人教版高中物理必修一讲义资料，复习补习资料：34实验：探究加速度与力、质量的关系word版含答案

实验：探究加速度、力、质量之间的关系
【学习目标】
1．掌握在研究三个物理量之间关系时，常用的控制变量法
2．理解物体的加速度大小与力有关，也与质量有关
3．通过实验探究加速度与力和质量的定量关系
4．根据原理去设计实验，处理实验数据，得出结论
5．会分析数据表格，利用图象寻求物理规律
【要点梳理】
要点一、怎样测量（或比较）物体的加速度
1．物体做初速为0的匀加速直线运动，测量物体加速度最直接的办法就是用刻度尺测量位移并用秒表测量时间，由公式算出加速度。
2．可以在运动物体上连一条纸带，通过打点计时器打点来测量加速度。
3．也可以不测加速度的具体数值，而测不同情况下（即不同受力时、不同质量时）物体加速度的比值。根据，测出两初速度为0的匀加速运动在相同时间内发生的位移x1、x2，位移比就是加速度之比，即。
要点二、怎样提供和测量物体所受的恒力
在现实中，仅受一个力的情况几乎是不存在的。一个单独的力的作用效果与跟它大小、方向都相同的合力的作用效果是相同的，因此，在实验中我们只要测出物体所受的合力即可。如何为运动的物体提供一个恒定的合力？又如何测出这个合力呢？
可以在绳的一端挂钩码，另一端跨过定滑轮拉物体，使物体做匀加速运动的力就是物体的合力，这个合力等于钩码的重力。通过测量钩码的重力就可测得物体所受的合力。
要点三、平衡摩擦力
依据上面的方案中做匀变速运动的物体，受的合力并不等于钩码的重力。这是由于物体在相对运动，还要受到滑动摩擦力。
如何减小滑动摩擦力，使我们所测得的钩码重力尽可能接近于物体所受的合力？
①使用光滑的木板；
②平衡滑动摩擦力。将木板一端垫高，让物体从木板上匀速滑下，此时物体的重力分力就等于物体所受的摩擦力。
③平衡摩擦力后，当小车的质量发生改变时，不用再平衡摩擦力。这是由于，等式的两边质量可以抵消，即与物体的质量大小没有关系。
要点四、如何处理实验数据
本实验的数据处理可以采用计算法和图象法两种不同的方法：
1．计算法
测得加速度或加速度之比（等于位移之比）后，通过计算看看是否满足
、
2．图象法
测得加速度后，用拉力F为横坐标，加速度a为纵坐标，描绘a—F图象，看看图象是否为过原点的倾斜直线；用为横坐标，加速度a为纵坐标，描绘a—图象，看看图象是否为过原点的倾斜直线。或者在测得加速度之比（等于位移之比）后，用两车拉力之比F2/F1为横坐标，两车位移之比x2/x1表示加速度之比a2/a1为纵坐标，描绘a—F图象，看看图象是否为过原点的倾斜直线；用m1/m2为横坐标，加速度a2/a1为纵坐标，描绘a—图象，看看图象是否为过原点的倾斜直线。
要点五、实验注意事项
1．牵引小车的砝码应有10g、20g、50g等规格。没有小规格砝码，可用沙桶装沙替代，质量用天平称量。
2．探究加速度与力的关系：小车质量为200g，两车上面均可加100g左右的砝码。保持其中一个小车所挂砝码不变（如20g），另一小车所挂砝码逐渐加大，但不要过大。砝码质量过大，会使图象线性变差。
3．探究加速度与质量的关系：一车质量固定为300g，另一车质量可自200g起，逐次增加砝码至。牵引小车的砝码以为宜。小车质量过大，夹子不容易夹住车后拖线，造成位移误差。
4．小车后所系线绳要用适当粗些的棉绳，当夹子夹住线绳时不会滑动。如果用表面较光滑的尼龙绳，当夹子闭合时线绳还会被小车拖一段距离才会停住。解决的办法可在尼龙绳上擦一些松香，以增大线绳与夹子之间的摩擦力。
5．选择口宽、弹力大的夹子，使夹子张开和闭合动作要迅捷有力。动作缓慢，会使某些夹子张开夹口时两侧张开的程度不一样，张开较小的一侧所控制的小车拖绳受阻，影响到小车运动。
6．注意小车运动停止的位置不能与定滑轮相碰。实验中如果小车碰到定滑轮才松手让夹子夹住拖线，则与定滑轮相碰的小车位移偏小而产生误差。
要点六、实验误差分析
因实验原理不完善引起的误差．
本实验用砂和砂桶的总重力代替小车的拉力，而实际小车所受的拉力要小于砂和砂桶的总重力．砂和砂桶的总质量越接近小车和砝码的总质量，误差越大；反之，砂和砂桶的总质量越小于小车和砝码的总质量，由此引起的误差就越小．因此，满足砂和砂桶的总质量m远小于小车和砝码的总质量M的目的就是为了减小因实验原理不完善而引起的误差．此误差可因而减小，但不可能消除此误差．证明如下：
小车和砂桶的受力情况如图所示．
对小车：， ①
对砂桶：， ②
解得：．
可见当时时，．
【说明】上面的证明在这里讲的目的，旨在使同学们懂得为什么实验中要，不要求同学们会处理这类问题．这个问题在学完本章后来体会就更好．
2.平衡摩擦不准造成误差．
实验原理中设定为光滑水平面情形，所以实验中应平衡摩擦力，若未平衡摩擦力或平衡不当就会带来系统误差．
①如出现图(甲)中①的直线，说明平衡摩擦力时，平衡过大了．即拉力F＝0时，已产生加速度，其加速度是由多余重力的分力形成的．

出现图(甲)中②的直线，说明平衡摩擦力不够，因为拉力大于F0时才产生加速度．
②出现图(乙)中①②直线的原因分析如下：
平衡摩擦力后，小车在木板上的受力应有(*)，其中F为绳拉力，θ为木板与水平面间的夹角．
若未平衡摩擦力，则θ＝0，(*)式为，F一定，只有m小到一定程度，即大到一定程度，才有，才能产生加速度．由图(乙)知，②线为未平衡摩擦造成的误差．
若平衡摩擦过大，小车在木板上的受力应有，当，即时，式中F作为小量，可略去，将(*)式整理得，说明①线为平衡摩擦力过大造成的误差．
【说明】平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码的质量还是改变小车和砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力．
3.实验操作造成的误差
质量测量不准确、计数点间的间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差．
【典型例题】
类型一、对控制变量法的理解
例1．利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系，下列说法中正确的是（ ）
A．保持小车所受拉力不变，只改变小车的质量，就可以探究加速度与力、质量的关系
B．保持小车质量不变，只改变小车的拉力，就可以探究加速度与力、质量之间的关系
C．先保持小车所受拉力不变，研究加速度与力的关系；再保持小车质量不变，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系
D．先保持小车质量不变，研究加速度与力的关系；再保持小车受力不变，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系
【答案】D
【解析】对于加速度与力、质量的关系，应先保持小车质量不变，研究加速度与力的关系；再保持小车受力不变，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系。
【总结升华】控制变量法就是控制某一物理量，研究剩余量之间的关系，它是研究多个变量常用的方法。
举一反三
【变式】在“探究加速度与力、质量的关系”的实验时：
（1）我们已经知道，物体的加速度（a）同时跟合外力（F）和质量（m）两个因素有关。要研究这三个物理量之间的定量关系的基本思路是 ；
（2）小薇同学想用砂和砂桶的重力表示小车受到的合外力，为了减少这种做法而带来的实验误差，你认为在实验中还应该采取的两项措施是：
a． ______________________________；b． ____________________________ 。
（3）小薇同学利用实验中打出的纸带求加速度时，处理方案有两种：a．利用公式计算；b．根据利用逐差法计算。两种方案中，你认为选择方案_________比较合理，而另一种方案不合理的理由是_________________________________________。
【答案】（1）先保持m不变，研究a与F的关系，再保持F不变，研究a与m的关系；
（2）a．把木板的末端垫起适当高度以平衡摩擦力；
b．砂和桶的质量远小于小车质量；
（3）b；纸带开始一段的点分布密集，位移的测量误差大
类型二、对实验操作的考查
例2、(2019 临忻市期末考) 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，采用如图甲所示的实验装置．为消除摩擦力的影响，实验前必须平衡摩擦力．小王同学为平衡摩擦力这样操作：将小车静止地放水平长木板上，然后把木板不带滑轮的一端垫高，直至小车沿木板向下滑动．如图乙所示，请问这位同学的操作是否正确？如果不正确，当如何进行？
【答案】该同学的操作不正确，应该这样操作；慢慢调节木板不带定滑轮的一端，直到给小车一定的初速度，打点计时器在与小车连接的纸带上打下一系列间隔大致相等的点，即小车沿木板作匀速直线运动．
【解析】该同学的操作不正确，应该这样操作；慢慢调节木板不带定滑轮的一端，直到给小车一定的初速度，打点计时器在与小车连接的纸带上打下一系列间隔大致相等的点，即小车沿木板作匀速直线运动．
【总结升华】在“验证牛顿第二定律”的实验用控制变量法，本实验只有在满足平衡摩擦力和小车质量远大于钩码质量的双重条件下，才能用钩码重力代替小车所受的合力，同时加强基础物理知识在实验中的应用，加强解决实验问题的能力．
举一反三
【变式】在探究“加速度与力、质量的关系”的活动中：某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装如图所示。请你指出该装置中的错误或不妥之处：
。
【答案】打点计时器不应使用干电池，应使用交流电源；
实验中没有平衡小车的摩擦力；
小车初始位置离打点计时器太远
类型三、对图象的考查
例3．在“探究加速度与力、质量的关系”这一实验中，有两位同学通过测量，分别作出a一F图象，如图（a）（b）中的A、B线所示；试分析：
??(1)??A线不通过坐标原点的原因是 ；
??(2)??B线不通过坐标原点的原因是 。
【答案】(1)??A线在F轴上有一定的截距，表明F达到一定的值后小车才开始有加速度，这是没有平衡摩擦力，或平衡摩擦力不够引起的。
(2)??B线在a轴上有一定的截距，表明F为0，即不加F时小车已经有了一定的加速度，这是平衡摩擦力时木板倾角θ太大，即平衡摩擦力过度引起的。
【总结升华】从图线在坐标轴上截距的物理意义着手分析。运用图象分析实验误差原因，这是实验探究中一项很重要的能力。
举一反三
【变式】（2019 云南校级学业考试）在探究加速度与力、质量的关系的实验中，某同学得到以下实验图线A、B，其中描述加速度与质量的关系图线是 ，加速度与力的关系图线是 。
【答案】B；A.
【解析】在探究加速度与力、质量关系的实验中，保持拉力的大小不变，描述加速度与质量关系的图线是B；
保持小车质量不变，加速度与力成正比，描述加速度与力的关系图线是A。
【牛顿运动定律实验专题 例2】
【变式2】做“验证牛顿第二定律”实验，甲同学根据实验数据画出的小车的加速度a和小车所受拉力F的图像为图中的直线Ⅰ，乙同学画出的a—F图像为下图中的直线Ⅱ．直线Ⅰ、Ⅱ在纵轴或横轴上的截距较大，明显超出了误差范围，下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释，其中可能正确的是（ 　）
A、实验前甲同学没有平衡摩擦力；
B、甲同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了；
C、实验前乙同学没有平衡摩擦力；
D、乙同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了．
【答案】BC
类型四、对数据的处理
例4．某同学利用实验装置研究a与F之间的关系，测得小车的加速度a和拉力F的数据见下表：
F/N
0.20
0.30
0.40
0.50
0.10
0.21
0.29
0.40
(1)根据表中数据在图(甲)中画出a-F的图线；
(2)结合实验装置，说明图线不过原点的原因是什么?如何进行改正?
【答案】(1)根据表中数据在坐标系中描点，并用一条直线来拟合这些点，如图(乙)所示．
(2)图线与F轴交于0.1 N处，说明拉力F小于0.1 N时，小车静止不动(a＝0)，这是由于实验中未平衡摩擦力或平衡摩擦力时斜面倾角过小造成的，应增大斜面倾角．
【解析】实验中我们认为小盘和砝码的重力等于小车所受的合力，没有考虑摩擦阻力对小车运动的影响，所以实验中如果未平衡摩擦力或平衡摩擦力不当都将导致a-F图线不过原点．
举一反三
【变式1】某同学在实验中保持拉力不变，得到了小车加速度随质量变化的一组数据，如表所示：
请在图中方格纸中建立合适坐标，并画出能直观反映出加速度与质量关系的图线．
【解析】a与m成反比实际上就是a与成正比，以a为纵坐标．以为横坐标建立坐标系，选取适当的标度，描出坐标点，连线得到图象如图所示．

【牛顿运动定律实验专题 例4】
【变式2】某同学采用如图所示的装置验证规律：“物体质量一定，其加速度与所受合力成正比”。
①该同学是采用v－t图象来求加速度的。图中为实验中打出的一条纸带的一部分，纸带上标出了连续的3个计数点，依次为B、C、D，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。打点计时器打C点时，小车的速度为 m/s；
② 其余各点的速度都标在了v－t坐标系中，如图所示。t=0.10s时，打点计时器恰好打B点。请你将①中所得结果标在如图所示的坐标系中，并作出小车运动的v－t图线；利用图线求出小车此次运动的加速度a = _______m/s2；
③ 最终该同学所得小车运动的a－F图线如图所示，从图中我们看出图线是一条经过原点的直线。根据图线可以确定下列说法中不正确的是（ ）
A．本实验中小车质量一定时，其加速度与所受合力成正比
B．小车的加速度可能大于重力加速度g
C．可以确定小车的质量约为0.50kg
D．实验中配重的质量m远小于小车的质量 M
【答案】 B
例5、（2019 全国高考改编）某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系．图中置于试验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮：轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码．本实验中可用的钩码共有N=5个，每个质量均为0.010kg．实验步骤如下：
（1）将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物快，使小车（和钩码）可以在木板上匀速下滑．
（2）将n（依次取n=1，2，3，4，5）个钩码挂在轻绳右端，其余N﹣n个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行．释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制s﹣t图象，经数据处理后可得到相应的加速度a．
（3）对应于不同的n的a值见下表．n=2时的s﹣t图象如图（b）所示：由图（b）求出此时小车的加速度（保留2位有效数字），将结果填入下表．
n
1
2
3
4
5
a/m?s﹣2
0.20
　 　
0.58
0.78
1.00
（4）利用表中的数据在图（c）中补齐数据点，并作出a﹣n图象．从图象可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比．
（5）利用a﹣n图象求得小车（空载）的质量为　 　kg（保留2位有效数字，重力加速度取g=9.8 m?s﹣2）．
（6）若以“保持木板水平”来代替步骤（1），下列说法正确的是　 　（填入正确选项钱的标号）
A．a﹣n图线不再是直线
B．a﹣n图线仍是直线，但该直线不过原点
C．a﹣n图线仍是直线，但该直线的斜率变大
【解析】（3）物体做匀加速直线运动，对应的x﹣t图象为曲线，由图象可知，当t=2.0s时，位移为：x=0.80m；
则由，代入数据得：a=0.40m/s2；
（4）在图C中作出点（2，0.40），并用直线将各点相连，如图所示；
（5）设空载车的质量为m，单个钩码质量为m0
由图c可知，当n=4时，加速度为0.78m/s2，
由牛顿第二定律可知：
代入数据：4×0.01×9.8=（m+5×0.01）×0.78
解得：m=0.45kg；
（6）若木板水平，则物体将受到木板的摩擦力；则有：；
故说明图象仍为直线，但不再过原点；并且斜率增大；故BC正确；
故答案为：（3）0.40； （4）如图所示；（5）0.45；BC．
【总结升华】本题考查验证牛顿第二定律的实验，要求能明确实验原理，认真分析各步骤，从而明确实验方法；同时注意掌握图象的性质，能根据图象进行分析，明确对应规律的正确应用．
【巩固练习】
一、选择题：
1．如图所示是根据探究加速度与力的关系的实验数据描绘的a-F图象，下列说法正确的是( )
A．三条倾斜直线所对应的小车和砝码的质量相同
B．三条倾斜直线所对应的小车和砝码的质量不同
C．直线1所对应的小车和砝码的质量最大
D．直线3所对应的小车和砝码的质量最大
2．如图所示是某些同学根据实验数据画出的图象，下列说法中正确的是( )
A．形成图甲的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大
B．形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小
C．形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大
D．形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小
3．在“探究加速度与力、质量关系”的实验中：某小组的几位同学在讨论制定实验方案时分别提出以下几点意见，你认为不正确的是（ ）
A．实验中一定要测出加速度的具体数值
B．实验中也可不测加速度的具体数值，只要测出不同情况下加速度的比值就行了
C．若要验证“加速度与力的平方成正比”这一猜想，在作图线时最好以F2为横坐标
D．不管是在探究加速度与力的关系时还是在探究加速度与质量关系时，所要测量的物理量都是3个
4．在《探究加速度与力、质量的关系》实验中，要采用控制变量法来进行研究，实验装置如图所示。在实验中，要把平板右端垫高一些，以平衡摩擦力，使小车受到合力等于绳对小车的拉力，且认为绳的拉力等于砂和桶的总重力mg。（小车的总质量为M，重力加速度为g）对于本实验，以下说法中正确的是（ ）
A．砂和桶的总质量m要远大于小车的总质量M
B．每次改变小车质量后，需要重新平衡摩擦力
C．小车的加速度可用a=mg/M求解
D．为了形象直观探究小车加速度a与小车总质量M的关系，应做出a–1/M图象
5、（2019 枣庄市期末考）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图所示的装置．则下列说法中正确的是 （ ）
A． 本实验主要采用控制变量的方法来研究加速度与力、质量的关系
B． 在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量
C． 在探究加速度与质量的关系时作出图象容易更直观判断出二者间的关系
D． 无论在什么条件下，细线对小车的拉力大小总等于砝码盘和砝码的总重力大小．
6、（2019 临忻市期末考）在“探究加速度与力的关系”时，采用如图所示的实验装置．为消除摩擦力的影响，实验前必须平衡摩擦力．小王同学为平衡摩擦力这样操作：将小车静止地放水平长木板上，然后把木板不带滑轮的一端垫高，直至小车沿木板向下滑动，然后保持小车的质量不变，改变小桶中砝码的质量（但保证小桶和砝码的总质量始终远远小于小车的质量），从而改变对小车的拉力F，得到的a﹣F图线是图中的（ ）
A． B． C． D．
7、（2019 金坛市校级模拟）“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示．实验中，为使小车运动时所受的拉力近似等于盘和重物的总重力，则盘和重物的总质量m与小车的质量M应满足的关系是（　　）
A．m远大于M B．m远小于M C．m略大于M D．m略小于M
8、（2019 徐州模拟） “探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．打点计时器应使用低压直流电源
B．应将木板左端适当垫高平衡小车受到的摩擦力
C．释放小车的同时接通打点计时器的电源
D．应尽量保证小车的总质量远大于沙和桶的总质量
二、解答题：
1、（2019 泰安市期末考）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，带滑轮的长木板水平放置．
①在该实验中必须采用控制变量法，应保持 不变；改变所挂钩码的数量，多次重复测量，在某次实验中根据测得的多组数据可画出a﹣F关系图线（如图2所示）。
②分析此图线，CA段不过原点的可能原因是：
③此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是（ ）
A．所挂钩码的总质量太大
B．所用木块的质量太大
C．导轨保持了水平状态
D．木块与导轨之间存在摩擦．
2．在探究加速度与物体质量、物体受力的关系的实验中，得到下边的图象，图线A的产生原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；图线B的产生原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。为使实验成功，对A的调整方法是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，对B的调整方法是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
3．在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中，某小组设计了如图甲所示的实验装置，图中上下两层水平轨道表面光滑。两小车前端系上细线，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，然后同时停止。
（1）在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使_______________________________；在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量_________小车的质量。（选填“远大于”、“远小于”、“等于”）
（2）本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能这样比较，是因为______________________________________。
（3）在第1次实验中小车I从图乙中的A点运动到B点，其运行的距离为 cm。
4．实验室给同学们提供了如下实验器材：滑轮小车、小木块、长木板、秒表、砝码、弹簧秤、直尺，要求同学们用它们来他们来探究加速度与力、质量之间的关系。
（1）实验中因涉及的物理量较多，须采用控制变量的方法来完成该实验，即：先保持______不变，验证物体_________越小加速度越大；再保持__________不变，验证物体_______越大，加速度越大。
（2）某同学的做法是：将长木板的一端放在小木块上构成一斜面，用小木块改变斜面的倾角，保持滑轮小车的质量不变，让小车沿不同倾角的斜面由顶端无初速释放，用秒表记录小车滑到底端的时间。试回答下列问题：
①改变斜面倾角的目的是__________________________________________________；
②用秒表记录小车下滑相同距离（从斜面顶端到底端）所花的时间，而不是记录下滑相同时间所对应的下滑距离，这样做的好处是________________________________________。
（3）利用打点计时器来记录滑轮小车的运动情况。某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了O、A、B、C、D、E、F共7个计数点（图中每相邻两个记数点间还有四个打点记时器打下的点未画出），打点计时器接的是50HZ的低压交流电源。他将一把毫米刻度尺放在纸上，其零刻度和记数点O对齐。
①下表是某同学从刻度尺上直接读取数据的记录表，其中最后两栏他未完成，请你帮他完成
线段
OA
…
…
…
数据（cm）
…
…
…
…
②由以上数据可计算出打点计时器在打A、B、C、D、E各点时物体的速度，其中打E点的速度vE=________m/s（取三位有效数字）
③如某同学已求得A、B、C、D四点的瞬时速度分别为0.078m/s、0.12m/s、0.16m/s、0.20m/s。试根据以上数据和你求得的E点速度在下面所给的坐标中，作出v-t图象。要求标明坐标及其单位，坐标的标度值（即以多少小格为一个单位）大小要取得合适，使作图和读数方便，并尽量充分利用坐标纸。从图象中求得物体的加速度a=______m/s2（取两位有效数字）。
④若交流电的频率略大于50Hz，测得的加速度比真实值______。（填“偏小”或“偏大””）
5. 为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图所示)．实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力．
(1)往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车________(填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点．
(2)从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表：

请根据实验数据作出小车的v-t图象．

(3)通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增大，小车所受的空气阻力将变大．你是否同意他的观点?请根据v-t图象简要阐述理由．
【答案与解析】
一、选择题：
1．B、C、D
解析：平衡摩擦力时，不能把砝码盘通过定滑轮拴在小车上，应只让小车连着纸带，在木板上做匀速运动即可．
2．D
解析：探究加速度与力、质量的关系时，先使质量不变，研究加速度与力的关系；再使受力不变，研究加速度与质量的关系，最后总结出加速度与力、质量的关系．所以，只有选项D正确．
3．AD
解析：实验中也可不测加速度的具体数值，测出不同情况下加速度的比值也行；在探究加速度与力的关系时还是在探究加速度与质量关系时，所需测量的只有两个量。
4． CD
解析：砂和桶的总质量m要远小于小车的总质量M，只有在这种情况下，才能用砂和桶的总重力认为等于绳的拉力。平衡摩擦力后，根据，两边都有质量可以相消，也就是说与质量大小没有关系，因此，每次改变小车质量后，不需要重新平衡摩擦力。
5、AC
A、在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，需先控制一个物理量不变，研究另外两个物理量的关系，该方法为控制变量法．故A正确．
B、在探究加速度与外力的关系时，用保持小车的质量不变，改变砝码盘和砝码的总质量．故B错误．
C、在探究加速度与质量的关系时作出图象容易更直观判断出二者间的关系，故C正确．
D、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．故D错误．
故选：AC．
6、A
解析：当小车上还没有挂砂和砂桶时，小车应该就已经有加速度了，由于平衡摩擦力过度，因此图象在纵轴上有截距．故A正确，B、C、D错误．
故选：A．
7、B
解析：以整体为研究对象，根据牛顿第二定律有：，解得：，
以M为研究对象，得绳子的拉力为：
显然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力．
故选：B．
8、D
解析：A、打点计时器应使用低压交流电源，故A错误；
B、应将木板右端适当垫高平衡小车受到的摩擦力．故B错误．
C、实验时应先接通电源后释放小车，故C错误；
D、让小车的质量m1远远大于沙和桶的总质量m2，因为：际上绳子的拉力F=，故应该是：
m2＜＜m1，即实验中应满足沙和桶的总质量远小于小车的质量，故D正确．
故选：D．
二、解答题：
1、（1）木块质量；（2）①未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；②A
解析：（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持木块质量不变；
（2）①当拉力F已经不为零时，木块仍然没有产生加速度，故原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；
②此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是不再满足钩码的质量远远小于小木块的质量，即所挂钩码的总质量太大；
故选：A．
2．木板倾角过大；木板倾角过小；减小倾角；增大倾角
3．（1 ）细线保持水平；远小于
（2）由于两车运行的时间相同，发生的位移和加速度成正比。
（3）23.38
4．（1）合外力，质量；质量，所受合外力
（2）①改变小车所受的合外力；②记录更准确（或：更容易记录、记录误差会更小、时间更容易记录、方便记录、方便计时、位置很难记录等）
（3）①
表一
线段
OA
…
…
…
OE
OF
数据（cm）
…
…
…
…
7.00
9.50
表二
线段
OA
…
…
…
DE
EF
数据（cm）
…
…
…
…
2.25
2.50
②0.232（0.230～0.236均可以）根据
③0.42（0.38～0.46均可以）
坐标描点应正确，图象坐标标度的取值应合适
④偏大
5. (1)之前
(2)如图所示．
(3)同意．在v-t图象中，速度越大时，加速度越小，小车受到的合力越小．则小车受空气阻力越大．