(8分)某探究小组在做“探究加速度与力、质量的关系”实验时,采用如图所示的装置,通过控制装置让两小车同时开始运动,同时停止,测量两小车运动的位移,从而讨论加速度

(8分)某探究小组在做“探究加速度与力、质量的关系”实验时,采用如图所示的装置,通过控制装置让两小车同时开始运动,同时停止,测量两小车运动的位移,从而讨论加速度

题型:不详难度:来源:
(8分)某探究小组在做“探究加速度与力、质量的关系”实验时,采用如图所示的装置,通过控制装置让两小车同时开始运动,同时停止,测量两小车运动的位移,从而讨论加速度与力、质量的关系.某次实验中,测得两小车总质量均为300g,现保持两小车质量不变,改变盘中砝码的质量,进行几次实验,得到的数据如下表,表中的m1、m2分别表示两盘与砝码的总质量,x1、x2分别表示两小车运动的位移.

(1)在安装实验装置时,应调整滑轮的高度,使                   ;在实验时,为减小系统误差,应使砝码盘和砝码的总质量________小车的质量(选填“远大于”、“远小于”或“等于”).
(2)由运动学知识可知,两小车加速度之比a1/a2与位移之比x1/x2之间的大小关系为_________   (选填“相等”、“不相等”、“没有关系”)
次数
小车1
小车2
比    值
结论
m1/g
x1/cm
m2/g
x2/cm
m1g/m2 g
x1/x2
在误差允许的范围内:
1
9.00
28.80
14.00
45.00
0.64
0.64
2
9.00
23.20
19.00
50.50
0.47
0.46
3
14.00
29.90
24.00
52.20
0.58
0.57
4
14.00
23.40
29.00
51.20
0.48
0.46
(3)用m1g和m2 g分别代表两小车所受拉力. 根据实验数据可知,当小车的质量不变时,小车的加速度与拉力的关系是:                            
答案
(1)细线与木板平行;远小于  (2)相等 (3)在误差允许的范围内,小车的加速度与拉力成正比
解析

试题分析:(1)在安装实验装置时,应调整滑轮的高度,使细线与木板平行(或水平),如果细线不保持水平,那么小车的合力就不等于绳子的拉力,小车的合力就不能正确测量.
设小车的质量为M,砝码盘和砝码的质量为m,根据牛顿第二定律得:
对m:mg-F=ma,对M:F=Ma,解得:F=
当mM时,即当砝码盘和砝码的总重力要远小于小车的重力,绳子的拉力近似等于砝码盘和砝码的总重力.
(2)本实验中,两小车从静止开始做匀加速直线运动,且两小车的运动时间相等,所以两小车的位移之比等于加速度之比。
(3)因为两小车从静止开始做匀加速直线运动,且两小车的运动时间相等.即位移与所受合外力成正比,所以拉力之比应该近似等于位移之比,故当小车的质量不变时,小车的加速度与拉力成正比。
举一反三
(6分)利用图甲所示的装置测定某地重力加速度,得到图乙所示的一段纸带,测得AB=7.65cm, BC="9.17cm." 已知打点计时器所用交流电频率是50Hz,则(结果保留两位有效数字)                    
(1)打点计时器打B点时重物的瞬时速度大小为_______m/s.
(2)由纸带计算出重力加速度的数值为________m/s2, 当地重力加速度公认值为9.80m/s2,该实验值对比公认值产生偏差的主要原因是                             .

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一种游标卡尺,它的游标尺有20个等分度,总长度为19 mm。现用它测量某工件宽度,示数如图甲所示,其读数为    cm。乙图中螺旋测微器读数为   mm。

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在“探究功与物体速度变化关系”的实验中,某实验研究小组的实验装置如图甲所示。木块从A点静止释放后,在一根弹簧作用下弹出,沿足够长的木板运动到B1点停下,O点为弹簧原长时所处的位置,测得OB1的距离为L1,并记录此过程中弹簧对木块做的功为W1。用完全相同的弹簧2根、3根……并列在一起进行第2次、第3次……实验并记录相应的数据,作出弹簧对木块做功W与木块停下的位置距O点的距离L的图象如图乙所示。

请回答下列问题:
(i)W—L图线为什么不通过原点?                                    
(ii)弹簧被压缩的长度LOA =          cm。
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(1)在“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。

①图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是____________________
②本实验采用的科学方法是(  )
A.理想实验法
B.等效替代法
C.控制变量法
D.建立物理模型法
(2)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A、 B、 C、 D、 E、F、G等7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点,图中没有画出,打点计时器接周期为T="0.02" s的交流电源.他经过测量并计算得到打点计时器在打B、 C、 D、 E、F各点时物体的瞬时速度如下表:

①计算的公式为=         
②根据(1)中得到的数据,以A点对应的时刻为t=0,作出v-t图象,并求物体的加速度
a=    m/s2 ;
(3)某同学设计了如图甲所示的装置来探究加速度与力的关系。打点计时器固定在一端带有定滑轮的长木板上,细绳的两端分别与带有纸带小车和矿泉水瓶连接。

①该小组在实验操作中,在保持小车的质量不变的情况下,向矿泉水瓶中逐渐加水,研究小车加速度与小车受力的关系。这种实验研究方法叫做             
②利用多次测量的数据,画出了如图丙所示的a-F关系图线。

分析发现图线在水平轴上有明显的截距 (OA不为零),这是因为:_     ___                _____。
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为了“探究加速度与力、质量的关系”,请思考探究思路并回答下列问题:
(1)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是___________
A.将不带滑轮的木板一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B.将不带滑轮的木板一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动
C.将不带滑轮的木板一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D.将不带滑轮的木板一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动
(2)在“探究加速度与力、质量关系”的实验中,得到一条打点的纸带,如图所示,已知相邻计数点间的时间间隔为T,且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出,则小车加速度的表达式为a=__________;实验中使用的电火花计时器使用    电源(填“直流”或“交流”),工作电压    V.

(3)消除小车与水平木板之间摩擦力的影响后,可用钩码总重力代替小车所受的拉力,此时钩码m与小车总质量M之间应满足的关系为_______________;
(4)在“探究加速度与力的关系”时,保持小车的质量不变,改变小桶中砝码的质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图,该图线不通过坐标原点,试分析图线不通过坐标原点的原因.
答:                     

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