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物理必修 第一册第四章 运动和力的关系3 牛顿第二定律授课课件ppt
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这是一份物理必修 第一册第四章 运动和力的关系3 牛顿第二定律授课课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了根据逐差法得，补偿阻力不足，专题强化练，基础强化练，答案见解析图，小车和砝码总质量，的倒数，沙和沙桶的总质量，能力综合练，BCD等内容，欢迎下载使用。
1.进一步理解探究加速度与力、质量的关系的实验方法(重点)。2.会利用牛顿第二定律分析实验数据和实验误差(难点)。
1.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，为什么当槽码质量远小于小车质量时，绳子的拉力接近于槽码的重力？
答案 对小车有FT＝Ma对槽码有mg－FT＝ma
故当M≫m时，FT＝mg。
2.在探究加速度与力、质量的关系实验时，当小车质量一定时，我们得出的a-F图像如图所示，请分析出现问题的原因？
答案 ①是因为补偿阻力过度②是因为补偿阻力不彻底或未补偿阻力③发生弯曲的原因是随着F的增大，不再满足小车质量远大于槽码质量。
(2022·菏泽市高一期末)某同学用带有滑轮的木板、小车、打点计时器、沙和沙桶等，做“探究物体的加速度与力的关系”的实验。
(1)图甲为其安装的实验装置，在该装置中有一处明显的错误，是____处(选填“a”“b”“c”或“d”)；
木板带滑轮的一端应该放在桌子边缘，则错误之处是a。
(2)纠正错误后，正确实验中打出了一条纸带，从比较清晰的点开始，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间有4个点没有标出，测出各计数点到A点的距离，如图乙所示。已知打点计时器工作电源的频率为50 Hz，则此次实验中打C点时小车运动的速度vC＝______ m/s，小车的加速度a＝______ m/s2(结果保留两位有效数字)；
相邻两计数点之间的时间间隔为T＝5×0.02 s＝0.1 s
(3)实验时改变桶内沙的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度，根据测得的多组数据画出aF关系图像，如图丙中实线所示。图线的上端明显向下弯曲，造成此现象的主要原因是_____。A.小车与平面轨道之间存在摩擦B.平面轨道倾斜角度过大C.沙和沙桶的总质量过大D.所用小车的质量过大
根据牛顿第二定律，对沙和沙桶有mg－F＝ma对小车有F＝Ma
本实验是把沙和沙桶的重力当作小车所受的合力，a与F成线性关系。而根据F＝ 可知，只有m≪M时才成立。故A、B、D错误，C正确。
(2023·淮安市高一期末)为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图甲所示的实验装置。
(1)以下实验操作正确的是________。A.将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在砝码及砝码盘的牵引下恰 好做匀速运动B.调节滑轮的高度，使细线与木板平行C.先接通电源，后释放小车D.实验中小车的加速度越大越好
将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂砝码及砝码盘的情况下使小车恰好做匀速运动，以使小车重力沿木板的分力和摩擦力抵消，那么小车所受的合力就是细线的拉力，A错误；细线的拉力为小车所受的合力，所以应调节定滑轮的高度，使细线与木板平行，B正确；
实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放，先接通电源，后释放小车，C正确；实验时，为了减小实验的误差，小车的加速度应适当大一些，但不是越大越好，D错误。
(2)在实验中得到一条如图乙所示的纸带，已知相邻的计数点间的时间间隔为T＝0.1 s，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出，分别为3.09 cm、3.43 cm、3.77 cm、4.10 cm、4.44 cm、4.77 cm，则打C点时，小车速度大小vC＝________ m/s，小车加速度大小a＝________ m/s2。(结果均保留2位有效数字)
(3)有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他们在木板水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图丙所示，图线______(填“①”或“②”)是在木板倾斜情况下得到的，小车及车中砝码的总质量m＝______kg。
由图线①可知，当F＝0时，a≠0，也就是说当细线上没有拉力时，小车就有加速度，所以图线①是木板倾斜情况下得到的，根据F＝ma得a-F图像的斜率k＝由a-F图像得图像斜率k＝2 kg－1，所以m＝0.5 kg。
(2023·南通市高一统考期末)某实验小组利用如图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，单个钩码的质量为m，打点计时器所接的交流电源的频率为50 Hz，动滑轮质量不计，实验步骤如下：
①按图甲所示安装好实验装置(未挂钩码)，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直②调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动
③挂上钩码，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度，读出弹簧测力计的示数④改变钩码的数量，重复步骤③，求得小车在不同拉力作用下的加速度
根据上述实验过程，回答以下问题：(1)对于上述实验，下列说法正确的是______。A.钩码的质量应远小于小车的质量B.实验过程中钩码处于超重状态C.与小车相连的细线与长木板一定要平行D.弹簧测力计的读数应为钩码重力的一半
由于拉力能够由弹簧测力计测出，所以不需要钩码的质量远小于小车的质量，故A错误；在实验过程中，钩码向下加速运动，处于失重状态，弹簧测力计的读数小于钩码重力的一半，故B、D错误；与小车相连的细线与长木板一定要平行，保持小车合力方向不变，故C正确。
(2)实验中打出的一条纸带如图乙所示，图中相邻两计数点间还有4个点未画出，由该纸带可求得小车的加速度a＝________ m/s2。(结果保留两位小数)
相邻两计数点间还有4个点未画出，则T＝0.1 s
(3)若交流电的实际频率小于50 Hz，则(2)中a的计算结果与实际值相比________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
交流电的实际频率小于50 Hz，则实际周期变大，代入的周期偏小，测量的加速度偏大。
(4)若实验步骤②中，让长木板水平放置，没有补偿阻力，其余实验步骤不变且操作正确，以弹簧测力计的示数F为纵坐标，以加速度a为横坐标，得到如图丙所示的纵轴截距为b、斜率为k的一条倾斜直线，重力加
速度为g，忽略滑轮与细线之间的摩擦以及纸带与限位孔之间的摩擦，则小车和长木板之间的动摩擦因数μ＝_____。
根据牛顿第二定律有F－μMg＝Ma，整理得F＝μMg＋Ma
(2022·烟台市高一期末)做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，某实验小组采用如图甲所示的实验装置。实验小组在长木板上B点处安装了一个光电门，在小车上固定一遮光条，宽度为d，一端连着小车的细线另一端绕过定滑轮与力传感器相连，力传感器下方悬挂槽码。
(1)下列实验操作和要求必要的是______(选填选项前的字母)；A.该实验操作前要补偿阻力B.该实验操作前不需要补偿阻力C.应使A位置与光电门之间的距离适当大些D.应使小车质量远大于槽码和力传感器的总 质量
该实验操作前要补偿阻力，使细线的拉力等于小车所受的合外力，故A正确，B错误；应使A位置与光电门之间的距离适当大些，故C正确；传感器可以直接读取拉力，故不需要满足小车质量远大于槽码和力传感器的总质量，故D错误；
(2)实验时，在力传感器下端挂上槽码，另一端通过细线连接小车。调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细线与木板平行。将小车从长木板上的A点处由静止释放，读出遮光条通过B点处光电门的时间t和力传感器示数F，用毫米刻度尺量出小车释放点A点处到B点处光电门的距离L，根据以上测量数据计算得出加速度的表达式为______(用题中测量的物理量字母表示)；
由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度，故小车过B点时的速度
根据速度位移关系公式有vB2＝2aL
(3)保持小车的质量不变，通过增加槽码的个数来改变小车所受合外力大小，重复实验几次，记录多组实验数据。(4)实验小组根据记录的多组F的实验数据和计算得到的加速度a的数值，画出了如图乙所示的a-F图像。图像不过原点的主要原因是____________，为了使实验结果更准确，需要把甲图中的垫块向_____(选填“右”或“左”)移动。
根据题图可知，拉力达到一定值，才有加速度，所以不过原点的主要原因是补偿阻力时，木板倾角偏小，即补偿阻力不足。为了使实验结果更准确，需要把题图甲中的垫块向右移动。
1.某同学利用如图甲所示的实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验。
(1)如图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，纸带上标出了连续的5个计数点，依次为A、B、C、D和E，相邻两计数点之间还有4个点没有标出，已知打点计时器所使用的交变电源的频率为50 Hz。由纸带量出相邻的计数点之间的距离分别为xAB＝4.22 cm、xBC＝4.65 cm、xCD＝5.08 cm、xDE＝5.49 cm，打点计时器打下C点时，小车的速度大小为______ m/s，小车的加速度大小为______ m/s2。(结果均保留两位有效数字)
两计数点间的时间间隔T＝0.1 s，C点的瞬时速度等于BD段的平均速度，故有：
根据逐差法求得加速度大小为：
(2)该同学“探究所受合外力不变，小车加速度与质量的关系”时，作出如图丙所示的图像，由图像可知，小车受到的合外力的大小是_____ N。
2.在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，保持小车和砝码的总质量不变，测得小车的加速度a和拉力F的数据如表所示。
(1)根据表中的数据在如图所示的坐标系中作出a-F图像。
根据数据在所给坐标系中准确描点，作出的a-F图像如图所示。
(2)图像斜率的物理意义是___________________________。
根据F＝Ma可以判断a-F图像斜率表示小车和砝码总质量的倒数。
(3)小车和砝码的总质量为_____ kg。
(4)图线(或延长线)在F轴上的截距的物理意义是_______________________。
小车受到的阻力为0.1 N
由a-F图像可知，当力F＝0.1 N时，小车开始运动，说明小车受到的阻力为0.1 N。
3.(2023·南通市高一统考期末)某同学用如图甲所示装置探究“在外力一定时，物体的加速度与其质量之间的关系”。已知当地的重力加速度为g，打点计时器所接交流电的频率为50 Hz。(1)实验时，不必要的操作是______。A.用秒表测出小车运动的时间B.将带滑轮的长木板右端垫高以补偿阻力C.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车
打点计时器本身就是计时仪器，不需要用秒表测出小车运动的时间，选项A不必要。
(2)图乙为某次实验中打出的一条纸带，确定出O、A、B、C、D、E、F共7个计数点，图中标出相邻计数点间的距离，每两个相邻的计数点之间还有1个计时点未画出。由该纸带可求得小车的加速度为______ m/s2。(结果保留3位有效数字)
每两个相邻的计数点之间还有1个计时点未画出，则T＝0.04 s，则加速度为
(3)测出小车和车上砝码的总质量M和对应的加速度a，该同学作出如图丙中实线所示的a- 图线，图线偏离直线的主要原因是________________________________________________________，图线中a0＝____。
未满足沙和沙桶的总质量m远小于小
车和车上砝码的总质量M
设沙和沙桶的总质量为m，由牛顿第二定律可得：mg－FT＝ma，FT＝Ma，联立解得a＝只有当m远小于M时，a- 图线才成线性关系，所以出现图中的图线偏离直线的主要原因是未满足沙和沙桶的总质量m远小于小车和车上砝码的总质量M；由上述分析可知，当 →∞即M→0时a0＝g
(4)该同学调整了图像的横纵坐标，描绘出如图丁所示的M- 图像，图像中纵轴上的截距为－b，则b的物理意义是___________________。
可知绘出的M- 图像中纵轴上的截距为－b，则b的物理意义是沙和沙桶的总质量。
4.(2022·昆明市高一期末)某同学探究加速度与力的关系的实验装置示意图如图所示，在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一宽度为d的窄遮光条，由数字计时器可读出遮光条通过光电门的时间。该同学直接用细线跨过定滑轮把滑块和钩码连接起来，每次滑块都从A处由静止释放。
(1)实验前先调节气垫导轨下面的螺钉，在不挂钩码时，轻轻推动滑块使之恰好能_______运动，则说明气垫导轨已经调至水平。
实验前先调节气垫导轨下面的螺钉，在不挂钩码时，轻轻推动滑块使之恰好能匀速运动，则说明气垫导轨已经调至水平。
(2)实验时，该同学首先将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间Δt，用刻度尺测量A位置与光电门间的距离L，则滑块的加速度为________。
滑块在B点的速度为v＝ ，根据运动学公式v2＝2aL解得a＝ 。
(3)该同学通过改变钩码的个数来改变滑块所受的合外力，实验时又测量出所挂钩码的质量m和滑块的质量M，正确操作后，实验得到的加速度a随合外力F变化的关系图像可能是____。
因为气垫导轨已经调至水平，所以图像通过坐标原点；又因为随着钩码个数增多不再满足钩码的质量远远小于滑块的质量，所以图像末端发生弯曲；又因为滑块的加速度不能超过重力加速度，所以图像向下弯曲，故选B。
5.为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图甲所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为沙和沙桶的质量。(滑轮质量不计)
(1)实验时，一定要进行的操作是________。A.用天平测出沙和沙桶的质量B.将带滑轮的长木板右端垫高， 以补偿阻力C.小车靠近打点计时器，先接 通打点计时器的电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测 力计的示数D.改变沙和沙桶的质量，打出几条纸带E.为减小误差，实验中一定要保证沙和沙桶的质量m远小于小车的质量M
本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使砂和砂桶的质量远小于车的质量，故A、E错误；该题是弹簧测力计测出拉力大小，从而表示小车受到的合外力大小，应将带滑轮的长木板右端垫高，以补偿阻力，故B正确；
小车靠近打点计时器，打点计时器使用时，先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究质量一定时加速度与力的关系，要记录弹簧测力计的示数，故C正确；改变砂和砂桶的质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度a随F变化的关系，故D正确。
(2)该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带(两计数点间还有两个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为______ m/s2(结果保留两位有效数字)。
由于两计数点间还有两个点没有画出，则相邻计数点之间的时间间隔T＝0.06 s根据逐差法Δx＝aT2
(3)以弹簧测力计的示数F为横轴，加速度a为纵轴，画出的a-F图像是一条直线，如图丙所示，图线与横轴的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为______。
由牛顿第二定律得2F＝Ma
故A、B、C错误，D正确。
6.(2023·烟台二中高一期中)某实验小组探究物块加速度a与拉力F的关系的实验装置如图甲所示，物块上方安装有一宽度为d的遮光片，前端安装一力传感器，可显示物块受到的拉力F大小。细线一端连接力传感器，另一端通过定滑轮悬挂钩码，实验中细线始终保持与长木板平行。在长木板上相距为L的A、B两个位置分别安装光电门，能够显示物块通过A、B两位置时的挡光时间。保持物块、遮光片及力传感器的总质量不变，改变所挂钩码的个数，进行多次实验，整个实验过程中长木板始终保持水平。
(1)某次实验记录，物块由静止释放，先后通过A、B两位置时的挡光时间分别为tA、tB，则物块通过A位置时的速度为_____，物块的加速度为____________(用题目中所给字母表示)；
(2)该小组通过多次实验，作出a-F图像，得到的图线如图乙所示，该图像不过坐标原点，原因为_______________________，已知物块、遮光片及力传感器的总质量为M，当地的重力加速度为g，则物块与长木板之间的动摩擦因数为_____。
对物块，由牛顿第二定律有F－μMg＝Ma
图像不过坐标原点，即拉力不为零时，加速度为零，说明物块与长木板间有阻力；根据题图乙可知μMg＝F0
1.进一步理解探究加速度与力、质量的关系的实验方法(重点)。2.会利用牛顿第二定律分析实验数据和实验误差(难点)。
1.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，为什么当槽码质量远小于小车质量时，绳子的拉力接近于槽码的重力？
答案 对小车有FT＝Ma对槽码有mg－FT＝ma
故当M≫m时，FT＝mg。
2.在探究加速度与力、质量的关系实验时，当小车质量一定时，我们得出的a-F图像如图所示，请分析出现问题的原因？
答案 ①是因为补偿阻力过度②是因为补偿阻力不彻底或未补偿阻力③发生弯曲的原因是随着F的增大，不再满足小车质量远大于槽码质量。
(2022·菏泽市高一期末)某同学用带有滑轮的木板、小车、打点计时器、沙和沙桶等，做“探究物体的加速度与力的关系”的实验。
(1)图甲为其安装的实验装置，在该装置中有一处明显的错误，是____处(选填“a”“b”“c”或“d”)；
木板带滑轮的一端应该放在桌子边缘，则错误之处是a。
(2)纠正错误后，正确实验中打出了一条纸带，从比较清晰的点开始，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间有4个点没有标出，测出各计数点到A点的距离，如图乙所示。已知打点计时器工作电源的频率为50 Hz，则此次实验中打C点时小车运动的速度vC＝______ m/s，小车的加速度a＝______ m/s2(结果保留两位有效数字)；
相邻两计数点之间的时间间隔为T＝5×0.02 s＝0.1 s
(3)实验时改变桶内沙的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度，根据测得的多组数据画出aF关系图像，如图丙中实线所示。图线的上端明显向下弯曲，造成此现象的主要原因是_____。A.小车与平面轨道之间存在摩擦B.平面轨道倾斜角度过大C.沙和沙桶的总质量过大D.所用小车的质量过大
根据牛顿第二定律，对沙和沙桶有mg－F＝ma对小车有F＝Ma
本实验是把沙和沙桶的重力当作小车所受的合力，a与F成线性关系。而根据F＝ 可知，只有m≪M时才成立。故A、B、D错误，C正确。
(2023·淮安市高一期末)为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图甲所示的实验装置。
(1)以下实验操作正确的是________。A.将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在砝码及砝码盘的牵引下恰 好做匀速运动B.调节滑轮的高度，使细线与木板平行C.先接通电源，后释放小车D.实验中小车的加速度越大越好
将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂砝码及砝码盘的情况下使小车恰好做匀速运动，以使小车重力沿木板的分力和摩擦力抵消，那么小车所受的合力就是细线的拉力，A错误；细线的拉力为小车所受的合力，所以应调节定滑轮的高度，使细线与木板平行，B正确；
实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放，先接通电源，后释放小车，C正确；实验时，为了减小实验的误差，小车的加速度应适当大一些，但不是越大越好，D错误。
(2)在实验中得到一条如图乙所示的纸带，已知相邻的计数点间的时间间隔为T＝0.1 s，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出，分别为3.09 cm、3.43 cm、3.77 cm、4.10 cm、4.44 cm、4.77 cm，则打C点时，小车速度大小vC＝________ m/s，小车加速度大小a＝________ m/s2。(结果均保留2位有效数字)
(3)有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他们在木板水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图丙所示，图线______(填“①”或“②”)是在木板倾斜情况下得到的，小车及车中砝码的总质量m＝______kg。
由图线①可知，当F＝0时，a≠0，也就是说当细线上没有拉力时，小车就有加速度，所以图线①是木板倾斜情况下得到的，根据F＝ma得a-F图像的斜率k＝由a-F图像得图像斜率k＝2 kg－1，所以m＝0.5 kg。
(2023·南通市高一统考期末)某实验小组利用如图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，单个钩码的质量为m，打点计时器所接的交流电源的频率为50 Hz，动滑轮质量不计，实验步骤如下：
①按图甲所示安装好实验装置(未挂钩码)，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直②调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动
③挂上钩码，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度，读出弹簧测力计的示数④改变钩码的数量，重复步骤③，求得小车在不同拉力作用下的加速度
根据上述实验过程，回答以下问题：(1)对于上述实验，下列说法正确的是______。A.钩码的质量应远小于小车的质量B.实验过程中钩码处于超重状态C.与小车相连的细线与长木板一定要平行D.弹簧测力计的读数应为钩码重力的一半
由于拉力能够由弹簧测力计测出，所以不需要钩码的质量远小于小车的质量，故A错误；在实验过程中，钩码向下加速运动，处于失重状态，弹簧测力计的读数小于钩码重力的一半，故B、D错误；与小车相连的细线与长木板一定要平行，保持小车合力方向不变，故C正确。
(2)实验中打出的一条纸带如图乙所示，图中相邻两计数点间还有4个点未画出，由该纸带可求得小车的加速度a＝________ m/s2。(结果保留两位小数)
相邻两计数点间还有4个点未画出，则T＝0.1 s
(3)若交流电的实际频率小于50 Hz，则(2)中a的计算结果与实际值相比________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
交流电的实际频率小于50 Hz，则实际周期变大，代入的周期偏小，测量的加速度偏大。
(4)若实验步骤②中，让长木板水平放置，没有补偿阻力，其余实验步骤不变且操作正确，以弹簧测力计的示数F为纵坐标，以加速度a为横坐标，得到如图丙所示的纵轴截距为b、斜率为k的一条倾斜直线，重力加
速度为g，忽略滑轮与细线之间的摩擦以及纸带与限位孔之间的摩擦，则小车和长木板之间的动摩擦因数μ＝_____。
根据牛顿第二定律有F－μMg＝Ma，整理得F＝μMg＋Ma
(2022·烟台市高一期末)做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，某实验小组采用如图甲所示的实验装置。实验小组在长木板上B点处安装了一个光电门，在小车上固定一遮光条，宽度为d，一端连着小车的细线另一端绕过定滑轮与力传感器相连，力传感器下方悬挂槽码。
(1)下列实验操作和要求必要的是______(选填选项前的字母)；A.该实验操作前要补偿阻力B.该实验操作前不需要补偿阻力C.应使A位置与光电门之间的距离适当大些D.应使小车质量远大于槽码和力传感器的总 质量
该实验操作前要补偿阻力，使细线的拉力等于小车所受的合外力，故A正确，B错误；应使A位置与光电门之间的距离适当大些，故C正确；传感器可以直接读取拉力，故不需要满足小车质量远大于槽码和力传感器的总质量，故D错误；
(2)实验时，在力传感器下端挂上槽码，另一端通过细线连接小车。调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细线与木板平行。将小车从长木板上的A点处由静止释放，读出遮光条通过B点处光电门的时间t和力传感器示数F，用毫米刻度尺量出小车释放点A点处到B点处光电门的距离L，根据以上测量数据计算得出加速度的表达式为______(用题中测量的物理量字母表示)；
由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度，故小车过B点时的速度
根据速度位移关系公式有vB2＝2aL
(3)保持小车的质量不变，通过增加槽码的个数来改变小车所受合外力大小，重复实验几次，记录多组实验数据。(4)实验小组根据记录的多组F的实验数据和计算得到的加速度a的数值，画出了如图乙所示的a-F图像。图像不过原点的主要原因是____________，为了使实验结果更准确，需要把甲图中的垫块向_____(选填“右”或“左”)移动。
根据题图可知，拉力达到一定值，才有加速度，所以不过原点的主要原因是补偿阻力时，木板倾角偏小，即补偿阻力不足。为了使实验结果更准确，需要把题图甲中的垫块向右移动。
1.某同学利用如图甲所示的实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验。
(1)如图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，纸带上标出了连续的5个计数点，依次为A、B、C、D和E，相邻两计数点之间还有4个点没有标出，已知打点计时器所使用的交变电源的频率为50 Hz。由纸带量出相邻的计数点之间的距离分别为xAB＝4.22 cm、xBC＝4.65 cm、xCD＝5.08 cm、xDE＝5.49 cm，打点计时器打下C点时，小车的速度大小为______ m/s，小车的加速度大小为______ m/s2。(结果均保留两位有效数字)
两计数点间的时间间隔T＝0.1 s，C点的瞬时速度等于BD段的平均速度，故有：
根据逐差法求得加速度大小为：
(2)该同学“探究所受合外力不变，小车加速度与质量的关系”时，作出如图丙所示的图像，由图像可知，小车受到的合外力的大小是_____ N。
2.在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，保持小车和砝码的总质量不变，测得小车的加速度a和拉力F的数据如表所示。
(1)根据表中的数据在如图所示的坐标系中作出a-F图像。
根据数据在所给坐标系中准确描点，作出的a-F图像如图所示。
(2)图像斜率的物理意义是___________________________。
根据F＝Ma可以判断a-F图像斜率表示小车和砝码总质量的倒数。
(3)小车和砝码的总质量为_____ kg。
(4)图线(或延长线)在F轴上的截距的物理意义是_______________________。
小车受到的阻力为0.1 N
由a-F图像可知，当力F＝0.1 N时，小车开始运动，说明小车受到的阻力为0.1 N。
3.(2023·南通市高一统考期末)某同学用如图甲所示装置探究“在外力一定时，物体的加速度与其质量之间的关系”。已知当地的重力加速度为g，打点计时器所接交流电的频率为50 Hz。(1)实验时，不必要的操作是______。A.用秒表测出小车运动的时间B.将带滑轮的长木板右端垫高以补偿阻力C.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车
打点计时器本身就是计时仪器，不需要用秒表测出小车运动的时间，选项A不必要。
(2)图乙为某次实验中打出的一条纸带，确定出O、A、B、C、D、E、F共7个计数点，图中标出相邻计数点间的距离，每两个相邻的计数点之间还有1个计时点未画出。由该纸带可求得小车的加速度为______ m/s2。(结果保留3位有效数字)
每两个相邻的计数点之间还有1个计时点未画出，则T＝0.04 s，则加速度为
(3)测出小车和车上砝码的总质量M和对应的加速度a，该同学作出如图丙中实线所示的a- 图线，图线偏离直线的主要原因是________________________________________________________，图线中a0＝____。
未满足沙和沙桶的总质量m远小于小
车和车上砝码的总质量M
设沙和沙桶的总质量为m，由牛顿第二定律可得：mg－FT＝ma，FT＝Ma，联立解得a＝只有当m远小于M时，a- 图线才成线性关系，所以出现图中的图线偏离直线的主要原因是未满足沙和沙桶的总质量m远小于小车和车上砝码的总质量M；由上述分析可知，当 →∞即M→0时a0＝g
(4)该同学调整了图像的横纵坐标，描绘出如图丁所示的M- 图像，图像中纵轴上的截距为－b，则b的物理意义是___________________。
可知绘出的M- 图像中纵轴上的截距为－b，则b的物理意义是沙和沙桶的总质量。
4.(2022·昆明市高一期末)某同学探究加速度与力的关系的实验装置示意图如图所示，在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一宽度为d的窄遮光条，由数字计时器可读出遮光条通过光电门的时间。该同学直接用细线跨过定滑轮把滑块和钩码连接起来，每次滑块都从A处由静止释放。
(1)实验前先调节气垫导轨下面的螺钉，在不挂钩码时，轻轻推动滑块使之恰好能_______运动，则说明气垫导轨已经调至水平。
实验前先调节气垫导轨下面的螺钉，在不挂钩码时，轻轻推动滑块使之恰好能匀速运动，则说明气垫导轨已经调至水平。
(2)实验时，该同学首先将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间Δt，用刻度尺测量A位置与光电门间的距离L，则滑块的加速度为________。
滑块在B点的速度为v＝ ，根据运动学公式v2＝2aL解得a＝ 。
(3)该同学通过改变钩码的个数来改变滑块所受的合外力，实验时又测量出所挂钩码的质量m和滑块的质量M，正确操作后，实验得到的加速度a随合外力F变化的关系图像可能是____。
因为气垫导轨已经调至水平，所以图像通过坐标原点；又因为随着钩码个数增多不再满足钩码的质量远远小于滑块的质量，所以图像末端发生弯曲；又因为滑块的加速度不能超过重力加速度，所以图像向下弯曲，故选B。
5.为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图甲所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为沙和沙桶的质量。(滑轮质量不计)
(1)实验时，一定要进行的操作是________。A.用天平测出沙和沙桶的质量B.将带滑轮的长木板右端垫高， 以补偿阻力C.小车靠近打点计时器，先接 通打点计时器的电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测 力计的示数D.改变沙和沙桶的质量，打出几条纸带E.为减小误差，实验中一定要保证沙和沙桶的质量m远小于小车的质量M
本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使砂和砂桶的质量远小于车的质量，故A、E错误；该题是弹簧测力计测出拉力大小，从而表示小车受到的合外力大小，应将带滑轮的长木板右端垫高，以补偿阻力，故B正确；
小车靠近打点计时器，打点计时器使用时，先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究质量一定时加速度与力的关系，要记录弹簧测力计的示数，故C正确；改变砂和砂桶的质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度a随F变化的关系，故D正确。
(2)该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带(两计数点间还有两个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为______ m/s2(结果保留两位有效数字)。
由于两计数点间还有两个点没有画出，则相邻计数点之间的时间间隔T＝0.06 s根据逐差法Δx＝aT2
(3)以弹簧测力计的示数F为横轴，加速度a为纵轴，画出的a-F图像是一条直线，如图丙所示，图线与横轴的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为______。
由牛顿第二定律得2F＝Ma
故A、B、C错误，D正确。
6.(2023·烟台二中高一期中)某实验小组探究物块加速度a与拉力F的关系的实验装置如图甲所示，物块上方安装有一宽度为d的遮光片，前端安装一力传感器，可显示物块受到的拉力F大小。细线一端连接力传感器，另一端通过定滑轮悬挂钩码，实验中细线始终保持与长木板平行。在长木板上相距为L的A、B两个位置分别安装光电门，能够显示物块通过A、B两位置时的挡光时间。保持物块、遮光片及力传感器的总质量不变，改变所挂钩码的个数，进行多次实验，整个实验过程中长木板始终保持水平。
(1)某次实验记录，物块由静止释放，先后通过A、B两位置时的挡光时间分别为tA、tB，则物块通过A位置时的速度为_____，物块的加速度为____________(用题目中所给字母表示)；
(2)该小组通过多次实验，作出a-F图像，得到的图线如图乙所示，该图像不过坐标原点，原因为_______________________，已知物块、遮光片及力传感器的总质量为M，当地的重力加速度为g，则物块与长木板之间的动摩擦因数为_____。
对物块，由牛顿第二定律有F－μMg＝Ma
图像不过坐标原点，即拉力不为零时，加速度为零，说明物块与长木板间有阻力；根据题图乙可知μMg＝F0
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