第四章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律2 實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系1如圖所示為某同學(xué)所安裝的“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置，在圖示狀態(tài)下開始做實(shí)驗(yàn)，該同學(xué)的裝置和操作中的主要錯(cuò)誤是(至少寫出三個(gè)錯(cuò)誤)：(1)_(2)_(3)_解：由圖可知，本實(shí)驗(yàn)存在以下錯(cuò)誤：長(zhǎng)木板右端未墊高以平衡摩擦力(或沒有平衡摩擦力)；錯(cuò)用了直流電源(或應(yīng)該用交流電)；牽引小車的細(xì)線與板不平行；開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車離滑輪太近(或小車離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)、牽引小車的細(xì)線太短)；鉤碼不能滿足遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件，應(yīng)換用沙桶(只說換用桶不給分，必須說明原因才行)答案：(1)長(zhǎng)木板右端未墊高以平衡摩擦力(2)錯(cuò)用了直流電源(3)牽引小車的細(xì)線與板不平行2在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，滲透了研究問題的多種科學(xué)方法：(1)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的等效法：_；(2)實(shí)驗(yàn)條件設(shè)計(jì)的科學(xué)方法：_；(3)實(shí)驗(yàn)原理的簡(jiǎn)化：_，即當(dāng)小車質(zhì)量M車m沙時(shí)，細(xì)繩對(duì)小車的拉力大小近似等于沙及桶的總重力m沙g；(4)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的科學(xué)方法：_；(5)由a-M車圖象轉(zhuǎn)化為a-圖象，所用的科學(xué)方法：_.(以上各題均選填“理想實(shí)驗(yàn)法”“圖象法”“平衡摩擦力法”“化曲為直法”“控制變量法”或“近似法”)解析：(1)由于小車運(yùn)動(dòng)受到摩擦阻力，所以要進(jìn)行平衡摩擦力，以減小實(shí)驗(yàn)誤差，稱為平衡摩擦力法；(2)在探究加速度、力與質(zhì)量三者關(guān)系時(shí)，先保持其中一個(gè)量不變，來探究其他兩個(gè)量之間的關(guān)系，稱為控制變量法；(3)當(dāng)小車質(zhì)量M車m沙時(shí)，細(xì)繩對(duì)小車的拉力大小近似等于沙及桶的總重力m沙g，稱為近似法；(4)通過圖象研究實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，稱為圖象法；(5)在作圖時(shí)，由a-M車圖象轉(zhuǎn)化為a-圖象，使圖線由曲線轉(zhuǎn)化為直線，稱為化曲為直法答案：(1)平衡摩擦力法(2)控制變量法(3)近似法(4)圖象法(5)化曲為直法3如圖表示“探究加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置. (1)平衡摩擦力時(shí)，要先 _(填“掛上”或“取下”)鉤碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作. (2)平衡摩擦力后，在小車內(nèi)放入4個(gè)相同的砝碼，并保持小車和砝碼的總質(zhì)量不變逐漸增加鉤碼的個(gè)數(shù)，測(cè)量小車(包括砝碼)的加速度和鉤碼重力，探究加速度與力的關(guān)系這樣操作比不在小車上放砝碼而進(jìn)行同樣的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果會(huì)更_(填“準(zhǔn)確”或“不準(zhǔn)確”)(3)如果平衡摩擦力時(shí)過度，木板與桌面的夾角偏大，掛1個(gè)鉤碼時(shí)，測(cè)得小車的加速度為a，掛2個(gè)鉤碼時(shí)，測(cè)得小車的加速度為a，則a _2a(填“”或“”)解析：(1)平衡摩擦力，要反復(fù)調(diào)節(jié)高、低調(diào)旋鈕使長(zhǎng)直導(dǎo)軌有一定的傾角，在不掛鉤碼時(shí)輕推小車一下，觀察到小車勻速下滑即可，故應(yīng)取下鉤碼(2)應(yīng)為該實(shí)驗(yàn)中需要滿足小車和砝碼質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量，小車的質(zhì)量相對(duì)于鉤碼的質(zhì)量越大，實(shí)驗(yàn)越準(zhǔn)確(3)平衡摩擦力過度，相當(dāng)于不掛鉤碼時(shí)小車的外力為不為零，即存在一個(gè)沿斜面向下的力F，掛一個(gè)鉤碼時(shí)，F(xiàn)mgMa，掛兩個(gè)鉤碼時(shí)F2mgMa，即a，a，所以有a2a.答案：(1)取下(2)準(zhǔn)確(3)4在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車拖動(dòng)紙帶打上的點(diǎn)計(jì)算出(1)當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足_時(shí)，才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力(2)一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測(cè)出相應(yīng)的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù)為了比較容易地觀測(cè)加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該作a與_的圖象(3)乙、丙同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn)，畫出了各自得到的a圖線如圖所示，兩個(gè)同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)的哪一個(gè)物理量取值不同？()A拉力FB質(zhì)量M解析：(1)以整體為研究對(duì)象有：mg(mM)a解得：a，以M為研究對(duì)象有繩子的拉力為：FMa顯然要有Fmg必有mMM，故有Mm，即只有Mm時(shí)才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力(2)根據(jù)FMa可得aF，故為了比較容易地觀測(cè)加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該做a與的圖象(3)根據(jù)aF，圖象的斜率等于盤及盤中砝碼的重力，乙的斜率較大，故乙中盤及盤中砝碼的質(zhì)量較大答案：(1)Mm(2)(3)A5.某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置來探究加速度與力的關(guān)系彈簧測(cè)力計(jì)固定在一合適的木板上，桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪，細(xì)繩的兩端分別與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤和礦泉水瓶連接在桌面上畫出兩條平行線MN、PQ，并測(cè)出間距d.開始時(shí)將木板置于MN處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開始運(yùn)動(dòng)為止，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F0，以此表示滑動(dòng)摩擦力的大小再將木板放回原處并按住，繼續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1，然后釋放木板，并用秒表記下木板運(yùn)動(dòng)到PQ處的時(shí)間t.(1)木板的加速度可以用d、t表示為a_；為了減少測(cè)量加速度的偶然誤差可以采用的方法是(一種即可)_.(2)改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實(shí)驗(yàn)，確定加速度a與彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F1的關(guān)系下列圖象能表示該同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是_(3)(多選)用加水的辦法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點(diǎn)是_A可以改變滑動(dòng)摩擦力的大小B可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)C可以比較精確地測(cè)出摩擦力的大小D可以獲得更大的加速度以提高實(shí)驗(yàn)精度解析：(1)由dat2可知a；減少偶然誤差的方法是多次測(cè)量取平均值(2)圖象不過原點(diǎn)，剛要運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)