探究运动和力的关系实验装置

（1）小（2）0.460， 1.19

㈡ 用如图所示的实验装置研究运动和力的关系．（1）每次都让小车从同一个斜面的同一位置由静止开始下滑，是

（1）根据控制变量法的思想；让小车从同一个斜面的同一高度位置专由静止开始滑下，是属为了使小车滑到斜面底端时具有相同速度；
（2）观察图中三次实验，小车在水平面上受到的摩擦力大小不同，这说明小车受到摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关；
（3）对比三幅图，不难看出：水平面越光滑，小车受到的摩擦力越小，速度减小的越慢，小车运动的距离越远；
（4）在此实验的基础上进行合理的推理，可以得出：运动物体不受外力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态，这就是著名的牛顿第一定律；
故答案为：（1）速度；（2）粗糙程度；（3）小；远；（4）匀速直线运动；牛顿第一定律．

㈢ 如图1为研究加速度和力的关系的实验装置．（1）在本实验中，用钩码所受的重力大小当做小车所受的______，

（1）探究加速度与力的关系，应保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车所受的合力．
用DIS系统测小车的加速度．在改变所挂钩码的数量，多次重复测量中，不需要同时在小车上加减砝码．
（2）根据在某次实验中测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图2所示）．分析此图线的OA段可得出的实验结论是小车的质量一定，加速a与合力F成正比．
由于OA段a-F关系为一倾斜的直线，所以在质量不变的条件下，加速度与外力成正比；由实验原理：mg=Ma
得a＝

mg

M

而实际上a′＝

mg

m+M

可见A，B段明显偏离直线是由于没有满足M＞＞m造成的，故选项C正确．
（3）A、若探究水平射程与初速度的关系，应控制抛出点的高度高度不变，可用表中序号为1、2的实验数据，故AD错误；
B、若探究水平射程与高度的关系，应控制水平初速度不变，可用表中序号为1、3、5的实验数据，故B正确，C错误；
故选B
故答案为：（1）合外力不需要
（2）①在质量不变的条件下，加速度与外力成正比．②C
（3）B

㈣ 为了探究加速度与力的关系，某同学设计了如图1所示的实验装置，一端带有定滑轮的长木板水平放置，长木板

（1）根据运动学公式d=

1

2

at2得，a=

2d

t2

＝

2×0.5

0.25

m/s2＝4.0m/s2．
（2）依据表中数据运用描点法作出图象，如图所示．
（3）根据F-μmg=ma得a=

F

m

?μg，所以滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象斜率等于滑块质量的倒数．
由图形得加速度a和所受拉力F的关系图象斜率k=4，所以滑块质量m=0.25Kg，
由图形得，当F=0.5N时，滑块就要开始滑动，所以滑块与轨道间的最大静摩擦力等于0.5N，
而最大静摩擦力等于滑动摩擦力，即μmg=0.5N，
解得μ=0.2
故答案为：（1）4.0；（2）如图；（3）0.25，0.2

㈤ “探究加速度与力的关系”实验装置如图1所示．（1）为减小实验误差，盘和砝码的质量应比小车的质量______

（1）在小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，细线的拉力等于砝码盘和砝码的总重力大小．
（2）计时器打点的时间间隔为0.02s，每五个点取一个计数点，则相邻两计数点间的时间间隔为0.1s；
根据时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度v₃=

x24

2T

＝

0.0400+0.0519

2×0.1

m/s＝0.46m/s；
纸带运动的加速度是：a＝

x3+x4?x1?x2

4T2

＝

0.0400+0.0519?0.0160?0.0281

4×0．12

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

㈥ “探究加速度与力的关系”实验装置如图1所示．（1）为减小实验误差，砂桶总质量______小车总质量．（2）

（1）对整体分析，根据牛顿第二定律得，a=

mg

M+m

，则绳子的拉力F=Ma=

Mmg

M+m

＝

mg

1+ m M

，当M＞＞m时，F=mg．
（2）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是，将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，所以应将右端适当垫高；
（3）利用匀变速直线运动的推论得出：
v_E=

xDF

2T

＝

0.016+0.018

0.04

＝0.85m/s．
小车的加速度为a=

△x

T2

＝

2×10?3

0.022

＝10m/s2．
故答案为：（1）远远小于；（2）右端；（3）0.85；10

㈦ 研究物体运动的加速度与物体所受力的关系的实验装置如图甲所示，实验的步骤如下：①把一端带有定滑轮的长

（1）上述操作步骤中明显遗漏的步骤是没有平衡摩擦力． （2）当m＜＜M时，即当砝码和砝码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砝码盘的总重力．从图象上可以看出：F从0开始增加，砝码和砝码盘的质量远小于车的质量，慢慢的砝码和砝码盘的重力在增加，那么在后面砝码和砝码盘的质量就没有远小于车的质量呢，那么绳子的拉力与砝码和砝码盘的总重力就相大呢． 所以原因是砝码和砝码盘的质量没有远小于车的质量． （3）另一位同学将本实验做了改动：每次实验时将小车上的砝码拿下放到砝码盘上，其他操作都与上面一样． 根据牛顿第二定律得 小车的加速度等于a= mg M+m ，即小车的加速度等于砝码和砝码盘的重力与砝码、砝码盘和小车总质量的比值，而 砝码、砝码盘和小车总质量不变．那么他画出的a-F图象是一条过坐标原点的直线． 故答案为：（1）没有平衡摩擦力 （2）是，小车的加速度等于砝码和砝码盘的重力与砝码、砝码盘和小车总质量的比值，而 砝码、砝码盘和小车总质量不变．

㈧ 如图所示，探究运动和力的关系．（1）让小车从斜面上滑下后沿水平面运动，是为了使小车在竖直方向上受到

（1）小车沿水平面运动，是为了使小车在竖直方向上受到的支持力和重力平衡，作用效果互相抵消，重力方向竖直向下，支持力方向竖直向上，如图所示：
；
（2）每次都让小车从同一个斜面的同一位置由静止开始滑下，是为了使小车在滑到斜面低端时具有相同的速度；
（3）由图知，在初速度相同的条件下，水平面越光滑，小车受到的摩擦力越小，小车运动的越远；
（4）由上推理得出：若运动的物体不受外力作用，将做匀速直线运动．
故答案为：（1）支持；重力；示意图如上；（2）使小车在滑到斜面低端时具有相同的速度；（3）小；远；（4）做匀速直线运动．

㈨ 如图是探究运动和力的关系的实验装置下列说法错误的是

A、实验时应使小车到达水平面时的速度相等，因此每次实验时，应使小车从同一高度从静止开始滑下，A说法正确，不符合题意；
B、为探究阻力对运动的影响，每次实验时应使水平桌面的粗糙程度不同，故B说法正确，符合题意；
C、水平表面越粗糙，小车受到的阻力越大，小车的速度减小得越快，故C说法正确，不符合题意；
D、由实验数据可以推知，一切物体都有保持原有运动状态的特性，故D说法正确，不符合题意；
故选B．