在探究加速度与力、质量的关系中,采用如图所示的实验装置,小车及车中的砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带有打点计时器
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在探究加速度与力、质量的关系中,采用如图所示的实验装置,小车及车中的砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带有打点计时器
题型:不详
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在探究加速度与力、质量的关系中,采用如图所示的实验装置,小车及车中的砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带有打点计时器打上的点计算出.
(1)当M与m的质量满足
时,才可以认为绳对小车的拉力近似等于盘中砝码的重力.
(2)一组同学在做加速度与质量关系的实验时,保持盘及盘中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图像法处理数据.为了比较容易确定加速度
与质量M的关系,应该做
与
的图像.
(3)如图(a)为甲同学根据测量数据作出的
图像,说明实验存在的问题是
(4)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的
如图(b)所示,两个同学做实验时哪一个物理量取值不同?
答案
(1)m远小于M (2)
(3)平衡摩擦力不充分或者没有平衡摩擦力
(4)小车及车中砝码的总质量
解析
试题分析:(1)设绳子的拉力为F.根据牛顿第二定律,以
为研究对象,有:
以M为研究对象,有:
联立以上两式解得:
,显然要有
,必有
,故有
,即只有
时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力.
(2)根据牛顿第二定律知:当合力一定时,a与M成反比,而反比例函数图象是曲线,而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系,故不能作a-M图象;但
,故a与
成正比,而正比例函数图象是过坐标原点的一条直线,就比较容易判定自变量和因变量之间的关系,故应作
图象.
(3)从图(a)中发现直线没过原点,当
时,a=0.也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0,说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消,所以该组同学实验操作中遗漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足这个步骤.即平衡摩擦力不充分或者没有平衡摩擦力.
(4)由图(b)可知在拉力相同的情况下
,根据
可得
,即
图象的斜率等于物体的质量,且
.故两人的实验中小车及车中砝码的总质量不同.
举一反三
(2分)以下是一些有关高中物理实验的描述,其中说法不正确的一项是:
A.在“验证力的平行四边形定则”实验中的拉橡皮筋的细绳要稍长一点,并且实验时要使弹簧与木板平面平行
B.在“验证机械能守恒定律”实验中,必须用天平称出重物的质量
C.在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中,应将弹簧竖直悬挂后再测原长
D.在“探究力做功与动能的变化关系”实验中,需要平衡摩擦力
题型:不详
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(6分)某兴趣小组在探究物体动能大小实验时,让一物体在恒定合外力作用下由静止开始沿直线运动,记录下速度、时间、位置等实验数据,然后分别作出动能E
k
随时间变化和动能E
k
随位置变化的两个图线,但横坐标没有标出,
(1)请你判断物体动能随位置变化的图线应是图________;(2)若图甲中OA连线的斜率为p,图乙中直线的斜率为q, 则物体所受合外力的大小为________,在A点所对应的瞬时速度的大小为________.
题型:不详
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(6分)利用如右图所示的装置进行“验证机械能守恒定律”实验,除了所需的打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、铁架台、纸带夹和重物,此外还需要下列器材中的_______(填字母代号)
A.直流电源
B.交流电源
C.游标卡尺
D.毫米刻度尺
E.天平及砝码
F.秒表
题型:不详
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(6分)在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,用打点计时器记录纸带运动的时间。计时器所用电源的频率为50Hz,图为一次实验得到的一条纸带,纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出,按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点,用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离如图所示(单位:cm)。由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的即时速度大小
=________m/s,小车的加速度大小a=________
。(保留两位有效数字)
题型:不详
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(13分)如图所示为某同学所安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置。
(1)在图示状态下,开始做实验,该同学有装置和操作中的主要错误是①_______________________;
②______________________;③________________________;④__________________________.
(2)在验证牛顿第二定律的实验中,得到了如下一组实验数据,并在图示坐标中已画出
图线.
①从图中可以发现实验操作中的问题是________________________________.
②从图线中求出系统的质量是________________.(保留两位有效数字)
题型:不详
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