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课时作业 十二 实验三：加速度与物体质量、物体受力的关系
(限时：45分钟)
(班级________ 姓名________)
1．某同学用图(a)所示的实验装置研究重物在下落过程中的运动情况，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20 Hz、30 Hz和40 Hz，打出纸带的一部分如图(b)所示．
图(a)
图(b) 第1题图
该同学在实验中没有记录交流电的频率f，需要用实验数据和其他题给条件进行推算．
(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用f和图(b)中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为______，打出C点时重物下落的速度大小为______，重物下落的加速度大小为______．
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(2)已测得s1＝8.89 cm，s2＝9.50 cm，s3＝10.10 cm；当重力加速度大小为9.80 m/s，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%.由此推算出f为______Hz.
2．某探究学习小组用如图所示的方案测滑块与木板间的动摩擦因数．在实验桌上固定一斜面，在斜面上距斜面底端挡板一定距离处放置一小滑块，系住小滑块的轻质细线跨过光滑的定滑轮后系住一小球，整个系统处于静止状态．剪断细线后，小滑块沿斜面向下运动与挡板相碰，小球自由下落与地面相碰，先后听到两次碰撞的声音．反复调节挡板的位置，直到只听到一次碰撞的声音．测得此情况下小滑块距挡板的距离x＝0.5 m，距桌面
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距离h＝0.3 m，小球下落的高度H＝1.25 m，取g＝10 m/s.不考虑空气的阻力，则：
第2题图
(1)小滑块与挡板碰前的速度大小为________m/s.
(2)滑块与木板间动摩擦因数的表达式为__________(用所给物理量的符号表示)，代入数据得μ＝________． 3．某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，设计出如下的实验方案，其实验装置如图甲所示．已知小车质量M＝214.6 g，砝码盘质量m0＝7.8 g，所使用的打点计时器交流电频率f＝50 Hz.其实验步骤是：
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甲
A．按图中所示安装好实验装置；
B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速直线运动； C．取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m；
D．将小车置于打点计时器旁，先接通电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度a； E．重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码的质量，重复B-D步骤，求得小车在不同合外力F作用下的加速度．
回答下列问题：
(1)按上述方案做实验，是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？______(选填“是”或“否”)．
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(2)实验中打出的其中一条纸带如图乙所示，由该纸带可求得小车的加速度a＝______m/s.
乙
(3)某同学将有关测量数据填入他所设计的表格中，如下表．
次数 砝码盘中砝码的重力F/N 小车的加速度a/(m·s) －21 0.10 0.88 2 0.20 1.44 3 0.29 1.84 4 0.39 2.38 5 0.49 2.89 他根据表中的数据画出a-F图象(如图丙)．造成图线不过坐标原点的一条最主要原因是____________________________________________________________，
从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是 __________，其大小为________．
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丙 第3题图
4．图为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图．实验步骤如下：
第4题图
①用天平测量物块和遮光片的总质量M、重物的质量m；用游标卡尺测量遮光片的宽度d；用米尺测量两光电门之间的距离s；
②调整轻滑轮，使细线水平；
③让物块从光电门A的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间ΔtA和ΔtB，求出加速度a；
－
④多次重复步骤③，求a的平均值a；
⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数μ. 回答下列问题：
(1)物块的加速度a可用d、s、ΔtA和ΔtB表示为a＝______；
－
(2)动摩擦因数μ可用M、m、a和重力加速度g表示为μ＝__________；
(3)如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于____(选填“偶然误差”或“系统误差”)．
5．某同学利用如图(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图(b)所示．实验中小车(含发射器)的质量为200 g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到．回答下列问题：
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第5题图
(1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成 __________(选填“线性”或“非线性”)关系．
(2)由图(b)可知，a-m图线不经过原点，可能的原因是 ____________________________．
(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是__________________，钩码的质量应满足的条件是__________________．
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