一同学在“研究小车的加速度与外力关系”的探究实验中，使用了光电门．他将光电门固定在气垫轨道上的某点B，用不同的力拉小车，但每次小车从同一位置A由静止释放，测出对 - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

题型：不详难度：来源：

一同学在“研究小车的加速度与外力关系”的探究实验中，使用了光电门．他将光电门固定在气垫轨道上的某点B，用不同的力拉小车，但每次小车从同一位置A由静止释放，测出对应不同外力时小车上遮光板（宽度L很小）通过光电门的时间△t．然后经过数据分析，发现小车所受拉力F反比于△t²，于是他就得出物体的加速度正比于外力的结论．试简要说明该同学的推理过程．

答案

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v=

△t

根据速度位移关系公式得v²=2as，即(

△t

)2=2as
则a=

2s(△t)2

经过数据分析，如果F反比于△t²，则物体的加速度a正比于外力F．
答：经过数据分析，发现小车所受拉力F反比于△t²，则物体的加速度正比于外力．

核心考点

试题【一同学在“研究小车的加速度与外力关系”的探究实验中，使用了光电门．他将光电门固定在气垫轨道上的某点B，用不同的力拉小车，但每次小车从同一位置A由静止释放，测出对】；主要考察你对力的合成与分解等知识点的理解。[详细]

举一反三

关于力和物体运动的关系，下列说法中正确的是（　　）

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A．物体受到的合外力越大，则速度的改变量就越大

B．物体受到的合外力不为零且不变，则物体的运动状态一定改变

C．物体受到的合外力不为零且改变，则物体的速度一定改变

D．物体受到的合外力为零，则物体的运动状态一定不改变

光电计时器（数字计时器）是研究运动的常用装置，当物体通过光电门时光被挡住，计时器开始计时当物体离开时停止计时，这样就可以根据物体大小与运动时间计算物体运动的速度，它往往与气垫导轨配合使用，如图所示；下面是某实验小组用气垫导轨和光电计时器“探究加速度与外力关系”时得到的数据表格．保持滑块质量M（M=0.2kg）不变时的实验数据．

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砝码的质量m/kg

滑块所受拉力大小的近似值F/N

滑块通过光电门1的速度v₁/（m/s）

滑块通过光电门2的速度v₂/（m/s）

两光电门的距离S/m

滑块加速度的计算值a/（m/s²）

5×10^-3

4.9×10^-2

0.09

0.15

0.50

a₁=______×10^-2

10×10^-3

9.8×10^-2

0.12

0.21

0.50

a₂=______×10^-2

15×10^-3

14.7×10^-2

0.14

0.25

0.50

a₃=______×10^-2

某同学在做“探究加速度a与力F、质量m的关系”实验时，使用了如图（a）所示的实验装置简图．实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶的总重力，小车运动加速度a可用纸带上打出的点求得．

（1）图（b）为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为______m/s²．（保留两位有效数字）
（2）在“探究加速度a与质量m的关系”时，保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m的相关数据如下表：

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热门考点

次数

小车加速度a/m•s^-2

1.72

1.48

1.25

1.00

0.75

0.50

0.30

小车质量m/kg

0.29

0.33

0.40

0.50

0.71

1.00

1.67

质量倒数

/kg^-1

3.45

3.03

2.50

2.00

1.41

1.00

0.60

某学生做“探究加速度与力、质量的关系”的实验中．在平衡摩擦力时，把长木板一端垫得过高，使得倾角偏大，他所得的a-F关系可用哪根图线表示（　　）（图中，a是小车的加速度，F是细线作用小车的拉力）

A．A

B．B

C．C

D．D

在做“探究加速度与力、质量关系”的实验时，采用如图1所示的实验装置，让重物通过轻绳拖动小车在长木板上做匀加速直线运动．其中小车质量用M表示，重物质量用m
表示，加速度用a表示．
（1）实验时需要将长木板的一端垫起适当的高度，这样做是为了消除______的影响，使小车所受合外力F等于绳对小车的拉力．
（2）实验中由于绳对小车的拉力______（选填“大于”、“等于”、“小于”）重物所受的重力，会给实验带来系统误差．为减小此误差，实验中要对小车质量M和重物质量m进行选取，以下四组数据中最合理的一组是______．（填写相应序号）
①M=200g，m=40g、60g、80g、100g、120g、140g
②M=200g，m=30g、35g、40g、45g、50g、55g
③M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
④M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、35g
（3）实验中某同学先保持重物质量m不变，改变小车质量M，测出了相应的加速度a．为便于得到a与M的关系，他采用图象法处理数据，你建议他做a与______的图象．
（4）甲、乙两同学用同一种方法做实验，即保持小车质量M不变，改变重物质量m，测出了相应的加速度a．正确操作后，他们根据各自测得的实验数据画出了如图2所示的a-F图象．他们得到图象不同，其原因是他们选取的______不同，但他们得到了相同的结论，此结论是：______．