
    砝码盘中砝码总重力F（N）0.200.400.600.801.00
    加速度a（m•s-2）0.190.310.390.520.60
    ②平衡摩擦力后，让小车停在打点计时器附近，挂上质量为m1的砝码盘，往砝码盘中加一个质量为20g的砝码，接通计时器电源，释放小车，取下纸带，测量小车的加速度．然后再往砝码盘添加砝码，重复上面的操作．当地重力加速度取g=10m/s2，得到小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：
    该同学根据实验数据描出5组数据对应的5个点，连线作出了a-F的关系图象如图3所示．
    ③根据该同学作出的a-F的关系图象，请问该实验中小车的质量M=2.0kg；
    砝码盘的质量m1=20g  （均保留两位有效数字）
    ④已知该同学在平衡摩擦阻力时操作正确，根据提供的试验数据作出的a-F图线不通过原点，请说明主要原因：未计入砝码盘的重力．

    分析 ①应用匀变速直线运动的推论△x=at2可以求出加速度；
    ③应用牛顿第二定律求出图象的函数表达式，然后求出质量；
    ④根据实验原理与实验步骤分析实验误差．

    解答 解：①每5个点取一个计数点，计数点间的时间间隔：t=5T，由匀变速直线运动的推论△x=at2可知，加速度：a=$\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{2{t}^{2}}$=$\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{50{T}^{2}}$；
    由于纸带最先打下第4个计数点，可以判断纸带运动性质是减速，说明倾斜角过小，要平衡摩擦力则应该增大倾斜角．
    ③由于研究的是加速度与砝码盘中砝码总重力F的关系，则根据牛顿第二定律，加速度的表达式应为：a=$\frac{1}{M}$F+$\frac{{m}_{1}g}{M}$，
    则a-F图的斜率k=$\frac{1}{M}$，截距：b=$\frac{{m}_{1}g}{M}$，通过图象选择距离较远的两个点可得：M=$\frac{1}{k}$=2.0kg，b=$\frac{{m}_{1}g}{M}$=0.1，则m1=0.02kg=20g．
    ④由函数表达式可知图象不过原点是因为合力本应包括砝码盘重力m1g，而本题中没有计入．
    故答案为：①$\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{50{T}^{2}}$；增大；③2.0；20；④未计入砝码盘的重力．

    点评 本题考查了实验数据处理、实验注意事项，知道实验原理与实验注意事项即可解题，平时要注意基础知识的学习与掌握；应用牛顿第二定律求出图象的函数表达式是求质量的前提与关键．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    8．如图所示，斜面体B静置于水平桌面上，斜面上各处粗糙程度相同．一质量为m的木块A从斜面底端开始以初速度v0上滑，然后又返回出发点，此时速度大小为v，且v＜v0，在上述过程中斜面体一直静止不动，重力加速度大小为g．关于上述运动过程的说法，错误的是（　　）
    A．物体上升的最大高度是$\frac{（{{v}_{0}}^{2}+{v}^{2}）}{4g}$
    B．桌面对B的静摩擦力的方向先向右后向左
    C．A、B间因摩擦而放出的热量小于$\frac{m{{v}_{0}}^{2}}{2}$
    D．桌面对B的支持力大小，上滑过程中比下滑时小

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    1．如图所示定值电阻R1和滑动变阻器R2串联后接入电动势为E、内阻为r的电源上．V1、V2为两只理想伏特表．若将R2的滑动触键P向右移动一段距离，下列说法正确的是（　　）
    A．V2示数的增加量等于V1示数的减少量
    B．V2示数的增加量大于V1示数的减少量
    C．V2示数的增加量小于V1示数的减少量
    D．无法确定两表示数变化的关系

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    18．如图所示，某同学在研究弹簧弹力和弹簧伸长量之间的关系的实验中，将数据点描在坐标中．其中i为弹簧的长度．请你根据数据点的情况．
    （1）请在图上作出弹力F与弹簧长度L之间的关系图线．
    （2）由作出的图线求出该弹簧的原长为14 cm；该弹簧的劲度系数为 13N/m；（2位有效数字）

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    5．如图 （a）为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板．在实验中认为细线对小车拉力F的大小等于砝码和小桶的总重力，小车运动加速度a可用纸带上的点求得．

    （1）关于该实验，下列说法中不正确的是D．
    A．用砝码和小桶的总重力来表示F，会产生误差
    B．为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板D的左端适当垫高
    C．电火花计时器使用交流电源
    D．木板D的左端被垫高后，图中细线仍应保持水平
    （2）图（b）是实验中获取的一条纸带的一部分，其中0、1、2、3、4是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示，打“3”计数点时小车的速度大小为0.26m/s，由纸带求出小车的加速度的大小a=0.50 m/s2．（计算结果均保留2位有效数字）
    （3）在“探究加速度与力的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中砝码的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F关系图线如图（c）所示，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因为平衡摩擦力过度．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    15．由胡克定律可知，在弹性限度内，弹簧的弹力F与形变量x成正比，其比例系数与弹簧的长度、横截面积及材料有关．我校研究性学习小组在探究某圆柱形细长钢丝的形变特点时，猜想该圆柱形细长钢丝也遵循类似的规律，为探究猜想是否正确，取样品进行实验探究．
    经过同学们充分的讨论，不断完善实验方案，最后取得实验数据如下：
    样　品长　度拉力
    伸长量
    横截面积    		200N400N600N800N
    样品A1m0.50cm20.02cm0.04cm0.06cm0.08cm
    样品B2m0.50cm20.08cm0.16cm0.24cm0.32cm
    样品C1m1.00cm20.01cm0.02cm0.03cm0.04cm
    样品D3m0.50cm20.18cm0.36cm0.54cm0.72cm
    样品E1m0.25cm20.04cm0.08cm0.12cm0.16cm
    （1）由实验数据可知，钢丝受到的拉力与伸长量成正比关系，其比例系数（k=$\frac{F}{x}$）分别为kA=1.0×106N/m，kB=2.5×105N/m，kC=2×106N/m，kD=1.1×105N/m，kE=5.0×105N/m．
    （2）对比各样品的实验数据可知，其比例系数与钢丝长度的平方的倒数（填“平方”或“平方的倒数”）成正比，与钢丝的横截面积成正比（填“正比”或“反比”）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    2．如图甲所示，一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势φ随x变化的情况如图乙所示．若在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则（　　）
    A．电子的电势能将增大B．电子运动的加速度恒定
    C．电子将沿Ox方向运动D．电子运动的加速度先减小后增大

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    19．如图，小球沿光滑轨道A→B→C运动，其中B是最低点．小球沿直线 AB运动时的加速度大小为a1，沿BC运动时的加速度大小为 a2．若小球从A点出发时的速度为零，到达C点时的速度又变为零，设球通过B点时速度大小不变（无能量损失），A→B→C总路程为 s，则小球从A点运动到B点所经历的时间是多少？

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    20．如图所示，直角玻璃三棱镜ABC置于空气中，棱镜的折射率为n=$\sqrt{2}$，∠A=60°．一细光束从AC边上点D垂直AC面入射．已知AD=a，3AD=4DC．求：
    ①画出光路图并计算出光从棱镜第一次射入空气时的折射角；
    ②光从进入棱镜到它第一次从棱镜中射出所经历的时间（光在真空中的传播速度为c）．

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