在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时,采用如图所示的实验装置,小车及车中的砝码质量用M表示,盘及盘中的砝码质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带

在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时,采用如图所示的实验装置,小车及车中的砝码质量用M表示,盘及盘中的砝码质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带

题型:不详难度:来源:
在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时,采用如图所示的实验装置,小车及车中的砝码质量用M表示,盘及盘中的砝码质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计数器打上的点计算出:

⑴某学生将实验装置如上图安装好,准备接通电源后开始做实验,但他的装置图中有两个明显的错误:
                        
                         
⑵M与m的大小关系满足   时,可以认为绳子对小车拉力的大小等于盘和砝码的重力。              
⑶一组同学保持盘及盘中的砝码质量一定,探究物体加速度与质量的关系,以下做法错误的是(    )
A.平衡摩擦力时,应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力
C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器电源
D.小车运动的加速度,可用天平称出盘及砝码质量m、小车质量M,用a=mg/M求出
⑷在保持小车及车中的砝码质量质量M一定,探究加速度与所受合外力的关系时,由于平衡摩擦力时操作不当,二位同学得到的a―F关系分别如下图A、B所示(a是小车的加速度,F是细线作用于小车的拉力)。其原因分别是:

A图:           
B图:          
答案
⑴打点计时器采用直流电源,没有平衡摩擦力⑵m<<M    ⑶ACD    ⑷A:斜面倾角过大,B:斜面倾角过小或未平衡摩擦力
解析

试题分析:⑴打点计时器采用直流电源,没有平衡摩擦力
(2)以整体为研究对象有,,解得
以M为研究对象有绳子的拉力
显然要有F=mg必有,故有m<<M,即只有m<<M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.
(3)平衡摩擦力时,平衡摩擦力时,应将绳从小车上拿去,轻轻推动小车,是小车沿木板运动,通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动.故A错误.每次改变小车的质量时,小车的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消,不需要重新平衡摩擦力.故B正确.实验时,应先放开小车,再接通打点计时器电源,由于小车运动较快,可能会使打出来的点很少,不利于数据的采集和处理.故C错误.小车运动的加速度是利用打点计时器测量,如果用天平测出m以及小车质量M,直接用公式求出,这是在直接运用牛顿第二定律计算的,而我们实验是在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系.故D错误
点评:对于实验我们要清楚每一项操作存在的理由.比如为什么要平衡摩擦力,为什么要先接通电源后释放纸带等.
举一反三
如图所示,螺旋测微器的读数为      mm,游标卡尺的读数为       mm
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在做“探究匀变速直线运动”实验时
(1)要用到打点计时器,关于打点计时器及其操作,下列说法正确的是      
A.打点计时器是一种计时仪器,使用电源频率为50Hz , 每隔0.02s打一次点
B.电磁打点计时器的工作电压是4—6V的交流或直流电,而电火花打点计时器的工作电压是220V交流电
C.实验操作时,是先接通打点计时器然后让物体带动纸带运动
D.实验操作时,是让物体带动纸带运动的同时接通打点计时器
(2)某同学在做“研究匀变速直线运动”实验时,从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条(每两点间还有4个点没有画出来),图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为50Hz。

由图中已知数据计算:该匀变速直线运动的加速度的大小为a= ________ m/s2,纸带上D点相对应的瞬时速度v="_________" m/s。(答案均要求保留3位有效数字)
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某研究性学习小组做探究“橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”的实验,实验开始前,他们提出了以下几种猜想:①。实验装置如图所示,图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行的情形,这时橡皮筋对小车做的功记为W。 当我们用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时,每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放。 小车在实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。


(1)实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动,应采取的措施是               
(2)每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的,为了计算出小车获得的速度,应选用纸带的            部分进行测量;
(3)同学们设计了以下表格来记录数据。其中w1、w2、w3、w4 ……表示橡皮筋对小车做的功, v1、v2、v3、v4、……表示物体每次获得的速度
实验次数
1
2
3
4
……
w
w1
w2
w3
w4
……
v
v1
v2
v3
v4
……
 
他们根据实验数据绘制了如图乙所示的w—v图象,由图象形状得出结论。他们的做法是否合适?请说明理由:                      
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电磁打点计时器和电火花打点计时器都是使用____     _电源的计时仪器,电磁打点计时器工作的电压是_____          __V,电火花打点计时器工作的电压是_       _____V。当电源频率是50HZ时,它每隔_____ __打一个点。
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有一条电磁打点计时器打下的纸带如图-1所示,自A点起,每隔0.1秒记一个点。相邻计数两点间的距离分别为10cm、14cm、18cm、22cm、26cm,则纸带在运动中,AF段的平均速度为____        m/s,E点的瞬时速度为          m/s,纸带运动的加速度为__________m/s2
…• •    •            •              •                      •  
A  B    C             D                E                      F

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