如圖一所示是某同學探究小車加速度與力的關系的實驗裝置，他將光電門固定在水平軌道上的B點，用不同重物通過細線拉同一小車，每次小車都從同一位置A由靜止釋放．
（1）若用游標卡尺測出遮光條的寬度d，實驗時將小車從圖二所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門的時間△t，則小車經過光電門時的速度為v=______；
（2）實驗中可近似認為細線對小車的拉力與重物重力大小相等，則重物的質量m與小車的質量M間應滿足的關系為______；
（3）測出多組重物的質量m和對應遮光條通過光電門的時間△t，通過描點作出線性圖象，研究小車加速度與力的關系．處理數(shù)據(jù)時應作出______圖象．
A．△t-m　 B．△t2-m C．數(shù)學公式　　D．數(shù)學公式
（4）某同學在（3）中作出的線性圖象不通過坐標原點，其原因是______?

解：（1）勻加速直線運動中可以用平拋速度代替瞬時速度，所以小車經過光電門時的速度為v=；
（2）該實驗的研究對象是小車，采用控制變量法研究．當質量一定時，研究小車的加速度和小車所受合力的關系．那么小車的合力怎么改變和測量呢？為消除摩擦力對實驗的影響，可以把木板D的左端適當墊高，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力就是繩子的拉力．
根據(jù)牛頓第二定律得：
對m：mg-F拉=ma
對M：F拉=Ma
解得：F拉=
當M＞＞m時，即當重物重力要遠小于小車的重力，繩子的拉力近似等于重物的總重力．
（3）由題意可知，該實驗中保持小車質量M不變，因此有：v2=2as，a==，而a==，所以；
所以要畫出
故選D
（4）開始當小車掛上重物時，加速度卻為零，線性圖象不通過坐標原點，故導致圖象不過原點的原因是木板傾角偏�。凑f明操作過程中沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足．
故答案為：（1） （2）m遠小于M （3）D （4）沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足．
分析：（1）小車經過光電門時的速度等于遮光條的寬度除以時間；
（2）為使繩子的拉力等于重物的重力，M應遠遠大于m；
（3）由題意可知，該實驗中保持小車質量M不變，因此有：v2=2as，a==，而a==，所以；
（4）由圖可知開始有外力時，而小車的加速度為零，說明操作過程中沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足．
點評：本實驗與教材中的實驗有所不同，但是根據(jù)所學物理知識，明確了實驗原理，即可正確解答．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

我國發(fā)射的“嫦娥一號”探月衛(wèi)星，實現(xiàn)了國人百年奔月的夢想．
（1）如圖1是某同學對“嫦娥一號”探月衛(wèi)星繞月運行的可能軌道的猜想，其中不可能實現(xiàn)的是哪個圖對應的軌道，你的理由是什么？

（2）如果宇航員在月球表面上，測出小物塊自由下落h高度所用的時間為t；測出繞月衛(wèi)星在靠近月球表面圓軌道上飛行時的周期是T，已知萬有引力常量為G．請你用上述各量推導出月球質量的表達式．
（3）某學校物理興趣小組研究“嫦娥一號”探月衛(wèi)星的發(fā)射和運行情況時猜想：衛(wèi)星要把拍攝到的各種圖片信息，持續(xù)不斷地用微波發(fā)回地面時，由于月球的遮擋，在地球上總有一段時間接收不到衛(wèi)星發(fā)來的微波信號．為了驗證自己的猜想，他們設計了如圖2所示的電腦模擬實驗：固定地球和月球模型，讓衛(wèi)星繞月旋轉，在地球上安裝微波接收器，證實了他們的猜想是正確的．
在實驗中他們設計和測量的各類數(shù)據(jù)是：地球、月球和衛(wèi)星的質量分別為m地、m月和m衛(wèi)，衛(wèi)星繞月球運行的周期為T，軌道半徑為r衛(wèi)=2r，地球和月球的半徑分別為r地=3r和r月=r，地球與月球之間的質心距離為L=180r．請你求出：在這個模擬實驗中，衛(wèi)星繞月球運行一個周期的時間內，地球不能接收到衛(wèi)星發(fā)射的微波信號的時間（萬有引力恒量為G，cos89°=
190
）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

在探究物體的加速度a與物體所受外力F、物體質量M間的關系時，采用如圖所示的實驗裝置，小車及車中的砝碼質量用M表示，盤及盤中的砝碼質量用m表示．
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（1）當M與m的大小關系滿足
 
時，才可以認為繩子對小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力．
（2）某一組同學先保持盤及盤中的砝碼質量m一定來做實驗，其具體操作步驟如下，以下做法正確的是
 
．
A．平衡摩擦力時，應將盤及盤中的砝碼用細繩通過定滑輪系在小車上
B．每次改變小車的質量時，不需要重新平衡摩擦力
C．實驗時，先放開小車，再接通打點計時器的電源
D．用天平測出m以及小車質量M，小車運動的加速度可直接用公式a=
mgM
求出
（3）另兩組同學保持小車及車中的砝碼質量M一定，探  究加速度a與所受外力F的關系，由于他們操作不當，這兩組同學得到的a-F關系圖象分別如圖1和圖2所示，其原因分別是：
圖1：
 
；
圖2：
 
．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2008?黃岡一模）（1）如圖1是“用描跡法畫出電場中平面上的等勢線”的實驗示意圖，電極A接電源負極，電極B接電源正極，a、b、c、d、e是五個基準點．當電流從“+”接線柱流人電流表時，指針向“+”接線柱一側偏轉；當電流從“-”接線柱流人電流表時，指針向“-”接線柱一側偏轉在實驗時，探針I(yè)接觸基準點d，另一探針Ⅱ接觸探測點p（pd連線垂直于AB連線），靈敏電流計指針向“-”接線柱一側偏轉，為盡快探測到與d點電勢相等的點，探針Ⅱ由p點
D
D

A．向上移動    B．向下移動    C．向左移動    D．向右移動

（2）某同學看到一只鳥落在樹枝上的P處時，鳥隨樹枝上下振動．該同學用秒表測出完成30次全振動所用的時間為34.0s，他猜想一定次數(shù)的振動時間可能與鳥的質量成正比，也許利用這一猜想可以測出鳥的質量．于是他想通過實驗來驗證這種猜想井算出這只鳥的質量該同學采用了如下方法進行探究：在如圖2所示的樹枝上的P處懸掛不同質量的砝碼，并分別測出砝碼30次全振動所用的時間，測量數(shù)據(jù)記錄如下表
砝碼質量m/g 100 200 300 400 500
時間t/s 21.2 30.0 36.7 42.4 47.4
此同學根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出了m-t圖象如圖所示

下面請你來幫助他完成實驗任務，并回答相關問題：
①根據(jù)這位同學作出的m-t圖象可知，他的猜想是否正確？
不正確
不正確
（填“正確”或“不正確”）
②觀察這位同學作出的m-t圖線形狀及走勢，提出你對振動時間t與砝碼質量m間關系的假設，并通過列表作出相應的圖象，得出結論，寫出t與m間的關系式．
如果在計算或作圖時需要，可參考下面的根式表：
m 100 200 300 400 500
m
 10.0 14.1 17.3 20.0 22.4
 3
m
 4.6 5.8 6.7 7.4 7.9
假設：
t∝
m
或 砝碼的質量與時間的平方成正比
t∝
m
或 砝碼的質量與時間的平方成正比
；
列表：
m
/
g
m
/
g
10.0
10.0
14.1
14.1
17.3
17.3
20.0
20.0
22.4
22.4
時間t/s
時間t/s
21.2
21.2
30.0
30.0
36.7
36.7
42.4
42.4
47.4
47.4
作圖：（畫在答題卡的坐標紙上）
結論：
圖象是一條過原點的傾斜直線，說明砝碼做30次全振動的時間與其質量的平方根成正比
圖象是一條過原點的傾斜直線，說明砝碼做30次全振動的時間與其質量的平方根成正比
；
關系式：
m=0.22t2（在0.20t2-0.25t2之間均正確）
m=0.22t2（在0.20t2-0.25t2之間均正確）
．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

我國發(fā)射的“嫦娥一號”探月衛(wèi)星，實現(xiàn)了國人百年奔月的夢想．
（1）如圖1是某同學對“嫦娥一號”探月衛(wèi)星繞月運行的可能軌道的猜想，其中不可能實現(xiàn)的是哪個圖對應的軌道，你的理由是什么？

精英家教網(wǎng)

（2）如果宇航員在月球表面上，測出小物塊自由下落h高度所用的時間為t；測出繞月衛(wèi)星在靠近月球表面圓軌道上飛行時的周期是T，已知萬有引力常量為G．請你用上述各量推導出月球質量的表達式．
（3）某學校物理興趣小組研究“嫦娥一號”探月衛(wèi)星的發(fā)射和運行情況時猜想：衛(wèi)星要把拍攝到的各種圖片信息，持續(xù)不斷地用微波發(fā)回地面時，由于月球的遮擋，在地球上總有一段時間接收不到衛(wèi)星發(fā)來的微波信號．為了驗證自己的猜想，他們設計了如圖2所示的電腦模擬實驗：固定地球和月球模型，讓衛(wèi)星繞月旋轉，在地球上安裝微波接收器，證實了他們的猜想是正確的．
在實驗中他們設計和測量的各類數(shù)據(jù)是：地球、月球和衛(wèi)星的質量分別為m地、m月和m衛(wèi)，衛(wèi)星繞月球運行的周期為T，軌道半徑為r衛(wèi)=2r，地球和月球的半徑分別為r地=3r和r月=r，地球與月球之間的質心距離為L=180r．請你求出：在這個模擬實驗中，衛(wèi)星繞月球運行一個周期的時間內，地球不能接收到衛(wèi)星發(fā)射的微波信號的時間（萬有引力恒量為G，cos89°=
1
90
）．

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科目：高中物理 來源：2007-2008學年江蘇省徐州市高一（下）期末物理試卷（解析版） 題型：解答題

我國發(fā)射的“嫦娥一號”探月衛(wèi)星，實現(xiàn)了國人百年奔月的夢想．
（1）如圖1是某同學對“嫦娥一號”探月衛(wèi)星繞月運行的可能軌道的猜想，其中不可能實現(xiàn)的是哪個圖對應的軌道，你的理由是什么？

（2）如果宇航員在月球表面上，測出小物塊自由下落h高度所用的時間為t；測出繞月衛(wèi)星在靠近月球表面圓軌道上飛行時的周期是T，已知萬有引力常量為G．請你用上述各量推導出月球質量的表達式．
（3）某學校物理興趣小組研究“嫦娥一號”探月衛(wèi)星的發(fā)射和運行情況時猜想：衛(wèi)星要把拍攝到的各種圖片信息，持續(xù)不斷地用微波發(fā)回地面時，由于月球的遮擋，在地球上總有一段時間接收不到衛(wèi)星發(fā)來的微波信號．為了驗證自己的猜想，他們設計了如圖2所示的電腦模擬實驗：固定地球和月球模型，讓衛(wèi)星繞月旋轉，在地球上安裝微波接收器，證實了他們的猜想是正確的．
在實驗中他們設計和測量的各類數(shù)據(jù)是：地球、月球和衛(wèi)星的質量分別為m地、m月和m衛(wèi)，衛(wèi)星繞月球運行的周期為T，軌道半徑為r衛(wèi)=2r，地球和月球的半徑分別為r地=3r和r月=r，地球與月球之間的質心距離為L=180r．請你求出：在這個模擬實驗中，衛(wèi)星繞月球運行一個周期的時間內，地球不能接收到衛(wèi)星發(fā)射的微波信號的時間（萬有引力恒量為G，）．

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