2021高考物理一輪復(fù)習(xí)-第3章-牛頓運動定律-實驗四驗證牛頓運動定律教案

2021高考物理一輪復(fù)習(xí)第3章牛頓運動定律實驗四：驗證牛頓運動定律教案2021高考物理一輪復(fù)習(xí)第3章牛頓運動定律實驗四：驗證牛頓運動定律教案PAGE14-2021高考物理一輪復(fù)習(xí)第3章牛頓運動定律實驗四：驗證牛頓運動定律教案2021高考物理一輪復(fù)習(xí)第3章牛頓運動定律實驗四：驗證牛頓運動定律教案年級：姓名：實驗四：驗證牛頓運動定律,◎注意事項1．平衡摩擦力：在平衡摩擦力時，不要把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上，即不要給小車加任何牽引力，且要讓小車拖著紙帶勻速運動。2．實驗條件：小車的質(zhì)量M遠(yuǎn)大于小盤和砝碼的總質(zhì)量m。3．操作要領(lǐng)：改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時小車應(yīng)盡量靠近打點計時器，并應(yīng)先接通電源，再放開小車，且應(yīng)在小車到達(dá)定滑輪前按住小車。◎誤差分析1．因?qū)嶒炘聿煌晟埔鹫`差。以小車、小盤和砝碼整體為研究對象得mg＝(M＋m)a；以小車為研究對象得F＝Ma；求得F＝eq\f(M,M＋m)·mg＝eq\f(1,1＋\f(m,M))·mg＜mg，本實驗用小盤和砝碼的總重力mg代替小車的拉力，而實際上小車所受的拉力要小于小盤和砝碼的總重力。2．摩擦力平衡不準(zhǔn)確、質(zhì)量測量不準(zhǔn)確、計數(shù)點間距測量不準(zhǔn)確、紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木板平行都會引起誤差。考點一教材原型實驗eq\x(考法①)實驗原理與實驗操作(2020·廣東實驗中學(xué)月考改編)某實驗小組利用如圖所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。(1)實驗中除了需要小車、砝碼、托盤、細(xì)繩、附有定滑輪的長木板、墊木、打點計時器、低壓交流電源、兩根導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶之外，還需要________、________。(2)下列做法正確的是________。A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與長木板保持平行B．在調(diào)節(jié)木板傾斜角度平衡小車受到的滑動摩擦力時，將裝有砝碼的托盤通過定滑輪拴在小車上C．實驗時，先放開小車再接通打點計時器的電源D．通過增減小車上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度E．用托盤和盤內(nèi)砝碼的重力作為小車和車上砝碼受到的合外力，為減小誤差，實驗中一定要保證托盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和車上砝碼的總質(zhì)量(3)某同學(xué)以小車和車上砝碼的總質(zhì)量的倒數(shù)eq\f(1,M)為橫坐標(biāo)，小車的加速度a為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上作出的a-eq\f(1,M)關(guān)系圖線如圖所示。由圖可分析得出：加速度與質(zhì)量成________關(guān)系(填“正比”或“反比”)；圖線不過原點說明實驗有誤差，引起這一誤差的主要原因是平衡摩擦力時長木板的傾角________(填“過大”或“過小”)。解析：(1)實驗中需要用托盤和砝碼的總重力表示小車受到的拉力，需測量托盤的質(zhì)量，所以還需要天平。實驗中需要用刻度尺測量紙帶上點跡間的距離，從而得出加速度，所以還需要刻度尺。(2)平衡摩擦力時應(yīng)系上紙帶，不能掛托盤。調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與長木板保持平行，A項正確，B項錯誤；平衡摩擦力后細(xì)繩與木板平行，且托盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和車上砝碼的總質(zhì)量時，托盤和砝碼的總重力近似等于小車和車上砝碼受到的合外力，E項正確；實驗時應(yīng)該先接通電源，后釋放小車，使得紙帶上點跡多一些，以便于測量加速度，還要多測幾組數(shù)據(jù)減小偶然誤差，C項錯誤；通過增減小車上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板的傾斜角度，D項正確。(3)a-eq\f(1,M)圖象是一條直線，a與M成反比；圖象在a軸上有截距，這是平衡摩擦力時木板的傾角過大造成的。答案：(1)天平刻度尺(2)ADE(3)反比過大[變式1]在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，采用如圖所示的裝置圖進(jìn)行實驗：(1)實驗中，需要在木板的右端墊上一個小木塊，其目的是：________________________________________________________________________。(2)實驗中，已知測出小車的質(zhì)量為M，砝碼(包括砝碼盤)的總質(zhì)量為m，若要將砝碼(包括砝碼盤)的總重力大小作為小車所受拉力F的大小，這樣做的前提條件是________________________________________________________________________。(3)在實驗操作中，下列說法正確的是________(填序號)。A．求小車運動的加速度時，可用天平測出小盤和砝碼的質(zhì)量M′和m′，以及小車質(zhì)量M，直接用公式a＝eq\f(M′＋m′,M)g求出B．實驗時，應(yīng)先接通打點計時器的電源，再放開小車C．每改變一次小車的質(zhì)量，都需要改變墊入的小木塊的厚度D．先保持小車質(zhì)量不變，研究加速度與力的關(guān)系；再保持小車受力不變，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，最后歸納出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系解析：(1)本實驗?zāi)景灞砻娌豢赡芄饣?，摩擦力會影響實驗結(jié)果，所以要平衡摩擦力。(2)根據(jù)牛頓第二定律得mg＝(M＋m)a，解得a＝eq\f(mg,M＋m)，則繩子的拉力F＝Ma＝eq\f(Mmg,M＋m)＝eq\f(mg,1＋\f(m,M))，可知當(dāng)砝碼(包括砝碼盤)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量時，小車所受的拉力等于砝碼(包括砝碼盤)的總重力，所以應(yīng)滿足的條件是砝碼(包括砝碼盤)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量。(3)本實驗的目的是：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，所以不能把牛頓第二定律當(dāng)成已知的公式來使用，故A錯誤；使用打點計時器時，都應(yīng)該先接通電源，后釋放紙帶，故B正確；平衡摩擦力后μ＝tanθ，與重物的質(zhì)量無關(guān)，所以不用再次平衡摩擦力，故C錯誤；本實驗采用控制變量法，故D正確。答案：(1)平衡摩擦力(2)m?M(3)BDeq\x(考法②)數(shù)據(jù)處理及誤差分析某組同學(xué)設(shè)計了“探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系”實驗。圖甲為實驗裝置簡圖，A為小車，B為電火花計時器，C為裝有細(xì)砂的小桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板，實驗中認(rèn)為細(xì)繩對小車的拉力F等于細(xì)砂和小桶的總重力，小車運動的加速度a可用紙帶上打出的點求得。(1)圖乙為某次實驗得到的紙帶，已知實驗所用電源的頻率為50Hz。根據(jù)紙帶可求出電火花計時器打B點時的速度為________m/s，小車的加速度大小為________m/s2。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(2)在“探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系”時，某同學(xué)按照自己的方案將實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中進(jìn)行了標(biāo)注，但尚未完成圖象(如圖丙所示)。請繼續(xù)幫助該同學(xué)作出坐標(biāo)系中的圖象。(3)在“探究加速度a與合力F的關(guān)系”時，該同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F的圖線如圖丁，該圖線不通過坐標(biāo)原點，試分析圖線不通過坐標(biāo)原點的原因。________________________________________________________________________。解析：(1)AC這段位移的平均速度等于AC這段時間中間時刻的瞬時速度，即B點的瞬時速度，故vB＝eq\f(AB＋BC,4T)＝eq\f(6.19＋6.70×10－2,4×0.02)m/s＝1.6m/s。由逐差法求解小車的加速度，a＝eq\f(CD＋DE－AB＋BC,4×2T2)＝eq\f(7.21＋7.72－6.19－6.70×10－2,4×2×0.022)m/s2＝3.2m/s2。(2)將坐標(biāo)系中各點連成一條直線，連線時應(yīng)使直線過盡可能多的點，不在直線上的點應(yīng)大致對稱地分布在直線的兩側(cè)，離直線較遠(yuǎn)的點應(yīng)視為錯誤數(shù)據(jù)，不予考慮，連線如圖所示：(3)圖線與橫軸有截距，說明實驗前沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠。答案：(1)1.63.2(2)見解析(3)實驗前沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠[變式2]用如圖甲所示裝置做“探究物體的加速度與力的關(guān)系”的實驗。實驗時保持小車的質(zhì)量不變，用鉤碼所受的重力作為小車受到的合力，用打點計時器和小車后端拖動的紙帶測出小車運動的加速度。(1)實驗時先不掛鉤碼，反復(fù)調(diào)整墊塊的左右位置，直到小車做勻速直線運動，這樣做的目的是________。(2)圖乙為實驗中打出的一條紙帶的一部分，從比較清晰的點跡起，在紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的5個計數(shù)點A、B、C、D、E，相鄰兩個計數(shù)點之間都有4個點跡沒有標(biāo)出，測出各計數(shù)點到A點之間的距離，如圖所示。已知打點計時器接在頻率為50Hz的交流電源兩端，則此次實驗中小車運動的加速度的測量值a＝________m/s2。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(3)實驗時改變所掛鉤碼的質(zhì)量，分別測量小車在不同外力作用下的加速度。根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)畫出a-F關(guān)系圖象，如圖丙所示。此圖象的AB段明顯偏離直線，造成此現(xiàn)象的主要原因可能是________。(填選項字母)A．小車與平面軌道之間存在摩擦B．平面軌道傾斜角度過大C．所掛鉤碼的總質(zhì)量過大D．所用小車的質(zhì)量過大解析：(1)使平面軌道的右端墊起，讓小車重力沿斜面方向的分力與它受到的摩擦阻力平衡，才能認(rèn)為在實驗中小車受的合外力就是鉤碼的重力，所以這樣做的目的是平衡小車運動中所受的摩擦阻力。(2)由逐差法可知a＝eq\f(xCE－xAC,4T2)＝eq\f(21.6－8.79－8.79×10－2,4×0.12)m/s2≈1.0m/s2。(3)在實驗中認(rèn)為細(xì)繩的張力F就是鉤碼的重力mg，實際上，細(xì)繩張力F′＝Ma，mg－F′＝ma，即F′＝eq\f(M,M＋m)·mg，a＝eq\f(1,M＋m)·mg＝eq\f(1,M＋m)F，所以當(dāng)細(xì)繩的張力F變大時，m必定變大，eq\f(1,M＋m)必定減小。當(dāng)M?m時，a-F圖象為直線，當(dāng)不滿足M?m時，便有a-F圖象的斜率逐漸變小，選項C正確。答案：(1)平衡小車運動中所受的摩擦阻力(2)1.0(3)C考點二實驗的改進(jìn)與創(chuàng)新eq\x(考法①)合力測量的創(chuàng)新某實驗小組利用如圖所示的實驗裝置來探究合力一定時，物體的加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系。(1)做實驗時，將滑塊從如圖所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器(圖中未畫出)可讀出遮光條通過光電門1、2的時間(遮光條的遮光時間)分別為Δt1、Δt2，用刻度尺測得兩個光電門中心之間的距離為x，遮光條寬度為d。則滑塊經(jīng)過光電門1時的速度表達(dá)式v1＝________，經(jīng)過光電門2時的速度表達(dá)式為v2＝________，滑塊加速度的表達(dá)式為a＝________。(以上表達(dá)式均用已知字母表示)(2)為了保持滑塊所受的合力不變，可改變滑塊質(zhì)量M和氣墊導(dǎo)軌右端高度h。關(guān)于“改變滑塊質(zhì)量M和氣墊導(dǎo)軌右端高度h”的正確操作方法是________。A．M增大時，h增大，以保持二者乘積增大B．M增大時，h減小，以保持二者乘積不變C．M減小時，h增大，以保持二者乘積不變D．M減小時，h減小，以保持二者乘積減小解析：(1)滑塊經(jīng)過光電門1時的速度表達(dá)式為v1＝eq\f(d,Δt1)，經(jīng)過光電門2時的速度表達(dá)式為v2＝eq\f(d,Δt2)，滑塊加速度的表達(dá)式為a＝eq\f(v\o\al(2,2)－v\o\al(2,1),2x)＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt2)))2－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt1)))2,2x)。(2)滑塊所受的合力F合＝Mgeq\f(h,L)(L為氣墊導(dǎo)軌的長度)，為了保持滑塊所受的合力不變，所以M和h不能同時增大或減小。故選B、C。答案：(1)eq\f(d,Δt1)eq\f(d,Δt2)eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt2)))2－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt1)))2,2x)(2)BC[變式3]某實驗小組利用拉力傳感器和打點計時器“探究加速度與力的關(guān)系”。他們將拉力傳感器固定在小車上記錄小車受到拉力的大小，按照甲圖進(jìn)行實驗，釋放紙帶時，小車處于甲圖所示的位置。(1)指出甲圖中的一處錯誤：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)下列說法正確的是()A．實驗之前，要先平衡摩擦力B．小車的質(zhì)量要遠(yuǎn)小于所掛鉤碼的質(zhì)量C．應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪的高度使細(xì)線與木板平行D．實驗時應(yīng)先釋放紙帶，再接通電源(3)圖乙是實驗中獲得的一條紙帶的某部分，選取A、B、C、D、E計數(shù)點(每兩個計數(shù)點間還有4個點未畫出)，AC間的距離為________。(4)若打點計時器使用的交流電頻率為50Hz，則小車的加速度大小為________m/s2。(保留兩位有效數(shù)字)解析：(1)打點計時器的電源應(yīng)接交流電，而圖中接了直流電；小車釋放時未靠近打點計時器；實驗前未平衡摩擦力。(2)為使合力等于繩子的拉力，實驗前需要平衡摩擦力且應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪的高度使細(xì)線與木板平行，故A、C正確；在鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時，小車受到的拉力近似等于鉤碼受到的重力，故B錯誤；實驗時應(yīng)先接通電源，然后再釋放小車，故D錯誤；故選A、C。(3)由圖讀出AC的距離x＝3.10cm。(4)根據(jù)作差法得：a＝eq\f(Δx,T2)＝eq\f(xCE－xAC,4T2)＝eq\f(0.0700－0.0310,0.04)m/s2≈0.98m/s2。答案：(1)打點計時器的電源接了直流電；小車釋放時離打點計時器太遠(yuǎn)；實驗前未平衡摩擦阻力(2)AC(3)3.10cm(4)0.98m/s2eq\x(考法②)實驗裝置、加速度測量方案的創(chuàng)新如圖(a)、圖(b)所示分別為甲、乙兩位同學(xué)探究加速度與力的關(guān)系的實驗裝置示意圖，他們在氣墊導(dǎo)軌上安裝了一個光電門B，滑塊上固定一寬度為d的遮光條，由數(shù)字計時器(圖中未畫出)可讀出遮光條通過光電門的時間。甲同學(xué)直接用細(xì)線跨過定滑輪把滑塊和鉤碼連接起來[如圖(a)]，乙同學(xué)用細(xì)線繞過定滑輪把滑塊與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼[如圖(b)]，每次滑塊都從A處由靜止釋放。(1)實驗時應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平，在不增加其他實驗器材的情況下，如何判定調(diào)節(jié)到位？________________________________________________________________________。(2)實驗時，兩同學(xué)首先將滑塊從A位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門B的時間Δt，若要得到滑塊的加速度，還需要測量的物理量是________________________________________________________________________。(3)甲、乙兩位同學(xué)通過改變鉤碼的個數(shù)來改變滑塊所受的合外力。甲同學(xué)在實驗時還需要測量記錄的物理量有________，實驗時必須滿足的條件是______________；乙同學(xué)在實驗時需要測量記錄的物理量有________________________________________________________________________。(4)乙同學(xué)在完成實驗時，下列不必要的實驗要求是________。(填選項前字母)A．應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量B．應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些C．應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平D．應(yīng)使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行解析：(1)判定調(diào)節(jié)到位的依據(jù)是在不掛鉤碼時，滑塊能在任意位置靜止不動。(2)兩種情況下，滑塊在導(dǎo)軌上均做勻加速直線運動，滑塊的初速度為零，到達(dá)光電門的瞬時速度v＝eq\f(d,Δt)，根據(jù)初速度為零的勻加速直線運動公式v2＝2ax可知，只要測出A位置與光電門間的距離L即可求得滑塊的加速度。(3)甲同學(xué)所做實驗中滑塊(設(shè)質(zhì)量為M)和鉤碼(設(shè)質(zhì)量為m)所受的合外力等于鉤碼的重力mg，則有mg＝(M＋m)a，所以甲同學(xué)還需要測量所掛鉤碼的質(zhì)量m和滑塊的質(zhì)量M，在實驗時，認(rèn)為滑塊所受合外力等于鉤碼的重力，為了盡量減小實驗誤差，應(yīng)滿足條件m?M；乙同學(xué)所做實驗中，力傳感器測出的力就是細(xì)線對滑塊的真實拉力(設(shè)為FT，可直接讀出)，則有FT＝Ma，所以需要記錄傳感器的讀數(shù)和測量滑塊的質(zhì)量M。(4)力傳感器測出的力就是細(xì)線對滑塊的真實拉力，不存在系統(tǒng)誤差，無需滿足滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量；測量距離時，適當(dāng)增大測量距離可以減小測量誤差；實驗時要滿足氣墊導(dǎo)軌水平且細(xì)線與導(dǎo)軌平行。答案：(1)在不掛鉤碼時，滑塊能在任意位置靜止不動(2)A位置與光電門間的距離L(3)所掛鉤碼的質(zhì)量m和滑塊的質(zhì)量Mm?M傳感器的讀數(shù)和滑塊的質(zhì)量M(4)A[變式4]現(xiàn)要驗證“當(dāng)質(zhì)量一定時，物體運動的加速度與它所受的合外力成正比”這一物理規(guī)律。給定的器材如下：一傾角可以調(diào)節(jié)的長斜面(如圖所示)、小車、計時器一個、米尺。填入適當(dāng)?shù)墓交蛭淖?，完善以下實驗步驟(不考慮摩擦力的影響)；(1)讓小車自斜面上方一固定點A1從靜止開始下滑至斜面底端A2，記下所用的時間t。(2)用米尺測量A1與A2之間的距離x，則小車的加速度a＝________________________。(3)用米尺測量A1相對于A2的高度h，設(shè)小車所受重力為mg，則小車所受合外力F＝________。(4)改變________________________________________________________________________，重復(fù)上述測量。解析：(2)由x＝eq\f(1,2)at2可得：a＝eq\f(2x,t2)。(3)sinθ＝eq\f(h,x)，不計摩擦力時，小車的合外力F＝mgsinθ＝mgeq\f(h,x)；(4)小車的質(zhì)量不變，要改變小車所受的合外力F重做上述實驗時，只要改變斜面的傾角(或A1、A2兩點間的高度h的數(shù)值)即可。答案：(2)eq\f(2x,t2)(3)mgeq\f(h,x)(4)斜面傾角或A1、A2兩點間的高度heq\x(考法③)實驗拓展——測動摩擦因數(shù)如圖甲所示，某同學(xué)設(shè)計了一個測量滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)的實驗裝置，裝有定滑輪的長木板固定在水平實驗臺上，木板上有一滑塊，滑塊右端固定一個動滑輪，鉤碼和彈簧測力計通過繞在滑輪上的輕繩相連，放開鉤碼，滑塊在長木板上做勻加速直線運動。甲(1)實驗得到一條如圖乙所示的紙帶，相鄰兩計數(shù)點之間的時間間隔為0.1s，由圖中的數(shù)據(jù)可知，滑塊運動的加速度大小是________m/s2。(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)乙(2)讀出彈簧測力計的示數(shù)F，處理紙帶，得到滑塊運動的加速度a；改變鉤碼個數(shù)，重復(fù)實驗。以彈簧測力計的示數(shù)F為縱坐標(biāo)，以加速度a為橫坐標(biāo)，得到的圖象是縱軸截距為b的一條傾斜直線，如圖丙所示。已知滑塊和動滑輪的總質(zhì)量為m，重力加速度為g，忽略滑輪與繩之間的摩擦。則滑塊和木板之間的動摩擦因數(shù)μ＝________。丙解析：(1)加速度a＝eq\f(xBD－xOB,4T2)＝eq\f(0.192－0.0961,4×0.01)m/s2＝2.4m/s2(2)滑塊受到的拉力FT為彈簧測力計示數(shù)的兩倍，即：FT＝2F滑塊受到的摩擦力為：Ff＝μmg由牛頓第二定律可得：FT－Ff＝ma解得力F與加速度a的函數(shù)關(guān)系式為：F＝eq\f(m,2)a＋eq\f(μmg,2)由圖象所給信息可得圖象截距為：b＝eq\f(μmg,2)解得：μ＝eq\f(2b,mg)。答案：(1)2.4(2)eq\f(2b,mg)[變式5]物理小組在一次探究實驗中測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)。實驗裝置如圖甲所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端裝有定滑輪；木板上有一滑塊，其一端與過打點計時器的紙帶相連，另一端通過細(xì)線跨過定滑輪與托盤連接。打點計時器使用的交流電源的頻率為50Hz，開始實驗時，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做勻加速運動，在紙帶上打出一系列點，重力加速度大小為g。(1)圖乙給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6、7是計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點之間還有4個點(圖中未標(biāo)出)，計數(shù)點之間的距離如圖乙所示，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計算加速度大小a＝________m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(2)①為測量動摩擦因數(shù)，下列物理量中還應(yīng)測量的有________。(填入所選物理量前的字母)A．木板的長度lB．木板的質(zhì)量m1C．滑塊的質(zhì)量m2D．托盤和砝碼的總質(zhì)量m3E．滑塊運動的時間t②測量①中所選定的物理量時需要的實驗器材是__________________。(3)滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)μ＝________(用所測物理量和重力加速度g的字母表示)，與真實值相比，測量出的動摩擦因數(shù)________(填“偏大”或“偏小”)。解析：(1)每相鄰兩計數(shù)點之間還有4個未畫出的點，說明打下圖乙所示的相鄰的計數(shù)點的時間間隔T＝0.1s，根據(jù)逐差法有a＝eq\f(x6－x3,3T2)＝0.49m/s2。(2)①由Ff＝μFN可知要求μ，需要知道摩擦力和壓力的大小，因壓力的大小等于滑塊的重力大小，所以需要知道滑塊的質(zhì)量，摩擦力要根據(jù)滑塊的運動來求得，滑塊做的是勻加速運動，拉滑塊運動的拉力是托盤和砝碼的重力提供的，即也要知道托盤和砝碼的質(zhì)量，故C、D正確。②測量這兩個物理量的儀器為天平。(3)根據(jù)牛頓第二定律有m3g－FT＝m3a，F(xiàn)T－Ff＝m2a，聯(lián)立解得m3g－Ff＝(m2＋m3)a，又Ff＝μm2g，聯(lián)立以上兩式解得μ＝eq\f(m3g－m2＋m3a,m2g)；根據(jù)牛頓第二定律列方程的過程中，考慮了滑塊和木板之間的摩擦，但沒有考慮細(xì)線和定滑輪之間的摩擦以及空氣阻力等，導(dǎo)致動摩擦因數(shù)的測量值會偏大。答案：(1)0.49(2)①CD②天平(3)eq\f(m3g－m2＋m3a,m2g)偏大1．(2015·全國Ⅱ卷·20)[本題源于人教版必修1·P77·“科學(xué)漫步”](多選)在一東西向的水平直鐵軌上，停放著一列已用掛鉤連接好的車廂。當(dāng)機車在東邊拉著這列車廂以大小為a的加速度向東行駛時，連接某兩相鄰車廂的掛鉤P和Q間的拉力大小為F；當(dāng)機車在西邊拉著車廂以大小為eq\f(2,3)a的加速度向西行駛時，P和Q間的拉力大小仍為F。不計車廂與鐵軌間的摩擦，每節(jié)車廂質(zhì)量相同，則這列車廂的節(jié)數(shù)可能為()A．8 B.10C．15 D.18BC[如圖所示，假設(shè)掛鉤P，Q東邊有x節(jié)車廂，西邊有y節(jié)車廂，每節(jié)車廂質(zhì)量為m。當(dāng)向東行駛時，以y節(jié)車廂為研究對象，則有F＝m