10．水平拉力为29.4 N——青夏教育精英家教网—

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（1）建筑、桥梁工程中所用的金属材料（如钢筋钢梁等）在外力作用下会伸长，其伸长量不仅与和拉力的大小有关，还和金属材料的横截面积有关．人们发现对同一种金属，其所受的拉力与其横截面积的比值跟金属材料的伸长量与原长的比值的比是一个常数，这个常数叫做杨氏模量．用E表示，即：E=

(

F

S

)

(

△L

L

)

；某同学为探究其是否正确，根据下面提供的器材：不同粗细不同长度的同种金属丝；不同质量的重物；螺旋测微器；游标卡尺；米尺；天平；固定装置等．设计的实验如图1所示．
该同学取一段金属丝水平固定在固定装置上，将一重物挂在金属丝的中点，其中点发生了一个微小下移h．用螺旋测微器测得金属丝的直径为D；用游标卡尺测得微小下移量为h；用米尺测得金属丝的原长为2L；用天平测出重物的质量m（不超量程）．

①在一次测量中：
a．螺旋测微器如图2甲所示，其示数为

3.853

mm；
b．游标卡尺如图2乙所示，其示数为

11.14

mm；

②用以上测量量的字母表示该金属的杨氏模量的表达式为：E=

2mgL

L2+h2

πD2h(

L2+h2

-L)

2mgL

L2+h2

πD2h(

L2+h2

-L)

．
（2）在探究“牛顿第二定律”时，某小组设计双车位移比较法来探究加速度与力的关系．实验装置如图3所示，将轨道分上下双层排列，两小车后的刹车线穿过尾端固定板，由安装在后面的刹车系统同时进行控制（未画出刹车系统）．通过改变砝码盘中的砝码来改变拉力大小．通过比较两小车的位移来比较两小车的加速度大小，是因为位移与加速度的关系式为

s=

1

2

at2；

s=

1

2

at2；

．已知两车质量均为200g，实验数据如表中所示：

实验次数	小车	拉力F/N	位移s/cm	拉力比F_甲/F_乙	位移比s_甲/s_乙
1	甲	0.1	22.3	0.50	0.51
1	乙	0.2	43.5	0.50	0.51
2	甲	0.2	29.0	0.67	0.67
2	乙	0.3	43.0	0.67	0.67
3	甲	0.3	41.0	0.75	0.74
3	乙	0.4	55.4	0.75	0.74

分析表中数据可得到结论：

在实验误差范围内当小车质量保持不变时，由于s∝F说明a∝F；

．
该装置中的刹车系统的作用是

控制两车同时运动和同时停止；

．
为了减小实验的系统误差，你认为还可以进行哪些方面的改进？（只需提出一个建议即可）

调整两木板平衡摩擦力（或使砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量等）．

．

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在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中，某小组设计了如图甲所示的实验装置．图中

上下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，然后同时停止．
（1）在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使

；在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量

小车的质量（选填“远大于”、“远小于”、“等于”），这样小车受到的拉力在数值上等于

．
（2）其实轨道是有摩擦的，请你想出两种解决办法：①

②

．
（3）本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能这样比较，是因为

．
（4）实验中获得数据如下表所示：
小车Ⅰ、Ⅱ的质量m均为200g．

实验次数	小车	拉力F/N	位移s/cm
1	Ⅰ	0.1
1	Ⅱ	0.2	46.51
2	Ⅰ	0.2	29.04
2	Ⅱ	0.3	43.63
3	Ⅰ	0.3	41.16
3	Ⅱ	0.4	44.80
4	Ⅰ	0.4	36.43
4	Ⅱ	0.5	45.56

在第1次实验中小车Ⅰ从图乙中的A点运动到B点，请将测量结果填到表中空格处．通过分析，可知表中第

次实验数据存在明显错误，应舍弃．
（5）若想验证加速度与小车质量关系，请你利用本装置设计一实验过程：

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在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中，某小组设计了如图甲所示的实验装置．图中上下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，然后同时停止．
（1）在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使______；在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量______小车的质量（选填“远大于”、“远小于”、“等于”）．
（2）本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能这样比较，是因为______．
（3）实验中获得数据如下表所示：小车Ⅰ、Ⅱ的质量m均为200g．

实验次数	小车	拉力F/N	位移s/cm
1	Ⅰ	0.1	______
1	Ⅱ	0.2	46.51
2	Ⅰ	0.2	29.04
2	Ⅱ	0.3	43.63
3	Ⅰ	0.3	41.16
3	Ⅱ	0.4	44.80
4	Ⅰ	0.4	36.43
4	Ⅱ	0.5	45.56

在第1次实验中小车Ⅰ从图乙中的A点运动到B点，请将测量结果填到表中空格处．通过分析，可知表中第______次实验数据存在明显错误，应舍弃．

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在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中，某小组设计了如图甲所示的实验装置，图中上下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，然后同时停止.

（1）在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使；在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量小车的质量（选填“远大于”、“远小于”、“等于”）

（2）本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能这样比较，是因为 .

（3）实验中获得数据如下表所示：

小车I、II的质量m均为400g

实验次数	小车	拉力F/N	位移s/cm	实验次数	小车	拉力F/N	位移s/cm
1	I	0.1		3	I	0.3	41.16
1	II	0.2	46.51	3	II	0.4	44.80
2	I	0.2	29.04	4	I	0.4	36.43
2	II	0.3	43.63	4	II	0.5	45.56

在第1次实验中小车I从图乙中的A点运动到B点，请将测量结果填到表中空格处，通过分析，可知表中第次实验数据存在明显错误，应舍弃.

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(10分)在“探究加速度与物体质量、物体所受合力的关系”活动中，某小组设计了如图甲所示的实验装置。图中上下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，然后同时停止。

（1）在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使；在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量小车的质量（选填“远大于”、“远小于”、“等于”）。

（2）本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能这样比较，是因为。

（3）实验中获得数据如下表所示：

小车Ⅰ、Ⅱ的质量m均为200g。

实验次数	小车	拉力F/N	位移s/cm
1	Ⅰ	0.1
1	Ⅱ	0.2	46.51
2	Ⅰ	0.2	29.04
2	Ⅱ	0.3	43.63
3	Ⅰ	0.3	41.16
3	Ⅱ	0.4	44.80
4	Ⅰ	0.4	36.43
4	Ⅱ	0.5	45.56

在第1次实验中小车Ⅰ从图乙中的A点运动到B点，请将测量结果填到表中空格处。通过分析，可知表中第次实验数据存在明显错误，应舍弃。

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