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1、简答题 在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时,采用如图1所示的实验装置.小车及车中的砝码质量用M表示,盘及盘中的砝码质量用m表示.

(1)若已平衡好摩擦,在小车做匀加速直线运动过程中绳子拉力T=______,当M与m的大小关系满足______时,才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力.
(2)某一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验,其具体操作步骤如下,以下做法正确的是______.
A.平衡摩擦力时,应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车的质量时,需要重新平衡摩擦力
C.实验时,先接通打点计时器的电源,再放开小车
D.用天平测出m以及小车质量M,小车运动的加速度可直接用公式a=
求出
(3)某小组同学保持小车及车中的砝码质量M一定,探究加速度a与所受外力F的关系,由于他们操作不当,这两组同学得到的a-F关系图象如图2所示,其原因是:______.
参考答案:(1)该实验的研究对象是小车,采用控制变量法研究.当质量一定时,研究小车的加速度和小车所受合力的关系.那么小车的合力怎么改变和测量呢?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,以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消,那么小车的合力就是绳子的拉力.
根据牛顿第二定律得:
对m:mg-T=ma
对M:T=Ma
解得:T=MM+mmg
当M>>m时,即当砝码和盘的总重力要远小于小车的重力,绳子的拉力近似等于砝码和盘的总重力.
(2)A、平衡摩擦力时,应将绳从小车上拿去,轻轻推动小车,是小车沿木板运动,通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动.故A错误.
B、每次改变小车的质量时,小车的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消,不需要重新平衡摩擦力.故B错误.
C、实验时,应先放开小车,再接通打点计时器电源,由于小车运动较快,可能会使打出来的点很少,不利于数据的采集和处理.故C正确.
D、小车运动的加速度是利用打点计时器测量,如果用天平测出m以及小车质量M,直接用公式求出,这是在直接运用牛顿第二定律计算的,而我们实验是在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系.故D错误.
故选C
(3)当F≠0时,a=0.也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0,说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消呢.该组同学实验操作中遗漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足这个步骤,随着F的增大,即砂和砂桶质量的增大,不在满足砂和砂桶远小于小车的质量,因此曲线上部出现弯曲现象.
故答案为:(1)MM+mmg,M>>m?(2)C?(3)①平衡摩擦力不够或没有平衡摩擦力 ②没有满足M>>m
本题解析:
本题难度:一般
2、填空题 “研究合力与分力的关系”的实验情况如图甲所示,其中A为橡皮条的固定点,用两个弹簧秤同时拉橡皮条,把结点拉到O位置,再用一个弹簧秤将橡皮条的结点再次拉到O位置,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.
(1)图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是______.
(2)本实验采用的科学方法是______
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型
(3)其中正确的是______(填入相应的字母)
A.两根细绳必须等长
B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与,木板平面平行.

参考答案:F是通过作图的方法得到合力的理论值,而F′是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条,使橡皮条伸长到O点,使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同,测量出的合力.故方向一定沿AO方向的是F′,由于误差的存在F和F′方向并不在重合.
(2)实验中两次要求效果相同,故实验采用了等效替代的方法,故ACD错误,B正确.
故选:B.
(3)A、本实验中我们只需使两个力的效果与一个力的效果相同即可,细绳的长度是否相等与本实验无关.故A错误;
B、本实验中我们只需使两个力的效果与一个力的效果相同即可,合力不需要一定过两分力的角平分线,且两分力也不一定相等,故B错误;
C、本实验是通过在白纸上作力的图示来验证平行四边定则,为了减小实验误差,弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行,故C正确;
故选:C.
故答案为:(1)F′.
(2)B
(3)C
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 一架梯子长25米,靠在光滑的竖直墙上,梯子底端离墙7米,关于梯子受力情况的判断,正确的是( )
A.梯子受到两个竖直方向的力,两个水平方向的力
B.梯子受到两个竖直方向的力,一个水平方向的力
C.梯子受到三个竖直方向的力,两个水平方向的力
D.梯子受到一个竖直方向的力,两个水平方向的力