高考物理新增分第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律實(shí)驗(yàn)三加速度與物體質(zhì)量物體受力的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)三加快度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)會(huì)用控制變量法研究物理規(guī)律．考證牛頓第二定律．掌握利用圖象辦理數(shù)據(jù)的方法．2．實(shí)驗(yàn)原理采納控制變量法：保持質(zhì)量不變，研究加快度跟合外力的關(guān)系．保持合外力不變，研究加快度與質(zhì)量的關(guān)系．1作出a－F圖象和a－圖象，確立其關(guān)系．m3．實(shí)驗(yàn)器械小車、砝碼、小盤(pán)、細(xì)繩、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、薄木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓溝通電源、導(dǎo)線兩根、紙帶、天平、米尺．4．實(shí)驗(yàn)步驟(1)丈量：用天平丈量小盤(pán)和砝碼的質(zhì)量m′和小車的質(zhì)量m.(2)安裝：依據(jù)如圖1所示裝置把實(shí)驗(yàn)器械安裝好，不過(guò)不把懸掛小盤(pán)的細(xì)繩系在小車上(即不給小車牽引力)．圖1均衡摩擦力：在長(zhǎng)木板的不帶定滑輪的一端下邊墊上一塊薄木板，使小車能勻速下滑．(4)操作步驟：①小盤(pán)經(jīng)過(guò)細(xì)繩繞過(guò)定滑輪系于小車上，先接通電源后松開(kāi)小車，斷開(kāi)電源，取下紙帶編號(hào)碼．②保持小車的質(zhì)量m不變，改變小盤(pán)和砝碼的質(zhì)量m′，重復(fù)步驟①.③在每條紙帶上選用一段比較理想的部分，測(cè)加快度a.④描點(diǎn)作圖，作－圖象．a(chǎn)F⑤保持小盤(pán)和砝碼的質(zhì)量m′不變，改變小車質(zhì)量m，重復(fù)步驟①和③，作1a－圖象．m5．注意事項(xiàng)均衡摩擦力：適合墊高木板的右端，使小車的重力沿斜面方向的分力正好均衡小車和紙帶遇到的阻力．在均衡摩擦力時(shí)，不要把懸掛小盤(pán)的細(xì)繩系在小車上，讓小車?yán)┻^(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶勻速運(yùn)動(dòng)．不重復(fù)均衡摩擦力．實(shí)驗(yàn)條件：m?m′.一先一后一按：改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開(kāi)始時(shí)小車應(yīng)盡量湊近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并應(yīng)先接通電源，后開(kāi)釋小車，且應(yīng)在小車抵達(dá)滑輪前按住小車．6．偏差剖析(1)實(shí)驗(yàn)原理不完美：本實(shí)驗(yàn)用小盤(pán)和砝碼的總重力m′g取代小車所受的拉力，而實(shí)質(zhì)上小車所受的拉力要小于小盤(pán)和砝碼的總重力．摩擦力均衡不正確、質(zhì)量丈量不正確、計(jì)數(shù)點(diǎn)間距丈量不正確、紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木板平行都會(huì)惹起偏差．7．?dāng)?shù)據(jù)辦理利用x＝aT2及逐差法求a.以a為縱坐標(biāo)、F為橫坐標(biāo)，依據(jù)各組數(shù)據(jù)描點(diǎn)，假如這些點(diǎn)在一條過(guò)原點(diǎn)的直線上，說(shuō)明a與F成正比．1a與m(3)以a為縱坐標(biāo)、為橫坐標(biāo)，描點(diǎn)、連線，假如該線為過(guò)原點(diǎn)的直線，就能判斷m成反比．命題點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)例1(2018·無(wú)錫市期中)在研究物體質(zhì)量必定，加快度與所受合外力的關(guān)系時(shí)，采納如圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車及車中的砝碼質(zhì)量用M表示，盤(pán)及盤(pán)中的砝碼質(zhì)量用m表示，小車的加快度可由小車后邊拖動(dòng)的紙帶上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)計(jì)算出：圖2(1)實(shí)驗(yàn)中以下做法正確的選項(xiàng)是________．A．均衡摩擦力時(shí)，小車應(yīng)連上紙帶，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源B．均衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤(pán)及盤(pán)中的砝碼用細(xì)繩經(jīng)過(guò)定滑輪系在小車上C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車應(yīng)在湊近滑輪處開(kāi)釋D．調(diào)整滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與長(zhǎng)木板平行M與m的關(guān)系應(yīng)知足m遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于M，這樣做的目的是__________________．如圖3所示為某次實(shí)驗(yàn)獲得的紙帶，實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接50Hz溝通電源．紙帶上當(dāng)數(shù)點(diǎn)2間的距離已標(biāo)出，由此能夠得小車的加快度大小約為_(kāi)_______m/s.(結(jié)果保存兩位有效數(shù)字)圖3圖4某實(shí)驗(yàn)小組獲得的aF圖線如圖4所示，圖線未過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原由可能是______________；圖線尾端曲折的原由是

______________________________．答案

(1)AD

(2)使繩中的張力近似等于盤(pán)和盤(pán)中砝碼的總重力

(3)3.2

(4)未均衡摩擦力或許均衡摩擦力不足

沒(méi)有知足

m遠(yuǎn)小于

M分析

(1)均衡摩擦力時(shí)，小車應(yīng)連上紙帶，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，故

A正確；均衡摩擦力的方法就是將木板一端墊高，撤去盤(pán)及盤(pán)中的砝碼，使小車在木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車應(yīng)在湊近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處開(kāi)釋，故C錯(cuò)誤；調(diào)理滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行，不然拉力不會(huì)等于小車所受協(xié)力，故D正確.(2)依據(jù)牛頓第二定律可知：mg＝(M＋m)a，解得：a＝mgMmgmg，F(xiàn)＝Ma＝＝，當(dāng)m遠(yuǎn)遠(yuǎn)M＋mM＋mm1＋M小于M時(shí)，F(xiàn)近似等于mg，故目的是使繩中的張力近似等于盤(pán)和盤(pán)中砝碼的總重力．20.0772＋0.0721－0.0670－0.061922(3)依據(jù)x＝aT得：a＝4×0.042m/s≈3.2m/s(4)圖線不經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O，即開(kāi)始施加拉力時(shí)，加快度為零，則知未均衡摩擦力或許均衡摩擦力不足．a(chǎn)F圖線的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)，開(kāi)始mg比較小，近似等于細(xì)繩的拉力，斜率為M的倒數(shù)，斜率不變．當(dāng)m比較大，不再知足M遠(yuǎn)大于m，因此圖線尾端曲折．變式1(2018·蘇州市期初調(diào)研)在“研究加快度與小車質(zhì)量關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)小組采用如圖

5所示的裝置．

M表示小車及砝碼的總質(zhì)量，

m表示沙桶及沙的總質(zhì)量．圖

5(1)為使實(shí)驗(yàn)中小車所受合外力等于細(xì)線的拉力，應(yīng)采納的舉措是

________；為使細(xì)線對(duì)小車?yán)Υ笮〗频扔谏惩昂蜕车闹亓?/p>

mg，應(yīng)控制的實(shí)驗(yàn)條件是

________．在控制沙桶和沙的質(zhì)量必定的狀況下，該實(shí)驗(yàn)小組測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以下表所示，為了直觀反應(yīng)加快度與小車及砝碼總質(zhì)量的關(guān)系，請(qǐng)?jiān)趫D6方格坐標(biāo)紙中選用適合的物理量成立坐標(biāo)系，并作出相應(yīng)的圖，依據(jù)圖象判斷，實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生偏差的最主要原由是：________________________________________________________________________.次數(shù)小車及砝碼的總質(zhì)量M/g－21－1加快度a/m·s/kgM12001.915.0022501.714.0033001.503.3343501.362.8654001.122.5064501.002.2275000.902.00圖6答案(1)均衡摩擦力M?m(2)以下圖小車及砝碼的總質(zhì)量變小時(shí)，不可以知足小車及砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于沙和沙桶的總質(zhì)量分析(1)小車下滑時(shí)遇到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于協(xié)力，則應(yīng)該用重力沿木板向下的重量來(lái)均衡摩擦力，故能夠?qū)㈤L(zhǎng)木板的一端墊高，因此應(yīng)采納的舉措是均衡摩擦力；沙桶及沙加快下滑，處于失重狀態(tài)，其對(duì)細(xì)線的拉力小于重力，要使其對(duì)細(xì)線的拉力近似等于重力，應(yīng)當(dāng)使沙桶及沙的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及砝碼的總質(zhì)量，即m?M.所作圖象以下圖．依據(jù)描點(diǎn)作圖法可得：沙和沙桶的總質(zhì)量沒(méi)有遠(yuǎn)小于小車及砝碼的總質(zhì)量，小車遇到的拉力顯然小于沙和沙桶重力，加快度與沙和沙桶重力(小車遇到的協(xié)力)不可正比，a－F圖象發(fā)生曲折，不再是直線．命題點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)拓展與創(chuàng)新1．實(shí)驗(yàn)器械的改良代替(1)氣墊導(dǎo)軌(不用均衡摩擦力)――→長(zhǎng)木板(如圖7)圖7(2)利用光電門(mén)測(cè)速度(如圖8)圖8(3)利用位移傳感器測(cè)位移(如圖9)圖9(4)利使勁傳感器測(cè)拉力(不用知足m?M，如圖10甲、乙)圖102．?dāng)?shù)據(jù)丈量的改良1d2d2測(cè)定經(jīng)過(guò)的時(shí)間：由a＝2[t2－t1]x代替求出加快度――→經(jīng)過(guò)打點(diǎn)紙帶求加快度小車的加快度由位移傳感器及與之相連的計(jì)算機(jī)獲得3．實(shí)驗(yàn)的拓展延長(zhǎng)以“研究加快度與力、質(zhì)量的關(guān)系”為背景丈量物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)．例2(2018·南京市、鹽城市二模)在“研究物體質(zhì)量一準(zhǔn)時(shí)加快度與力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)做了如圖11甲所示的實(shí)驗(yàn)改良，在調(diào)理桌面水平后，增添了使勁傳感器來(lái)測(cè)細(xì)線中的拉力．圖11對(duì)于該實(shí)驗(yàn)的操作，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是________．A．一定用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量B．必定要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量C．應(yīng)當(dāng)先開(kāi)釋小車，再接通電源D．需要改變砂和砂桶的總質(zhì)量，打出多條紙帶(2)實(shí)驗(yàn)獲得如圖乙所示的紙帶，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的溝通電源的頻次為

50Hz，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，由圖中的數(shù)據(jù)可知，小車運(yùn)動(dòng)的加快度大小是

______m/s2.(

計(jì)算結(jié)果保存三位有效數(shù)字

)由實(shí)驗(yàn)獲得小車的加快度a與力傳感器示數(shù)F的關(guān)系如圖丙所示．則小車與軌道的滑動(dòng)摩擦力Ff＝______N.小明同學(xué)不停增添砂子質(zhì)量重復(fù)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)小車的加快度最后會(huì)趨近于某一數(shù)值，從理論上剖析可知，該數(shù)值應(yīng)為_(kāi)_______m/s2(g取10m/s2)．答案

(1)D

(2)2.40

(3)1.0

(4)5分析

(1)力傳感器丈量細(xì)線中的拉力

F，則小車遇到拉力為

2F，即力是直接丈量獲得的，不用測(cè)出砂桶和砂的總質(zhì)量，A、B錯(cuò)誤；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用，應(yīng)先接通電源，后開(kāi)釋小車，C錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)需要獲得多組數(shù)據(jù)，故需要改變砂和砂桶的總質(zhì)量，打出多條紙帶，D正確．(2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為1s＝0.02s，由題可知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔為＝0.1s，小50TxBD－xOB2；車的加快度為a＝2≈2.40m/s4T(3)由題圖丙可知，產(chǎn)生加快度的拉力最小值為0.5N，因此滑動(dòng)摩擦力Ff＝2F＝1.0N；F對(duì)砂和砂桶依據(jù)牛頓第二定律有mg－F＝ma′，即a′＝g－，小于重力加快度g，由實(shí)m驗(yàn)裝置原理可知，小車的加快度為砂和砂桶的加快度的一半，a＝21a′＜21g，即小車的加快度最后會(huì)趨近于5m/s2.變式2(2018·蘇錫常鎮(zhèn)一調(diào))如圖12甲所示是小明同學(xué)“研究加快度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置．他在氣墊導(dǎo)軌上安裝了一個(gè)光電門(mén)B，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過(guò)氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊及遮光條都從地點(diǎn)A處由靜止開(kāi)釋．圖12小明用游標(biāo)卡尺丈量遮光條的寬度d，示數(shù)如圖乙所示，則d＝________mm.(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從

A地點(diǎn)由靜止開(kāi)釋，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條經(jīng)過(guò)光電門(mén)

B的時(shí)間

t，若要獲得滑塊的加快度，還需要丈量的物理量

c是________________(用文字表述

)．小亮同學(xué)以為：無(wú)需測(cè)出上述c和d，只需畫(huà)出以F(力傳感器示數(shù))為橫坐標(biāo)、以________為縱坐標(biāo)的圖象就能直接反應(yīng)加快度與力的關(guān)系．以下實(shí)驗(yàn)操作和要求必需的是__________(請(qǐng)?zhí)顚?xiě)選項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母)．A．應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)理水平B．應(yīng)測(cè)出鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量C．應(yīng)使A地點(diǎn)與光電門(mén)間的距離適合大些D．應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量1答案

(1)2.30

(2)開(kāi)釋前遮光條到光電門(mén)的距離

(3)t2

(4)AC分析

(1)由題圖知游標(biāo)尺上第

6條刻度線與主尺對(duì)齊，

d＝2mm＋6×0.05mm＝

2.30mm；(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從

A地點(diǎn)由靜止開(kāi)釋，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條經(jīng)過(guò)光電門(mén)

B的時(shí)間

t，滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的剎時(shí)速度可近似以為是滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)的均勻速度．依據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知，若要獲得滑塊的加快度，還需要丈量的物理量c是開(kāi)釋前遮光條到光電門(mén)的距離；d22md1(3)依據(jù)F＝ma，而vB＝2ac，vB＝t，聯(lián)立解得F＝2c·t2，則無(wú)需測(cè)出c和d，只需畫(huà)出以1F(力傳感器示數(shù))為橫坐標(biāo)、以t2為縱坐標(biāo)的圖象就能直接反應(yīng)加快度與力的關(guān)系．(4)應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)理水平，這時(shí)拉力才等于協(xié)力，故

A正確；拉力的大小可從力傳感器中讀出，則沒(méi)必需測(cè)出鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量，

選項(xiàng)

B錯(cuò)誤；應(yīng)使

A地點(diǎn)與光電門(mén)間的距離適合大些，能夠增大丈量長(zhǎng)度，進(jìn)而有益于減小偏差，故C正確；拉力是直接經(jīng)過(guò)力傳感器丈量的，故與滑塊質(zhì)量與鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量大小關(guān)系沒(méi)關(guān)，故D錯(cuò)誤．拓展點(diǎn)

以“加快度與力、質(zhì)量關(guān)系”為背景，丈量動(dòng)摩擦因數(shù)例3

(2018·南通市等六市一調(diào)

)實(shí)驗(yàn)小組采納如圖

13甲所示實(shí)驗(yàn)裝置丈量木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)

μ，供給的器械有：帶定滑輪的長(zhǎng)木板，有凹槽的木塊，質(zhì)量為

20g

的鉤碼個(gè)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，電源，紙帶，細(xì)線等．實(shí)驗(yàn)中將部分鉤碼懸掛在細(xì)線下，節(jié)余的鉤碼放在木塊的凹槽中，保持長(zhǎng)木板水平，利用打出的紙帶丈量木塊的加快度．圖13正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，獲得一條紙帶，從某個(gè)清楚的打點(diǎn)開(kāi)始，挨次標(biāo)明0、1、2、3、4、5、6，分別測(cè)出地點(diǎn)

0到地點(diǎn)

3、地點(diǎn)

6間的距離，如圖乙所示．已知打點(diǎn)周期

T＝0.02s

，則木塊的加快度

a＝________m/s2.(2)將木塊凹槽中的鉤碼逐一增添到細(xì)線下端，改變懸掛鉤碼的總質(zhì)量

m，測(cè)得相應(yīng)的加快度a，作出

a－m圖象如圖丙所示．已知當(dāng)?shù)刂亓涌於?/p>

g＝9.8m/s

2，則木塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________(保存兩位有效數(shù)字)；μ的丈量值________(選填“大于”“小于”或“等于”)真切值，原由是______________________________(寫(xiě)出一個(gè)即可)．實(shí)驗(yàn)中________(選填“需要”或“不需要”)知足懸掛鉤碼總質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊和槽中鉤碼總質(zhì)量．答案(1)3.33(2)0.34(0.32～0.36)大于滑輪與軸承、細(xì)線間有摩擦，紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間有摩擦等(3)不需要分析(1)已知打點(diǎn)周期T＝0.02s，依據(jù)逐差法可得木塊的加快度為：a＝x36－x038.20－3.50－3.50×10－2222＝2m/s≈3.33m/s.9T9×0.02(2)設(shè)木塊質(zhì)量為M，以M、m構(gòu)成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，依據(jù)牛頓第二定律有，mg－Ff＝(M＋0.2)a，F(xiàn)f＝μ(M＋0.2－m)g，聯(lián)立可得加快度為：a＝1＋μgm－μg，由題圖丙可知，當(dāng)＋0.2Mm＝0時(shí)，|a|＝μg＝3.3m/s2，則木塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ≈0.34，因滑輪與軸承、細(xì)線間有摩擦，紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間有摩擦，因此丈量值大于真切值．實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有采納細(xì)線拉力等于重力，因此不需要知足懸掛鉤碼總質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊和槽中鉤碼總質(zhì)量．變式3(2018·常熟市期中)圖14(a)為丈量物塊與水平桌面之間動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置表示圖．實(shí)驗(yàn)步驟以下：圖14①用天平丈量物塊和遮光片的總質(zhì)量M、重物的質(zhì)量m;用游標(biāo)卡尺丈量遮光片的寬度d;用米尺丈量?jī)晒怆婇T(mén)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(mén)

A的左邊由靜止開(kāi)釋，用數(shù)字毫秒計(jì)分別測(cè)出遮光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)

A和光電門(mén)B所用的時(shí)間

tA和

tB，求出加快度

a；④多次重復(fù)步驟③，求

a的均勻值

a

；⑤依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出動(dòng)摩擦因數(shù)回答以下問(wèn)題：

μ.(1)丈量

d

時(shí)，某次游標(biāo)卡尺

(主尺的最小分度為

1mm)的示數(shù)如圖

(b)

所示，其讀數(shù)為_(kāi)___cm.(2)物塊的加快度

a可用

d、s、

tA和

tB表示為

a＝________________.動(dòng)摩擦因數(shù)μ可用M、m、a和重力加快度g表示為μ＝________________.(4)假如細(xì)線沒(méi)有調(diào)整到水平，由此惹起的偏差屬于______(填“有時(shí)偏差”或“系統(tǒng)誤差”)．d2－d2－＋matBtA答案(1)0.960(2)(3)mgM(4)系統(tǒng)偏差2sMg分析(1)由題圖(b)所示游標(biāo)卡尺可知，主尺示數(shù)為0.9cm，游標(biāo)尺示數(shù)為12×0.05mm＝0.60mm＝0.060cm，則游標(biāo)卡尺示數(shù)為0.9cm＋0.060cm＝0.960cm.(2)物塊經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度為：vA＝d，物塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度為：vB＝d，物塊做勻變tAtB速直線運(yùn)動(dòng)，由速度位移公式得：v2－v2，＝2BAd2－d2加快度為：a＝tBtA2s；(3)以M、m構(gòu)成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得：mg－μMg＝(M＋m)a，mg－M＋ma解得：μ＝Mg；(4)假如細(xì)線沒(méi)有調(diào)整到水平，由此惹起的偏差屬于系統(tǒng)偏差.1．(2018·徐州三中模擬)如圖15所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)丈量滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置，裝有定滑輪的長(zhǎng)木板固定在水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，木板上有一滑塊，滑塊右端固定一個(gè)動(dòng)滑輪，鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)經(jīng)過(guò)繞在滑輪上的輕繩相連，松開(kāi)鉤碼，滑塊在長(zhǎng)木板上做勻加快直線運(yùn)動(dòng)．圖15(1)實(shí)驗(yàn)獲得一條如圖16所示的紙帶，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s，由圖中的數(shù)據(jù)可知，滑塊運(yùn)動(dòng)的加快度大小是________m/s2.(計(jì)算結(jié)果保存兩位有效數(shù)字)圖16讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F，辦理紙帶，獲得滑塊運(yùn)動(dòng)的加快度a；改變鉤碼個(gè)數(shù)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)．以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為縱坐標(biāo)，以加快度a為橫坐標(biāo)，獲得的圖象是縱軸截距為b的一條傾斜直線，如圖17所示．已知滑塊和動(dòng)滑輪的總質(zhì)量為m，重力加快度為g，忽視滑輪與輕繩之間的摩擦，則滑塊和木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________.圖172b答案(1)2.4(2)mgx－xOB0.2881－0.0961－0.096122(1)加快度為a＝BDm/s≈2.4m/s分析2＝4×0.01；4T滑塊遇到的拉力FT為彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的兩倍，即：FT＝2F滑塊遇到的摩擦力為：Ff＝μmg由牛頓第二定律可得：FT－Ff＝maμmg解得力F與加快度a的函數(shù)關(guān)系式為：F＝2a＋2μmg由題圖圖象所給信息可得圖象縱截距為：b＝2b解得：μ＝.mg

22．(2018·南京市期中)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)“研究加快度與物體所受協(xié)力及質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，圖18甲為實(shí)驗(yàn)裝置圖，A為小車，B為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，C為裝有沙的沙桶，D為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)方形木板．實(shí)驗(yàn)中以為細(xì)繩對(duì)小車的拉力F等于沙和沙桶的總重力，小車運(yùn)動(dòng)的加快度a可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)求得．(1)圖乙為某次實(shí)驗(yàn)獲得的紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.10s，由圖中數(shù)據(jù)求出小車加快度值為_(kāi)_______m/s2.(計(jì)算結(jié)果保存兩位有效數(shù)字)圖181(2)保持沙和沙桶的質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別獲得小車加快度a與質(zhì)量m及對(duì)應(yīng)的m數(shù)據(jù)如表中所示，依據(jù)表中數(shù)據(jù)，為直觀反應(yīng)F不變時(shí)，a與m的關(guān)系，請(qǐng)?jiān)趫D19中選擇適合的物理量和標(biāo)度成立坐標(biāo)系，并作出圖線.次數(shù)12345678小車加快度1.901.721.491.251.000.750.500.30－2a/(m·s)小車質(zhì)量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.671－14.003.453.032.502.001.411.000.60/kgm圖19從圖線中獲得F不變時(shí)小車加快度a與質(zhì)量m間的定量關(guān)系是________．(4)保持小車質(zhì)量不變，改變沙和沙桶質(zhì)量，該同學(xué)依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加快度與協(xié)力F圖線如圖20所示，該圖線不經(jīng)過(guò)原點(diǎn)，其可能的原由是________________________________．圖

20答案

(1)0.64

(2)以下圖(3)a＝

12m

(4)沒(méi)有均衡摩擦力

(或均衡摩擦力不足

)3．(2018·常