影响加速度的因素是物体的质量及其所受合外力,现用气垫导轨装置探究加速度与力、质量的定量关系,如图12-1所示。滑块在气垫导轨上运动,导轨上的小孔喷出的气流使滑块

影响加速度的因素是物体的质量及其所受合外力,现用气垫导轨装置探究加速度与力、质量的定量关系,如图12-1所示。滑块在气垫导轨上运动,导轨上的小孔喷出的气流使滑块

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影响加速度的因素是物体的质量及其所受合外力,现用气垫导轨装置探究加速度与力、质量的定量关系,如图12-1所示。滑块在气垫导轨上运动,导轨上的小孔喷出的气流使滑块悬浮在导轨上,使滑块所受的摩擦力减小到可以忽略不计的程度。光电门可显示滑块上细窄挡光条经过光电门的时间,经过光电门1和光电门的时间分别记为
挡光条宽度为,两光电门间距为

⑴保持滑块质量不变,让滑块在砝码拉力作用下做加速运动,通过增减砝码的数量改变拉力的大小,重复多次实验,在表1中记录下实验数据,然后进行分析。
表1滑块质量不变时的实验数据(滑块质量)


①滑块经过光电门1的速度计算式       ,滑块的加速度计算式为         
②在此实验中,需要保证在增加砝码时M >>m,这样做的目的是                                
③依表1中的数据,在图中坐标系中做出图像,并写出实验结论:                      
⑵保持滑块的受力不变,通过在滑块上增加或减少橡皮泥改变滑块的质量,重复多次,按表2中各项物理量记下实验数据。
表2滑块所受拉力不变时的实验数据(拉力)

运用图像处理实验数据时,建立合适的坐标系能直观的表达出实验结论,请你以表2为依据,纵坐标为加速度,横坐标物理量应该为       ,理由是                       
答案
(1)①
②使滑块所受拉力等于砝码盘和砝码的重力
③见解析,质量不变时,物体加速度与其所受合外力成正比
(2),可得到在合外力不变时物体加速度与质量间的定量关系
解析

试题分析:(1)①滑块经过光电门1时间极短,平均速度接近瞬时速度,,同理,经过光电门2的速度,根据匀变速直线运动的公式整理得
②事实上,砝码和滑块一起运动加速度,绳子拉力,而在实验中,我们以作为拉力,只有时,滑块所受拉力才近似等于砝码盘和砝码的重力。
③根据表格中数据描点作图,根据做出的图像判断加速度与合外力成正比,实验方法为控制变量法,因此结论为质量不变时,物体加速度与其所受合外力成正比

(2)滑块的受力不变时,如果牛顿第二定律成立,那么加速度与质量成反比,但是在图像中反比例图像是一条曲线,单独凭借一条曲线不能肯定是与质量反比还是质量平方三次方成反比,但是加速度与质量的倒数成正比,所以横坐标选择,可获得结论是合外力不变时物体加速度与质量间的定量关系
举一反三
甲图中游标卡尺的读数是      cm。乙图中螺旋测微器的读数是      mm。

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(6分)某研究学习小组用图甲所示的装置探究加速度与合力的关系。装置中的铝箱下端连接纸带,砂桶中可放置砂子以改变铝箱所受的外力大小,铝箱向上运动的加速度a可由打点计时器和纸带测出。现保持铝箱总质量m不变,逐渐增大砂桶和砂的总质量进行多次实验,得到多组a、F值(F为力传感器的示数,等于悬挂滑轮绳子的拉力)。已知重力加速度为g,不计滑轮的重力。某同学根据实验数据画出了图乙所示的一条过坐标原点O的倾斜直线,其中纵轴为铝箱的加速度大小,横轴应为__________(用所给字母表示);当砂桶和砂的总质量较大导致a较大时,图线_______________(填选项前的字母)
A.偏向纵轴 B.偏向横轴
C.仍保持原方向不变 D.斜率逐渐减小

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某同学想研究弹簧的弹性势能Ep和弹簧形变量x间的函数关系。设想用水平力缓慢地将弹簧从原长拉伸x,该过程拉力做的功W等于弹性势能的增加,即Ep。根据本实验所得,弹力F和弹簧伸长x的关系为F=kx。拉力的平均值为kx,所以W=kx2。他猜想弹性势能的表达式应该就是Ep=kx2。他找到一根弹簧、一个木板、一个重G=5.0N的长方体形金属块,设计了一个实验,利用一把毫米刻度尺来验证这个结论。步骤是:

(1)将金属块悬挂在该弹簧下方,静止时测得弹簧的伸长量为1.00cm,由此得出该弹簧在受到单位作用力时的伸长量,即F=kx式中的比例系数k为________N/m;
(2)将金属块放在长木板上,调节长木板的倾角,当金属块刚好能匀速下滑时测出斜面的高度为10.00cm,底边长为40.00cm,由此测得金属块和长木板间的动摩擦因数μ=______。
(3)如图将木板固定在地面上,金属块放置于木板上。弹簧一端固定在竖直墙上,另一端与金属块接触,用手向左压金属块使弹簧压缩一定长度后由静止释放,滑块脱离弹簧后,又沿长木板滑行一段距离而停下。测出每次弹簧的压缩量x和金属块脱离弹簧后在长木板上滑行的距离s,将对应的数据填写在下面的表格中。

为验证结果是否符合猜想Ep=kx2,则应该根据以上数据作出得图像为(     )
A:图像             B:图像
C:图像        D:图像
在下图的坐标系中作出你所选择的的图像,请注明横纵坐标所代表的物理量及单位,并注明你所选的标度,由图可得到Ep和x2间的关系式为                   则该同学的猜想是         (填“正确”或者“错误”)的。

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(8分)如图为“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图。现有的器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重物、导线、开关。回答下列问题:

⑴为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有      (填入正确选项前的字母);
A.秒表         B.刻度尺         C.0~6V的交流电源         D.0~6V的直流电源
⑵实验中误差产生的原因有                                                                
                                                                            (写出两个原因);
⑶若已知打点计时器的电源频率为50Hz,当地的重力加速度为g=9.80m/s2,重物质量为mkg,实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示,其中O为第一个点,A、B、C为另外3个连续点,由图中数据可知重物由O点运动到B点重力势能减少量ΔEp     J,动能增量ΔEk     J,得出的结论是                。(计算结果保留三位有效数字)

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(10分)图甲是利用打点计时器测量小车沿斜面下滑时所受阻力的示意图.小车拖着纸带在斜面上下滑时,打出的一段纸带如图乙所示,其中O为小车开始运动时打出的点,设小车在斜面上运动时所受阻力恒定。

⑴已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,由纸带分析可知小车下滑的加速度a=     m/s2,打E点时小车速度vE     m/s(结果保留两位有效数字);
⑵为了求出小车在下滑过程中所受的阻力,可运用牛顿运动定律或动能定理求解,在这两种方案中除知道小车下滑的加速度a、打E点时速度vE、小车质量m、重力加速度g外,利用米尺、三角板还需要测量哪些物理量,列出阻力的表达式。
方案一:需要测量的物理量               ,阻力的表达式(用字母表示)                     
方案二:需要测量的物理量               ,阻力的表达式(用字母表示)                     
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