研究力的小实验装置

⑴ 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．

⑵ 如图是研究滑动摩擦力的大小跟什么因素有关的实验装置图．（1）为保证实验成功，每次都应用弹簧测力计拉

（1）当物体保持静止或做匀速直线运动时受平衡力，此时滑动摩擦力等于测力计专的拉力． （2）比较属甲、乙两图，甲弹簧测力计的示数小，说明摩擦力小，是由于接触面材料相同，压力不同，说明滑动摩擦力与压力大小有关． （3）比较甲、丙两图，甲弹簧测力计的示数小，说明摩擦力小，是由于接触面材料不同，压力相同，说明滑动摩擦力与接触面的粗糙程度有关． 故答案为：（1）匀速直线； （2）小；在接触面粗糙程度一定时，压力越大，摩擦力越大； （3）小；在压力一定时，接触面越粗糙，摩擦力越大．

⑶ 如图所示是研究浮力大小的实验装置图，请根据图示回答下列问题： （1）A、B两图中，B图中弹簧测力计示数

（1）物体在液体中受到浮力；物体受到的浮力大小 （2）物体排开液体的体积 （3）液体密度 （4）物体浸没在液体中的深度

⑷ 如图所示是研究浮力大小的实验装置图，请根据图示回答下列问题：（1）（a）（b）两图中弹簧测力计的示数

（来1）a、b两图中，b图中簧测源力计示数变小，说明浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，a、b两图中弹簧测力计的示数差等于物体物体所受浮力的大小．
（2）b、c两图中，弹簧测力计的示数不同，说明浸在同一液体中的物体所受浮力大小跟物体排开液体的体积有关．
（3）c、d两图中，弹簧测力计的示数不同，说明物体排开相同的体积液体时，所受浮力大小跟被浸入液体的密度有关．
（4）对比d、e两图中，弹簧测力计示数相同，说明物体浸没在同种液体中，所受浮力大小跟浸入液体的深度无关．
故答案为：（1）物体所受浮力的大小；（2）物体排开液体的体积；（3）被浸入液体的密度；（4）d、e．

⑸ 如图是研究二力平衡条件的实验装置图．实验步骤如下：（1）先让小车受到大小相等、方向______的两个力的

（1）根据二力平衡的条件可知，要探究二力平衡的条件，需先让小车受大小相等、方向相反的两个力的作用；
（2）钩码的个数相等，表示小车受到的拉力相等，根据图示的情况，还可以确定这两个力的方向相反，并且在同一直线上，所以小车将处于静止状态．
（3）所挂钩码个数相等，说明拉力相等，转动后，拉力不在同一直线上，此时的小车受到的不再是平衡力，所以小车将转动．
（4）两个力要彼此平衡必须同时满足四个条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线上、并且作用在同一物体上．
故答案为：（1）相反；（2）相等；（3）扭转一个角度；一条直线上；（4）大小相等、方向相反、作用在同一直线上、并且作用在同一物体上．

⑹ 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

⑺ 如图是研究二力平衡条件的实验装置：先使两个盘子里装的砝码质量相等，把玩具小车转动一小角度，此时作用

当小车扭转一个角度，拉力F₁和F₂不在同一直线上，小车受力不平衡，小车发生转动，说明二力平衡的条件之一是两个力作用在同一直线上；
如果在右边的盘子里再加一个砝码，而左边的盘子不增加砝码，小车将向右移动，说明一对平衡力的大小相等．
故答案为：转动；两个力作用在同一直线上；向右移动；两个力的大小相等．

⑻ 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．

⑼ 如图为“用DIS研究加速度和力的关系”的实验装置．（1）图1是本实验的装置图，图中①是位移传感器的_____

（1）图1是本实验的装置图，图中①是位移传感器的发射器，接收器固定在轨道上；内
因为要探索“加速容度和力的关系”所以应保持小车的总质量不变，钩码所受的重力作为小车所受外力；
在质量不变的条件下，加速度与外力成正比；由实验原理：mg=（M+m）a
得a=

mg

M+m

，绳子的拉力：F=Ma=

Mmg

M+m

=

mg

1+ m M

可见当满足M＞＞m时，绳子上的拉力近似等于钩码的重力，所以钩码的质量要小一些．
（2）在图2中，当绳子的拉力大于0时，小车的加速度仍然是0，说明小车还受到其他的力的作用（摩擦力），从图象上可以看到直线不过原点，这是由小车与轨道间的摩擦力引起的；由于a=

F

m

，由图可知小车的质量为m=

F

a

=

1

△a △F

=

1

3.40-1.00 3-1

=

2

2.4

kg≈0.83kg．
故答案为：（1）发射器，钩码所受的重力，小（2）小车与轨道间的摩擦力，0.83

⑽ 研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验装置

（1）实验时，木块B与弹簧秤应在水平木板上做匀速直线运动．（2）弹簧测力计水平匀速拉动木块，木块做匀速直线运动，处于平衡状态，拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，由平衡条件可知，滑动摩擦力等于拉力据此求出滑动摩擦力，如下表所示： 实验序号 接触面的材料 压力（牛） 弹簧秤示数（牛） 滑动摩擦力（牛） 1 木块与木板 4 0.4 0.4 2 木块与木板 6 0.6 0.6 3 木块与毛巾 4 0.8 0.8 4 木块与毛巾 6 1.2 1.2（3）由表中实验序号1与2（或3与4）的实验数据可知，物体间接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同，压力越大，滑动摩擦力越大，由此可得：在接触面粗糙程度相同的情况下，物体间的压力越大，滑动摩擦力越大．（4）由表中实验序号为1、3或2、4的实验数据可知，物体间接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同，压力越大，滑动摩擦力越大，由此可得：在压力一定的情况下，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大．故答案为：（1）匀速直线；（2）如上表所示；（3）在接触面粗糙程度相同的情况下，物体间的压力越大，滑动摩擦力越大；（4）1、3或2、4；在压力一定的情况下，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大．