某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验.如图a为实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有砝码的小桶,D为一端带有定滑轮的长方

某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验.如图a为实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有砝码的小桶,D为一端带有定滑轮的长方

题型:不详难度:来源:
某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验.如图a为实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有砝码的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重量,小车运动加速度a可用纸带上的打点求得.

(1)图(b)为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为    m/s2.(保留二位有效数字)
(2)在“探究加速度与质量的关系”时,保持砝码和小桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m数据如下表:
次  数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
小车加速度a/ms-2
1.98
1.72
1.48
1.25
1.00
0.75
0.48
0.50
0.30
小车质量m/kg
0.25
0.29
0.33
0.40
0.50
0.71
0.75
1.00
1.67
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
根据上表数据,为直观反映F不变时am的关系,请在图方格坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系,并作出图线.(如有需要,可利用上表中空格)
(3)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d,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:                                          
答案
(1)3.2m/s2                        
(2)见下图                                 
(3)实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分   

解析

试题分析:(1)根据逐差法可得
(2)如图所示:

(3)图线不通过坐标原点,F不为零时,加速度仍为零,知平衡摩擦力不足或者没有平衡摩擦力,
点评:解决本题的关键会从纸带上求瞬时速度和加速度,以及在作图时注意,偏离比较远的点可以舍去.
举一反三
某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.弧形轨道末端水平,离地面的高度为H,将钢球从轨道的不同高度h处静止释放,钢球的落点距轨道末端的水平距离为s.

(1)若轨道完全光滑,s2h的理论关系应满足s2=       (用H、h表示).
(2)该同学经实验测量得到一组数据,如下表所示:
H(10-1 m)
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
s2(10-1 m2)
2.62
3.89
5.20
6.53
7.78
请在坐标纸上作出s2h关系图.
(3)对比实验结果与理论计算得到的s2h关系图线(图中已画出),自同一高度静止释放的钢球,水平抛出的速率       (填“小于”或“大于”)

(4)从s2h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著,你认为造成上述偏差的可能原因是         
 
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如图所示,在研究平抛运动时,小球A沿轨道滑下,离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关S,被电磁铁吸住的小球B同时自由下落。改变整个装置的高度做同样的实验,发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地。该实验现象说明了A球在离开轨道后:(    )               

A.水平方向的分运动是匀速直线运动
B.水平方向的分运动是匀加速直线运动
C.竖直方向的分运动是自由落体运动
D.竖直方向的分运动是匀速直线运动
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在用如图所示的装置做“探究功与速度变化的关系”的实验中
(1).下列说法不正确的是(  )
A.为了平衡摩擦力,实验中可以将长木板的左端适当垫高,使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运动
B.为简便起见,每次实验中橡皮筋的规格要相同,拉伸的长度要一样
C.可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值
D.可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值
(2)根据实验数据作出了如图所示的W—v图象,下列符合实际的是   (  )

(3)某同学在一次实验中,得到一条记录纸带.纸带上打出的点,两端密、中间疏.出现这种情况的原因是:                                        
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某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动A使它做匀速运动,然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动,他设计的装置如图1所示,在小车A后连着纸带,长木板下垫着小木片以达到    ①  

若已得到打点纸带,并将测得各记数点间距标在下面(如图2),A为运动起始的第一点,则应选   ②  段来计算A车的碰前速度,应选   ③   段来计算A车和B车碰后的共同速度。(以上两空填“AB”或“BC”,或“CD”“DE”
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在学习了“实验:探究碰撞中的不变量”的实验后,得出了动量守恒定律,反过来我们可以利用该实验中的有关方案来验证动量守恒定律。下面是某实验小组选用水平气垫导轨、光电门的测量装置来研究两个滑块碰撞过程中系统动量的变化情况。实验仪器如图所示。实验过程:

(1)调节气垫导轨水平,并使光电计时器系统正常工作。
(2)在滑块1上装上挡光片并测出其长度L
(3)在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥(或双面胶纸)。
(4)用天平测出滑块1和滑块2的质量m1m2。
(5)把滑块1和滑块2放在气垫导轨上,让滑块2处于静止状态(=0),用滑块1以初速度与之碰撞(这时光电计时器系统自动计算时间),撞后两者粘在一起,分别记下滑块1的挡光片碰前通过光电门的遮光时间和碰后通过光电门的遮光时间
(6)先根据   ④  计算滑块1碰撞前的速度及碰后两者的共同速度;再计算两滑块碰撞前后的动量,并比较两滑块碰撞前后的动量的矢量和。
实验数据: m1=0.324kg   m2=0.181kg      L=1.00×10-3m


滑块1
滑块2
碰前系统动量kgms-1
碰后系统动量kgms-1
/ms-1
/ms-1
/ms-1
/ms-1


(+)
1
0.290
0.184
0
0.184
0.094
 ⑤ 
  ⑥  
2
0.426
0.269
0
0.269
 ⑦ 
 ⑧ 
0.136
结论:   ⑨   

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