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（6分）實驗中用圖甲所示的裝置探究加速度與力和質量的關系，通過改變小托盤和砝碼總質量m來改變小車受到的合外力，通過加減小車中的砝碼來改變小車總質量M.打點計時器所用交流電的頻率為50Hz.

圖乙為實驗中得到的一條紙帶中的一部分，取0、1、2、3、4、5、6為計數點，相鄰兩計數點間還有4個打點未畫出.從紙帶上測出 x₁＝3.20cm，x₂＝4.74cm，x₃＝6.30cm， x₄＝7.85cm，x₅＝9.41cm，x₆＝10.96cm.

（1）由上述數據計算出小車運動的加速度大小為 m/s²（結果保留三位有效數字）.

（2）本實驗的目的是為研究加速度、質量、合外力三個物理量之間的關系，故實驗中應采用的實驗研究方法是 .

（3）若在研究加速度與力的關系時得到了如圖丙所示的圖像，則該圖像不過原點原因是 .

【答案】

（1）1.55 （2分）（2）控制變量法（2分）（3）沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據勻變速直線運動規律有，減小實驗誤差，不要只取，這樣計算誤差大，把六組數據都用上，但也不能取最后計算加速度的平均值，那樣最后只用了第一個數據和最后一個數據，起不到減小誤差的效果。我們使用，最后取加速度的平均值即

（2）為研究加速度、質量、合外力三個物理量之間的關系，先控制質量不變，研究加速度和合外力的關系，然后再控制合外力不變，研究加速度和質量的關系，此為控制變量法

（3）觀察丙圖發現當繩子拉力大于0時，小車加速度仍等于0，根據牛頓第二定律合外力等于0，即除拉力外還有別的力與拉力平衡，即摩擦力，或者沒有平衡摩擦力或者摩擦力平衡的不夠。

考點：探究加速度、質量、合外力關系的實驗設計和分析

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相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2011?重慶一模）（1）某實驗小組在做“驗證機械能守恒定律”實驗時，有如下操作步驟：
A．在鐵架臺上水平固定好打點計時器，將連有重物的紙帶豎直穿過限位孔用手提住，讓手盡量靠近打點計時器；
B．松開紙帶，趕緊接通電源，開始打點，隨后從重物上取下紙帶；
C．挑選點跡清晰的紙帶，在紙帶上選取相隔較遠的兩個點a、b作為驗證的兩個狀態，測出這兩個點之間的距離就是這兩個狀態之間重物下落的高度h；
D．以a作為連續三個測量點的中間點，測算出該三點中首尾兩點之間的平均速度就是a點的瞬時速度v_a，用同樣的方法，測出b點的瞬時速度v_b；
E．計算上述兩個狀態之間重物動能的增加量

mv_b²-

mv_a²，計算重物重力勢能的減少量mgh，比較它們的大小是否相等．
該實驗小組在上述實驗步驟中有兩個錯誤的操作，其錯誤的步驟和錯誤是：
①

步驟A錯誤．手應該盡量遠離打點計時器

；②

步驟B錯誤．應該先接通電源，再松開紙帶

．
（2）下面是該小組按正確操作時的情況記錄：已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，重力加速度近似取g=10.00m/s2，從實驗獲得的紙帶中選取一條點跡清楚且符合要求的紙帶（如圖），若把第一點記作O，另選擇連續的三個點B、C、D作為測量的點，經測量B、C、D點到O點的距離分別為70.18cm，77.00cm，85.18cm．若重物質量為1kg，由此可知重物在紙帶打擊O點到打擊C點的運動過程中，重力勢能的減小量為

7.70

J；動能的增加量是

7.03

J．除了考慮g的取值帶來的影響以外，你認為導致實驗誤差的主要原因是

重物和紙帶克服阻力做功消耗了機械能

．

與玻璃管內壁接觸；玻璃管的內徑d=

30.75

mm．
②根據實驗數據可知該同學測得水柱的電阻R=

1.0×10⁵Ω

Ω（保留兩位有效數字）；請用水柱電阻R、玻璃管內徑d、水柱長度L表示自來水的電阻率ρ=

πRd2

．
③根據測得水柱電阻值可知實驗中電路設計的不妥之處是

電流表不應該采用外接（或電流表應該采用內接）

，請在答卷的虛線框中畫出改進后的電路圖．（電路圖中用R_x表示自來水的電阻）

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科目：高中物理 來源： 題型：

某同學在做《自來水電阻率的測定》課題時，在一根均勻的長玻璃管兩端各裝了一個電極，其間充滿待測的自來水，然后用如圖甲所示電路進行測量。

該同學選用器材如下：

電壓表(量程15V，內阻約90)、電流表(量程300μA，內阻約50)、滑動變阻器(100，1A)、電池組(電動勢E=12V，內阻r=6)、開關一個、導線若干。

實驗中測量情況如下：

安裝前他用圖乙(a)的游標卡尺測玻璃管的內徑，結果如圖乙(b)所示.測得兩電極相距L=0.314m.實驗中測得包括0在內的9組電流I、電壓U的值，在坐標紙上描點如圖丙。

根據以上材料回答下面的問題：

①測量玻璃管內徑時，應將圖乙(a)游標卡尺中的A、B、C三部分中的與玻璃管內壁接觸；玻璃管的內徑= mm。

②根據實驗數據可知該同學測得水柱的電阻R=______ (保留兩位有效數字)；請用水柱電阻R、玻璃管內徑d、水柱長度L表示自來水的電阻率= 。

③根據測得水柱電阻值可知實驗中電路設計的不妥之處是，請在答卷的虛線框中畫出改進后的電路圖。(電路圖中用Rx表示自來水的電阻)

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科目：高中物理 來源：2011年重慶市七區聯考高考物理一模試卷（解析版） 題型：解答題

（1）某實驗小組在做“驗證機械能守恒定律”實驗時，有如下操作步驟：
A．在鐵架臺上水平固定好打點計時器，將連有重物的紙帶豎直穿過限位孔用手提住，讓手盡量靠近打點計時器；
B．松開紙帶，趕緊接通電源，開始打點，隨后從重物上取下紙帶；
C．挑選點跡清晰的紙帶，在紙帶上選取相隔較遠的兩個點a、b作為驗證的兩個狀態，測出這兩個點之間的距離就是這兩個狀態之間重物下落的高度h；
D．以a作為連續三個測量點的中間點，測算出該三點中首尾兩點之間的平均速度就是a點的瞬時速度v_a，用同樣的方法，測出b點的瞬時速度v_b；
E．計算上述兩個狀態之間重物動能的增加量

mv_b²-

mv_a²，計算重物重力勢能的減少量mgh，比較它們的大小是否相等．
該實驗小組在上述實驗步驟中有兩個錯誤的操作，其錯誤的步驟和錯誤是：
①______；②______．
（2）下面是該小組按正確操作時的情況記錄：已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，重力加速度近似取g=10.00m/s2，從實驗獲得的紙帶中選取一條點跡清楚且符合要求的紙帶（如圖），若把第一點記作O，另選擇連續的三個點B、C、D作為測量的點，經測量B、C、D點到O點的距離分別為70.18cm，77.00cm，85.18cm．若重物質量為1kg，由此可知重物在紙帶打擊O點到打擊C點的運動過程中，重力勢能的減小量為______J；動能的增加量是______J．除了考慮g的取值帶來的影響以外，你認為導致實驗誤差的主要原因是______．

（3）某同學在做《自來水電阻率的測定》課題時，在一根均勻的長玻璃管兩端各裝了一個電極，其間充滿待測的自來水，然后用如圖甲所示電路進行測量．
該同學選用器材如下：
電壓表（量程15V，內阻約90kΩ）、電流表（量程300μA，內阻約50Ω）、滑動變阻器（100Ω，1A）、電池組（電動勢E=12V，內阻r=6Ω）、開關一個、導線若干．
實驗中測量情況如下：
安裝前他用圖乙（a）的游標卡尺測玻璃管的內徑，結果如圖乙（b）所示．測得兩電極相距L=0.314m．實驗中測得包括0在內的9組電流I、電壓U的值，在坐標紙上描點如圖丙．
根據以上材料回答下面的問題：
①測量玻璃管內徑時，應將圖乙（a）游標卡尺中的A、B、C三部分中的______與玻璃管內壁接觸；玻璃管的內徑d=______mm．
②根據實驗數據可知該同學測得水柱的電阻R=______Ω（保留兩位有效數字）；請用水柱電阻R、玻璃管內徑d、水柱長度L表示自來水的電阻率ρ=______．
③根據測得水柱電阻值可知實驗中電路設計的不妥之處是______，請在答卷的虛線框中畫出改進后的電路圖．（電路圖中用R_x表示自來水的電阻）

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