探究運動和力的關系實驗裝置

（1）小（2）0.460， 1.19

㈡ 用如圖所示的實驗裝置研究運動和力的關系．（1）每次都讓小車從同一個斜面的同一位置由靜止開始下滑，是

（1）根據控制變數法的思想；讓小車從同一個斜面的同一高度位置專由靜止開始滑下，是屬為了使小車滑到斜面底端時具有相同速度；
（2）觀察圖中三次實驗，小車在水平面上受到的摩擦力大小不同，這說明小車受到摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關；
（3）對比三幅圖，不難看出：水平面越光滑，小車受到的摩擦力越小，速度減小的越慢，小車運動的距離越遠；
（4）在此實驗的基礎上進行合理的推理，可以得出：運動物體不受外力時，總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態，這就是著名的牛頓第一定律；
故答案為：（1）速度；（2）粗糙程度；（3）小；遠；（4）勻速直線運動；牛頓第一定律．

㈢ 如圖1為研究加速度和力的關系的實驗裝置．（1）在本實驗中，用鉤碼所受的重力大小當做小車所受的______，

（1）探究加速度與力的關系，應保持小車的質量不變，用鉤碼所受的重力作為小車所受的合力．
用DIS系統測小車的加速度．在改變所掛鉤碼的數量，多次重復測量中，不需要同時在小車上加減砝碼．
（2）根據在某次實驗中測得的多組數據可畫出a-F關系圖線（如圖2所示）．分析此圖線的OA段可得出的實驗結論是小車的質量一定，加速a與合力F成正比．
由於OA段a-F關系為一傾斜的直線，所以在質量不變的條件下，加速度與外力成正比；由實驗原理：mg=Ma
得a＝

mg

M

而實際上a′＝

mg

m+M

可見A，B段明顯偏離直線是由於沒有滿足M＞＞m造成的，故選項C正確．
（3）A、若探究水平射程與初速度的關系，應控制拋出點的高度高度不變，可用表中序號為1、2的實驗數據，故AD錯誤；
B、若探究水平射程與高度的關系，應控制水平初速度不變，可用表中序號為1、3、5的實驗數據，故B正確，C錯誤；
故選B
故答案為：（1）合外力不需要
（2）①在質量不變的條件下，加速度與外力成正比．②C
（3）B

㈣ 為了探究加速度與力的關系，某同學設計了如圖1所示的實驗裝置，一端帶有定滑輪的長木板水平放置，長木板

（1）根據運動學公式d=

1

2

at2得，a=

2d

t2

＝

2×0.5

0.25

m/s2＝4.0m/s2．
（2）依據表中數據運用描點法作出圖象，如圖所示．
（3）根據F-μmg=ma得a=

F

m

?μg，所以滑塊運動的加速度a和所受拉力F的關系圖象斜率等於滑塊質量的倒數．
由圖形得加速度a和所受拉力F的關系圖象斜率k=4，所以滑塊質量m=0.25Kg，
由圖形得，當F=0.5N時，滑塊就要開始滑動，所以滑塊與軌道間的最大靜摩擦力等於0.5N，
而最大靜摩擦力等於滑動摩擦力，即μmg=0.5N，
解得μ=0.2
故答案為：（1）4.0；（2）如圖；（3）0.25，0.2

㈤ 「探究加速度與力的關系」實驗裝置如圖1所示．（1）為減小實驗誤差，盤和砝碼的質量應比小車的質量______

（1）在小車的質量遠大於砝碼盤和砝碼的總質量時，細線的拉力等於砝碼盤和砝碼的總重力大小．
（2）計時器打點的時間間隔為0.02s，每五個點取一個計數點，則相鄰兩計數點間的時間間隔為0.1s；
根據時間中點的瞬時速度等於該過程的平均速度v₃=

x24

2T

＝

0.0400+0.0519

2×0.1

m/s＝0.46m/s；
紙帶運動的加速度是：a＝

x3+x4?x1?x2

4T2

＝

0.0400+0.0519?0.0160?0.0281

4×0．12

m/s2=1.2m/s²
故答案為：（1）小；（2）0.1，0.46，1.2．

㈥ 「探究加速度與力的關系」實驗裝置如圖1所示．（1）為減小實驗誤差，砂桶總質量______小車總質量．（2）

（1）對整體分析，根據牛頓第二定律得，a=

mg

M+m

，則繩子的拉力F=Ma=

Mmg

M+m

＝

mg

1+ m M

，當M＞＞m時，F=mg．
（2）為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應採取做法是，將不帶滑輪的木板一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，所以應將右端適當墊高；
（3）利用勻變速直線運動的推論得出：
v_E=

xDF

2T

＝

0.016+0.018

0.04

＝0.85m/s．
小車的加速度為a=

△x

T2

＝

2×10?3

0.022

＝10m/s2．
故答案為：（1）遠遠小於；（2）右端；（3）0.85；10

㈦ 研究物體運動的加速度與物體所受力的關系的實驗裝置如圖甲所示，實驗的步驟如下：①把一端帶有定滑輪的長

（1）上述操作步驟中明顯遺漏的步驟是沒有平衡摩擦力． （2）當m＜＜M時，即當砝碼和砝碼盤的總重力要遠小於小車的重力，繩子的拉力近似等於砝碼和砝碼盤的總重力．從圖象上可以看出：F從0開始增加，砝碼和砝碼盤的質量遠小於車的質量，慢慢的砝碼和砝碼盤的重力在增加，那麼在後面砝碼和砝碼盤的質量就沒有遠小於車的質量呢，那麼繩子的拉力與砝碼和砝碼盤的總重力就相大呢． 所以原因是砝碼和砝碼盤的質量沒有遠小於車的質量． （3）另一位同學將本實驗做了改動：每次實驗時將小車上的砝碼拿下放到砝碼盤上，其他操作都與上面一樣． 根據牛頓第二定律得 小車的加速度等於a= mg M+m ，即小車的加速度等於砝碼和砝碼盤的重力與砝碼、砝碼盤和小車總質量的比值，而 砝碼、砝碼盤和小車總質量不變．那麼他畫出的a-F圖象是一條過坐標原點的直線． 故答案為：（1）沒有平衡摩擦力 （2）是，小車的加速度等於砝碼和砝碼盤的重力與砝碼、砝碼盤和小車總質量的比值，而 砝碼、砝碼盤和小車總質量不變．

㈧ 如圖所示，探究運動和力的關系．（1）讓小車從斜面上滑下後沿水平面運動，是為了使小車在豎直方向上受到

（1）小車沿水平面運動，是為了使小車在豎直方向上受到的支持力和重力平衡，作用效果互相抵消，重力方向豎直向下，支持力方向豎直向上，如圖所示：
；
（2）每次都讓小車從同一個斜面的同一位置由靜止開始滑下，是為了使小車在滑到斜面低端時具有相同的速度；
（3）由圖知，在初速度相同的條件下，水平面越光滑，小車受到的摩擦力越小，小車運動的越遠；
（4）由上推理得出：若運動的物體不受外力作用，將做勻速直線運動．
故答案為：（1）支持；重力；示意圖如上；（2）使小車在滑到斜面低端時具有相同的速度；（3）小；遠；（4）做勻速直線運動．

㈨ 如圖是探究運動和力的關系的實驗裝置下列說法錯誤的是

A、實驗時應使小車到達水平面時的速度相等，因此每次實驗時，應使小車從同一高度從靜止開始滑下，A說法正確，不符合題意；
B、為探究阻力對運動的影響，每次實驗時應使水平桌面的粗糙程度不同，故B說法正確，符合題意；
C、水平表面越粗糙，小車受到的阻力越大，小車的速度減小得越快，故C說法正確，不符合題意；
D、由實驗數據可以推知，一切物體都有保持原有運動狀態的特性，故D說法正確，不符合題意；
故選B．