(6分)实验中用图甲所示的装置探究加速度与力和质量的关系,通过改变小托盘和砝码总质量m来改变小车受到的合外力,通过加减小车中的砝码来改变小车总质量M.打点计时器
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(6分)实验中用图甲所示的装置探究加速度与力和质量的关系,通过改变小托盘和砝码总质量m来改变小车受到的合外力,通过加减小车中的砝码来改变小车总质量M.打点计时器所用交流电的频率为50Hz. 图乙为实验中得到的一条纸带中的一部分,取0、1、2、3、4、5、6为计数点,相邻两计数点间还有4个打点未画出.从纸带上测出 x1=3.20cm,x2=4.74cm,x3=6.30cm, x4=7.85cm,x5=9.41cm,x6=10.96cm. (1)由上述数据计算出小车运动的加速度大小为 m/s2(结果保留三位有效数字). (2)本实验的目的是为研究加速度、质量、合外力三个物理量之间的关系,故实验中应采用的实验研究方法是 . (3)若在研究加速度与力的关系时得到了如图丙所示的图像,则该图像不过原点原因是 .
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答案
(1)1.55 (2分) (2)控制变量法 (2分) (3)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够(2分) |
解析
试题分析:(1)根据匀变速直线运动规律有,减小实验误差,不要只取,这样计算误差大,把六组数据都用上,但也不能取最后计算加速度的平均值,那样最后只用了第一个数据和最后一个数据,起不到减小误差的效果。我们使用,最后取加速度的平均值即 (2)为研究加速度、质量、合外力三个物理量之间的关系,先控制质量不变,研究加速度和合外力的关系,然后再控制合外力不变,研究加速度和质量的关系,此为控制变量法 (3)观察丙图发现当绳子拉力大于0时,小车加速度仍等于0,根据牛顿第二定律合外力等于0,即除拉力外还有别的力与拉力平衡,即摩擦力,或者没有平衡摩擦力或者摩擦力平衡的不够。 |
举一反三
(10分)某课外实验小组设计了多种方案来测量滑块与斜面、水平面间的动摩擦因数(滑块与斜面、水平面间的动摩擦因数相等),其中一种方案所用的测量工具只使用了刻度尺,该方案的做法如下:
(1)将滑块从如图装置的斜面上的A点由静止滑下,当滑块在水平面上滑行一段距离后停在C点. (2)此时需要测量的物理量有: .(所填物理量应用字母符号表示并说明字母符号的物理意义) (3)的表达式为:= .(用(2)中字母符号表示) (4)为了使测量尽可能精确,应改变 进行多次测量,求的平均值. (5)考虑滑块滑至斜面底端B时,因与水平面碰撞仅保留了水平分速度而进入水平轨道,则所测得的 .(填“偏大”、“偏小”或“不变”) |
(5分)在“验证机械能守恒定律”的实验中,下面叙述正确的是( ) A.应该用天平称出物体的质量 | B.操作时应先放纸带后接电源 | C.安装打点计时器时,两纸带限位孔应在同一竖直线上 | D.电火花打点计时器应接在电压为220V的交流电源上 |
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(12分) 在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带,如图所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点(每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点,本图中没有画出),打点计时器接的是“220V、50Hz”的交变电流。如图,他将一把毫米刻度尺放在纸带上,其零刻度和计数点A对齐。
(1)打点计时器在打B、C、D、E各点时物体的瞬时速度如下表:
vB
| vC
| vD
| vE
| 0.12m/s
| 0.16m/s
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| 0.25m/s
| 从图中可先读出AC两点间距为 cm,及AE两点间距为 cm,再来计算vD=________m/s (保留两位有效数字)。 (2)根据(1)中得到的数据,试在图中所给的坐标系中,画出v-t图象,并从中可得出物体的加速度a=______m/s2。(保留两位有效数字)
(3)如果当时电网中交变电流的频率是f′=49Hz,而做实验的同学并不知道,那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏________。(填“大”或“小”) |
用图所示装置做“探究动能定理”的实验时,下列说法正确的是( )
A.通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值 | B.通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值 | C.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度 | D.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度 |
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(1)用落体法验证机械能守恒定律,下面哪些测量工具是必需的 ( )A.天平 | B.4~6V的低压直流电源 | C.刻度尺 | D.秒表 | (2)在使用重锤和打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,选定了一条较为理想的纸带,如下图所示。O为起始点,以后各点依次记为1、2、3……,纸带上所打的各点记录了重锤在不同时刻的位置,测得的S1、S2、S3……是重锤从开始运动到各时刻的位移,重物由O点运动到“4”点,势能的减少量的表达式为 ,动能的增量表达式为_______ (重锤质量为m,打点计时器的打点周期为T),实验结果发现动能增量总 (填“大于”、“等于”或“小于”)重力势能的减少量,主要的原因是: 。
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