2022届高考物理力学实验题专练1 含答案

2022届高考物理力学实验题专练1

探究影响摩擦力大小的因素

验证牛顿第二运动定律

探究弹力和弹簧伸长的关系

探究加速度与物体质量、物体受力的关系

一、探究影响摩擦力大小的因素

1．某兴趣小组要测量木块与木板间的动摩擦因数。由于手头没有打点计时器及电源，他们便利用小型注射器自制了一个“滴水计时器“，先在去掉活塞的注射器内注入适量清水，再滴入少许墨水，竖直固定注射器，观察滴水情况。用手机秒表记录，发现t＝0时滴下第1滴小水滴，t＝10s时滴下第41粒小水滴。该小组用图甲所示装置测量动摩擦因数，将“滴水计时器“竖直固定在木块左侧，置于一端带滑轮的水平长木板上，释放木块，经过一段时间悬挂砝码会落到地面上，滴在长木板上的水滴便记录了木块的运动情况，图乙是部分水滴在木板上的分布。当地重力加速度g＝9.8m/s2，请回答下面问题：

（1）木块与木板间的动摩擦因数为 　   　（结果保留2位有效数字）；

（2）砝码落地前木块的加速度大小为 　   　m/s2（结果保留2位有效数字）；

（3）该小组经过讨论，认为有两个因素可能会影响动摩擦因数的测量精度：①木块及注射器总质量在变小②滴水时间间隔在变长。你认为会影响动摩擦因数的测量 　   　（选填①、②或①②），因该原因使测得的动摩擦因数比真实值 　   　（选填“偏大“、“偏小“、“相等“）。

2．为了测定滑块与水平台面间动摩擦因数，实验装置设计如图所示。A是可固定于台面上的滑槽，滑槽末端与台面相切。滑槽最高点距离台面的高度h＝15.0cm，台面距离地面的高度H＝25.0cm。B是质量为m＝0.1kg的滑块（可视为质点）。

第一次实验，如图（a）所示，将滑槽末端与台面右端M对齐并固定，让滑块从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P点，测出M与P间的水平距离x1＝30.0cm；

第二次实验，如图（b）所示，将滑槽沿台面向左移动一段距离并固定，让滑块B再次从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P′点，测出滑槽末端与台面右端M的距离L＝10.0cm、M与P′间的水平距离x2＝20.0cm。

（1）在第二次实验中，滑块到M点的速度大小为 　   　。（用实验中所测物理量的符号表示，已知重力加速度为g）；

（2）通过上述测量和进一步计算，可求出滑块与台面间的动摩擦因数μ，下列能引起实验误差的是 　   　。（选填序号）

A．h的测量

B．x1的测量

C．L的测量

D．m的测量

（3）滑块与台面间的动摩擦因数μ＝　   　。（结果保留1位有效数字）

3．某兴趣小组设计实验测量“李宁运动鞋鞋底与室内篮球馆木地板之间的动摩擦因数”．原理如图甲所示，主要步骤如下：

（1）将一块与篮球馆地板同品牌同规格同材质的长木板固定在水平桌面上，在木板左端固定一个光滑小滑轮，右端固定电磁打点计时器；

（2）将适量钩码塞入李宁运动鞋中，用天平测出鞋和钩码的总质量M；

（3）将轻质细线一端固定在运动鞋上，另一端绕过小滑轮后拴一小桶，使运动鞋和小滑轮之间的细线与水平桌面 　   　（选填“平行”或“不平行”）；

（4）将纸带一端与运动鞋相连，另一端穿过打点计时器并保持水平；

（5）释放小桶，使运动鞋由静止开始运动，打出的纸带如图乙所示，A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻计数点之间有四个计时点没有画出，用刻度尺测出计数点之间的距离分别为s1＝1.81cm、s2＝2.10cm、s3＝2.10cm、s4＝2.70cm、s5＝3.01cm、s6＝3.30cm，打点计时器所接交流电频率f＝50Hz，运动鞋的加速度a＝　   　m/s2；用天平测出小桶的质量为m，鞋底与木板之间的动摩擦因数表达式μ＝　   　；（用M、m、g、a表示）。

4．某研究性学习小组的甲、乙两位同学，使用如图甲所示的实验装置测定滑块与水平桌面间的动摩擦因数。水平桌面上有两个位置可调节的光电门A和光电门B，一根细线骑过定滑轮两端分别连接滑块和钩码。将遮光条安装在滑块上，滑块放在桌面左边缘并由静止释放钩码。用游标卡尺测量造光条的宽度d，并用天平测得滑块的质量M（包括遮光条）和钩码质量m，当地的重力加速度为g。

两位同学的实验操作如下：

①甲同学将光电门A固定在离桌面左端较近的位置，记录遮光条通过光电门A的时间Δt1遮光条通过光电门B的时间Δt2，以及两个光电门之间的距离x。改变光电门B的位置，重复以上操作，记录多组Δt1、Δt2和x的值。

②乙同学将光电门B固定在离桌面左端较远的位置，记录遮光条通过光电门A的时间Δt1，遮光条通过光电门B的时间Δt2以及两个光电门之间的距离x。改变光电门A的位置，重复以上操作，记录多组Δt1、Δt2和x的值。

请回答以下问题：

（1）两位同学用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度时，由于部分遮挡，只能看见游标卡尺的后半部分，示数如图乙所示，则遮光条的宽度d＝　   　mm。

（2）两位同学利用图像来处理实验数据，甲同学做出的图像应是下图中的 　   　，同学做出的图像应是下图中的 　   　。

（3）两位同学经过计算发现，他们所建立的图像中，斜率的绝对值在误差允许的范围内相等，若求得图像斜率的绝对值为k，在不计空气阻力的情况下，动摩擦因数的表达式为μ＝　   　（用题目中所给物理量的字母表示）。若考虑空气阻力，则他们利用如上表达式求出的动摩擦因数 　   　（填“偏大”、“偏小”或“没有影响”）。

5．某同学利用一根压缩的弹簧来弹开带有遮光片的滑块测量滑块与木板间的动摩擦因数。实验装置如图（a）所示，将木板水平固定在桌面上，弹簧的左端固定在挡板上，右端与滑块刚好接触（但不连接），然后将光电门固定在木板上靠近滑块处。实验步骤如下：

（1）用游标卡尺测量遮光片的宽度d，其示数如图（b）所示，d＝　   　cm；

（2）将光电门连接计时器，让滑块压缩弹簧至P点（图（a）中未画出），释放后滑块被弹开并沿木板向右滑动，计时器记录遮光片通过光电门的时间Δt，再测量滑块停止时的位置与光电门的距离x，则可用 　   　表示滑块经过光电门时速度的大小；

（3）改变P点的位置，多次重复步骤（2）；

（4）若用图像处理数据，所得图象如图（c）所示，设重力加速度为g，则由图线可得滑块与木板间的动摩擦因数μ＝　   　（用物理量的符号表示）。

6．某物理研究小组利用图甲所示装置测量滑块与长木板之间的动摩擦因数。所用器材包括：长木板（一端带有轻质定滑轮）、滑块、细线、打点计时器、学生电源、纸带、砝码盘和砝码等。实验中滑块的质量为M，砝码盘及盘内砝码的质量和为m，滑块内砝码的质量为m′。

实验步骤如下：

①用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，调节滑轮高度，使滑轮和滑块间的细线与长木板平行；

②接通电源，将滑块由静止释放，得到纸带如图乙所示；

③改变m和m'的大小，但二者之和保持不变，重复上述实验，测出不同mg下系统的加速度a；

④以mg为横轴，系统的加速度a为纵轴，绘制如图丙所示的实验图线。

（1）打点计时器的打点频率为50Hz，从清晰的A点开始，每隔4个计时点取一个计数点（中间4个点未画出），分别记为B、C、D、E，由纸带得滑块在B点时的瞬时速度大小vB＝　   　m/s，滑块的加速度大小a＝　   　m/s2。（结果均保留两位有效数字）

（2）根据图丙确定滑块与长木板之间的动摩擦因数μ＝　   　。（g取9.8m/s2，结果保留两位有效数字）

二、验证牛顿第二运动定律

7．某同学用如图（a）所示的实验装置图，做“验证牛顿第二定律”的实验

（1）某次实验，打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带如图（b）所示，从清晰的O点开始，每隔4个点取一计数点（中间4个点没画出），分别记为A、B、C、D、E、F，各计数点到O点的距离为OA＝1.61cm，OB＝4.02cm，OC＝7.26cm，OD＝11.30cm，OE＝16.14cm，OF＝21.80cm，打点计时器打点频率为50Hz，则由此纸带可得到打E点时小车的速度vE＝　   　m/s，此次实验小车的加速度a＝　   　m/s2。（结果均保留两位有效数字）

（2）该同学保持小车质量不变，不断改变悬挂砝码质量m，根据实验数据，作出小车加速度a与砝码质量m的图像如图（c）所示，图像不过坐标原点的原因是 　   　。

8．如图所示的实验装置可以用来验证牛顿第二定律F＝ma。实验器材有铁架台、长木板、一枚表面光滑的金属小球、秒表和毫米刻度尺。

主要实验步骤有：

①铁架台放在水平桌面上，然后将铁架台和长木板搭建一个倾角可调斜面；

②在斜面上标记出P、Q两点，并用毫米刻度尺测量出P、Q两点间的距离L；

③让一个金属小球从斜面上P点由静止释放，用秒表记下小球从P运动到Q的时间t；

④毫米刻度尺测量出P、Q两点与桌面之间的距离h1、h2；

⑤改变长木板的倾角，重复步骤③、④，得到多组实验数据。

（1）小球在斜面上运动的加速度为 　   　；

（2）若已知小球的质量为m，重力加速度为g，小球受到的摩擦力和空气阻力均不计，则小球在斜面上运动时受到的合外力为 　   　；

（3）若关系式2L2＝　   　成立，则说明牛顿第二定律F＝ma成立。

9．为“验证牛顿第二定律”，某同学设计了如下实验方案：

A．实验装置如图甲所示，一端系在滑块上的轻质细绳通过转轴光滑的轻质滑轮，另一端挂一质量为m＝0.5kg的钩码。用垫块将长木板附定滑轮的一端垫起，调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块沿长木板向下做匀速直线运动；

B．保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，连接纸带，接通打点计时器的电源，然后让滑块沿长木板滑下，打点计时器打下的纸带如图乙所示。

请回答下列问题：

（1）图乙中纸带的　   　端与滑块相连（选填“左”或“右”）。

（2）图乙中相邻两个计数点之间还有4个点未画出，打点计时器接频率为50Hz的交流电源，根据图乙求出滑块的加速度a＝　   　m/s2。

（3）不计纸带与打点计时器间的阻力，滑块的质量M＝　   　kg（g取9.8m/s2，结果保留3位有效数字）。

10．某学习小组利用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律。研究对象为小车、车上钩码及悬挂的钩码整体，整体总质量为M，整体所受的合外力F的大小等于悬挂钩码的总重力大小，利用纸带和电火花计时器测出小车的加速度a。

实验一：研究M一定时，加速度a与F的关系。

实验二：研究F一定时，加速度a与M的关系。

（1）下列操作必要的有 　   　。

A.本实验需让木板倾斜合适角度，以平衡摩擦力

B.调节定滑轮时，应使连接小车的细线与木板平行

C.实验时，需满足悬挂钩码的质量远小于小车及车上钩码的质量

D.实验时，应先释放小车再接通电火花计时器

（2）实验一：小车上及细线悬挂钩码总数不变。第一次，细线悬挂1个钩码，其余钩码放在小车上，释放小车后，小车沿斜面下滑打出一条纸带，求出此次实验小车的加速度a1；

第二次，细线悬挂2个钩码，其余钩码放在小车上，求出此次实验小车的加速度a2，以此类推，共做5组实验。画出a﹣F图像，理论上图像斜率k＝　   　。

（3）实验二：细线悬挂钩码数不变。第一次，小车上不放钩码，释放小车后，小车沿斜面下滑打出一条纸带，求出此次实验小车的加速度a，第二次，小车上放1个钩码，以此类推，共做5组实验。若画出a﹣M图像，图线为 　   　线（填“直”或“曲”）。

（4）某次实验打出的一条纸带如图乙所示，纸带上0为起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G。由纸带测得小车的加速度a＝　   　m/s2。（保留2位有效数字）

11．某同学利用如图所示的装置验证牛顿第二定律。质量均为M的滑块a、b用绕过光滑轻质定滑轮的轻绳连接，滑块b上装有质量不计、宽度为d的遮光片，测出滑块b由静止释放时光电门距遮光片的高h，保持h不变，依次在滑块a下面悬挂n个质量均为m的钩码（图中未画出），并记录遮光片通过光电门的遮光时间t及对应的n。

（1）滑块b通过光电门时的速度大小v＝　   　（用d、t表示）；

（2）得到若干组（t，n）后，以 　   　（填“n”、“”或“n2”）为横坐标，以t2为纵坐标，在坐标纸上描点连线，若在误差允许的范围内，得到的图像为直线，则牛顿第二定律得到验证。

（3）若（2）中作出的图像的斜率为k，则当地的重力加速度大小g＝　   　。（用相关物理量的符号表示）

12．某同学尝试用DIS验证牛顿第二定律，实验室提供了两组装置，如图（a）、（b）所示。

（1）图（a）中，A是位移传感器的　   　装置。

（2）该同学想验证“合外力一定时，物体做匀加速直线运动”，则可选用的装置是　   　（填“a组”，“b组”或“两组均可”），理由是　   　。

（3）由于实验室中钩码质量较大，为减小误差，该同学改造了实验装置，在小车上加力传感器，如图（c）所示。该装置能否通过“保持钩码重力不变，仅改变小车部分质量”的方式验证“合外力不变时，加速度与物体质量成（c）反比”这一结论？　   　。请简要说明理由：　   　。

三、探究弹力和弹簧伸长的关系

13．某同学为研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系，做了如图1实验：

①如图所示，将白纸固定在制图板上，橡皮筋一端固定在O点，

另一端A系一小段轻绳（带绳结）；将制图板竖直固定在铁架台上。

②将质量为m＝100g的钩码挂在绳结上，静止时描下橡皮筋下端点的位置A0；用水平力拉A点，使A点在新的位置静止，描下此时橡皮筋端点的位置A1；逐步增大水平力，重复5次……

③取下制图板，量出A1、A2……各点到O的距离l1、l2……；量出各次橡皮筋与OA0之间的夹角α、α1、α2……

④在坐标纸上做出的l图像如图。

完成下列填空：

（1）已知重力加速度为g，当橡皮筋与OA0间的夹角为α时，橡皮筋所受的拉力大小为 　   　（用g、m、α表示）。

（2）由图2可得橡皮筋的劲度系数k＝　   　N/m，橡皮筋的原长l0＝　   　m。（结果保留2位有效数字，g＝9.8m/s2）

14．某学习小组的同学用图甲所示装置做“探究弹簧弹力与伸长量的关系”实验，测量弹簧原长时，为了方便测量，他们把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，弹簧顶端与刻度尺零刻线对齐，用刻度尺测出弹簧的原长如图乙所示．然后把弹簧悬挂在铁架台上，仍使顶端的同一位置对齐刻度尺的零刻线，将6个完全相同的钩码逐个加挂在弹簧的下端，测出每次弹簧的长度，结合图乙测得的原长，得出对应的伸长量x，测量数据见下表．

（1）由图乙可知，弹簧的原长为 　   　cm．

（2）在答题卡给出的坐标纸上作出弹簧的伸长量x与钩码质量m的关系图像．

（3）由于测量弹簧原长时没有考虑弹簧自重，使得到的图像不过坐标原点．那么，由于弹簧自重而引起的弹簧的伸长量为 　   　cm．

15．用如图所示的装置研究“轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度形变量”的关系。在光滑的水平桌面上沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与一个小钢球接触。当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘。让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，小钢球在空中飞行后落在水平地面上，水平距离为s（不计空气阻力，当地重力加速度为g）。

（1）若要计算弹簧的弹性势能还应测量的物理量有 　   　。（用相应文字及物理量符号表示）

（2）弹簧的弹性势能Ep与小钢球飞行的水平距离s及上述测量出的物理量之间的关系式为Ep＝　   　。（用相关物理量符号来表示）

16．回力车，施压拖动后轮卷紧弹簧，放手后弹簧恢复，通过传动系统驱动小车前进。为探究弹簧卷紧后具有的弹性势能，某同学用图（a）所示的方式进行了实验。在长木板的左端垫上小木块，微调木板的倾斜程度以补偿阻力。拖动后轮卷紧弹簧，接通电源后释放小车，让小车沿木板开始运动，得到的纸带如图（b）所示。0～9是从某点开始选取的计数点，相邻两点间还有四个点未标出，其间距如图所示。已知打点计时器使用交流电的频率为50Hz，测得小车的质量为40.0g，完成下列填空：

（1）从图示时刻开始，在弹簧逐渐释放的过程中，小车做加速度 　   　（填“不变”“逐渐增大”“逐渐减小”“先增大后减小”或“先减小后增大”）的加速直线运动；

（2）在打下 　   　两个相邻计数点的过程中，弹簧恢复到初始状态；

（3）不考虑传动系统的阻力，可估算出弹簧卷紧时具有的弹性势能为 　   　J。（保留2位有效数字）

四、探究加速度与物体质量、物体受力的关系

17．某同学在用如图甲所示的装置测量某根弹簧的劲度系数，弹簧下端固定在地面上，上端固定一个轻质薄板A，然后再在轻质薄板上面放不同物体，待物体静止时，测量弹簧长度L，记录物体的重力及弹簧长度。

（1）该实验操作需要测量弹簧的初始长度L0，下列测量方法正确的是 　   　（填正确答案标号）；

A．将弹簧水平放置，测量其初始长度L0

B．将弹簧竖直放置，测量其初始长度L0

（2）在操作正确的条件下，根据实测数据，作出了物体重力G与弹簧长度L的关系图像，如图乙所示。则弹簧的初始长度L0＝　   　cm；弹簧的劲度系数k＝　   　N/m。

18．弹簧是大家在生活中比较常见的机械零件，弹簧在外力作用下发生形变，撤去外力后，弹簧就能恢复原状。很多工具和设备都是利用弹簧这一性质来工作的。实验室中有五根一模一样的弹簧，小明想测量这批弹簧的劲度系数，将弹簧等间距悬挂在水平铁架台上，如图甲所示，1号弹簧不挂钩码，2号挂1个钩码，3号挂2个钩码，依此类推，钩码均相同。计算结果均保留3位有效数

（1）为了更直观地呈现出弹力大小F与伸长量Δx的关系，小明以1号弹簧末端指针所指的位置为原点，作出竖直的y轴及水平的x轴，其中y轴代表 　   　，x轴代表 　   　。（均选填“F”或“Δx”）

（2）为测量弹簧的伸长量，小明取来一把米尺，竖直放置在地上，米尺的100cm刻度刚好与1号弹簧末端指针在同一水平线上，测量2号弹簧末端指针位置时，示数如图乙所示，则此时弹簧伸长量为 　   　cm。

（3）小明依次测量3号、4号、5号弹簧的实验数据，根据测量的数据作出图像，如图丙，已知图中数据的单位均取国际单位制单位，则这些弹簧的劲度系数为 　   　N/m。

19．（1）图甲为某次“探究加速度与力、质量的关系”实验装置图。

①利用图甲装置探究小车的加速度与力的关系，在实验之前，需要思考如何测“力”。为了简化“力”的测量，下列说法正确的是：　   　（选填选项前的字母）。

A．使小车沿倾角合适的斜面运动，小车受力可等效为只受绳的拉力

B．若斜面倾角过大，小车所受合力将小于绳的拉力

C．无论小车运动的加速度多大，砝码和盘的总重力都等于绳的拉力

D．只有小车质量远大于砝码和盘总质量，砝码和盘的总重力才近似等于绳的拉力

②乙图是某次实验中得到的一条纸带，已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，xOA＝3.97cm，xOB＝8.75cm，xOC＝14.30cm，xOD＝20.66cm，小车运动的加速度大小为 　   　m/s2（保留2位有效数字）。

（2）如图丙所示，用碰撞实验器可以研究两个刚性小球在水平轨道碰撞前后的动量关系。实验时先让质量为m1的小球1从斜槽上某一固定位置Q由静止开始释放，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的P点。再把质量为m2的小球2放在水平轨道末端，让小球1仍从位置Q由静止释放，两小球碰撞后从轨道末端水平抛出，小球2落到位于水平地面的N点，小球1落到位于水平地面的M点。则碰撞前的动量可表示为，碰后的动量可表示为。

①本实验中刚性小球1的质量m1与刚性小球2的质量m2大小应满足的关系 　   　；

②若实验中换用不同材质的小球，其他条件不变，可以改变小球的落点位置。下面三幅图中，可能正确的落点分布是 　   　。

20．实验小组用如图1所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知重力加速度为g，打点计时器所接的交流电的频率为50Hz，滑轮足够光滑，力传感器可测出轻绳中的拉力大小。图2甲是在实验中得到的一条纸带，相邻计数点间还有四个计时点没有画出，图2乙是以传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a﹣F图像。

①本实验是否需要满足m远小于M 　   　（选填“需要”或“不需要”）；

②小车的加速度大小为 　   　m/s2（结果保留两位有效数字）；

③分析乙图时，通过计算式求得图线的斜率为k，则小车的质量为 　   　。

21．在探究“物体质量一定时，加速度与力的关系”实验中，小荆同学做了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了力传感器来测细线中的拉力。

（1）实验时，下列说法正确的是 　   　。

A.需要用天平测出砂和砂桶的总质量

B.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数

C．使用电磁打点计时器时应选用220V的交流电源

D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量

（2）实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，已知 A、B、C、D各点到A点的距离分别是3.60cm，9.61cm，18.01cm，28.81cm，由以上数据可知，小车运动的加速度大小是 　   　m/s2。（计算结果保留三位有效数字）

（3）由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示。则小车运动过程中所受的阻力Ff＝　   　N，小车的质量M＝　   　kg。（结果保留二位有效数字）

22．某同学利用如图甲所示的装置探究加速度与力的关系，打点计时器的工作频率为50Hz．

（1）实验中，在平衡摩擦力时，将木板垫高后，应进行的操作是 　   　。

A．挂上钩码，小车拖着纸带，轻推小车，使小车沿木板匀速下滑

B．挂上钩码，小车没有拖着纸带，轻推小车，使小车沿木板匀速下滑

C．不挂钩码，小车拖着纸带，轻推小车，使小车沿木板匀速下滑

D．不挂钩码，小车没有拖着纸带，轻推小车，使小车沿木板匀速下滑

（2）平衡摩擦力后，某次打出的一条纸带如图乙所示，由此可得小车加速度的大小为 　   　m/s2。（结果保留两位有效数字）

（3）平衡摩擦力后，保持小车的质量不变，通过改变所挂钩码的质量m（钩码的质量远小于小车的质量），得到对应小车的加速度a．下列a﹣m图像中，可能符合实验结果的是 　   　。

23．某同学用图甲所示装置探究质量一定时加速度与力的关系，保持木板水平，调节小桶和小桶内沙的总质量m，使小车沿木板运动。小车上遮光条宽度为d，木板上AB两点间的距离为l，每次操作都将小车从A点由静止释放，小车通过光电门的时间为t，已知重力加速度为g，设小车质量为M，在满足m＜＜M的前提下改变小桶内沙的质量，进行了多次实验，将得到的实验信息经处理后记录在图乙的a﹣F图像中。

（1）根据实验信息计算小车加速度的表达式为a＝　   　；

（2）根据图像中的相关信息可知小车的质量M＝　   　kg（结果保留2位有效数字）；

（3）该实验探究得到的结论是 　   　。

24．利用图甲装置，研究“小车（含拉力传感器）质量一定时，加速度与合外力关系”，实验步骤如下：

①细绳一端绕在电动机上，另一端系在拉力传感器上。将小车放在长板的P位置，调整细绳与长板平行，启动电动机，使小车沿长板向下做匀速运动，记录此时拉力传感器的示数F0；

②撤去细绳，让小车从P位置由静止开始下滑，设此时小车受到的合外力为F，通过计算机可得到小车与位移传感器的距离随时间变化的s﹣t图像，并求出小车的加速度a；

③改变长板的倾角，重复步骤①②可得多组F、a的数据。

完成下列相关实验内容：

（1）在步骤①②中，F0　   　F（选填“＝”“＞”或“＜”）；

（2）本次实验 　   　（选填“需要”“不需要”）平衡小车所受到的摩擦力；

（3）某段时间内小车的s﹣t图像如图乙，根据图像可得小车的加速度大小为 　   　m/s2（计算结果保留两位小数）。

参考答案

1．0.30； 2.0； ②； 偏小； 2．x2； BC； 0.5； 3．平行； 0.3；              ；              4．13.80；              B；              C；              ；              偏大；              5．1.02；              ；              ；              6．0.30；              0.60；              0.20；              7．0.53；              0.81；              未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；              8．；              ；              gt2（h1﹣h2）；              9．右；              1.65；              2.97；              10．AB；              ；              曲；              0.99；              11．；              ；              ；              12．发射；              两组均可；              a组能够得到位移与时间的图像，从而利用匀变速直线运动位移与时间的关系判断物体是否在做匀加速直线运动。b组利用光电门测得不同位移下的速度，所以可以利用匀变速直线运动速度与位移的关系判断物体是否在做匀加速直线运动；              不能；              力的传感器虽然可以测出小车所受绳子的拉力，但由于钩码的质量较大，所以绳子上的力不恒定，另外该实验未平衡摩擦力，所以小车所受合外力是变化的。因此无法验证“合外力不变时，加速度与物体质量成反比”；              13．；              98；              0.21；              14．20.00；              1.00；              15．小钢球质量m、桌面离地面高度h；              ；              16．逐渐减小；              5、6；              1.7×10﹣2；              17．B；              20；              100；              18．F；              Δx；              4.00；              50.0；              19．AD；              0.79；              m1＞m2；              B；              20．不需要；              2.0；              ；              21．B；              2.40；              2.0；              3.0；              22．C；              0.88；              A；              23．；              2；              考虑摩擦力的影响，质量一定时，加速度和合外力成正比。；              24．＝；              不需要；              2.10；