某实验小组通过研究发现,采用如图所示装置可以得到小车和小盘的质量,步骤如下:(1)取一盒总质量为m0=0.2kg的砝码放置在小车上,不挂小盘,调节斜木板的倾角,
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某实验小组通过研究发现,采用如图所示装置可以得到小车和小盘的质量,步骤如下:(1)取一盒总质量为m0=0.2kg的砝码放置在小车上,不挂小盘,调节斜木板的倾角,
题型:不详
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来源:
某实验小组通过研究发现,采用如图所示装置可以得到小车和小盘的质量,步骤如下:
(1)取一盒总质量为m
0
=0.2kg的砝码放置在小车上,不挂小盘,调节斜木板的倾角,使小车能匀速滑下;
(2)挂上小盘,使小车无初速滑下,用打点计时器打出纸带,并根据纸带计算加速度;
(3)从小车上取质量为m
x
的砝码放到小盘中,重复步骤(2),测出对应的加速度;
(4)改变m
x
的大小,重复步骤(3),得到m
x
及a的数据,作出a-m
x
的图线;
步骤(1)中调节木板的倾角使小车能匀速下滑的目的是______.
通过实验判断小车做匀速运动的依据是______.
该实验中是否应该满足小车和砝码的质量远大于小盘和砝码的质量?______(选填“是”或“否”)
若求得图线的斜率k=25m/(kg•s
2
),截距b=0.5m/s
2
,g取10m/s
2
,则可知小盘的质量m
1
=______kg,小车的质量m
2
=______kg.
答案
调节木板倾角使小车能匀速滑下的目的是为了平衡小车所受的摩擦力.
判定小车作匀速运动的依据是用打点计时器打出的纸带上的点迹分布均匀.
本实验不需要让盘和砝码的总重力等于小车受到的合外力,所以不需要满足小车和砝码的质量远大于小盘和砝码的质量;
挂上小盘,使小车无初速度下滑,用打点计时器打出纸带,并根据纸带计算出加速度;
设小车质量为M
车
,小桶的质量为m
盘
,
对小桶分析:(m
盘
+m
x
)g-F
拉
=(m
盘
+m
x
)a
对小车分析:F
拉
=(M
车
+m
0
-m
x
)a
解得:a=
(m
1
+m
x
)g
m
1
+m
2
+m
0
对于a-m
x
图线,
m
1
g
m
1
+m
2
+m
0
为截距,
g
m
1
+m
2
+m
0
为斜率.
而图线的斜率k=25m/(kg•s
2
),截距b=0.5m/s
2
,
解得:m
1
=0.02kg,m
2
=0.18kg
故答案为:平衡摩擦力;打点计时器打出的纸带点迹分布均匀;否;0.02;0.18.
举一反三
小明同学用如图所示的实验装置验证规律:物体质量一定,其加速度与所受合力成正比.
(1)在平衡摩擦力时,小明用垫木把长木板的右端垫得过高,使得倾角偏大.他所得到的小车的加速度a与细线作用于小车的拉力F之间的关系可用下图中哪条图线表示?答:______.
(2)小明认为,在做以上实验时,“细线作用于小车的拉力F等于砂和桶的总重力”是有条件的.他把实验装置设想成如图丙所示的模型:水平面上的小车,用轻绳跨过定滑轮使之与盛有砂的小桶相连.已知小车的质量为M,砂和桶的总质量为m,重力加速度为g.若不计摩擦阻力与空气的阻力,根据牛顿第二定律可以计算得出细线作用于小车的拉力F=______;由此可知,当满足______条件时,才可以认为细线作用于小车的拉力F等于砂和桶的总重力mg.
题型:不详
难度:
|
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在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,采用如图乙所示的装置.则下列说法中正确的是 ( )
A.本实验主要采用控制变量的方法来研究加速度与力、质量的关系
B.在探究加速度与外力的关系时,应该改变小车的质量
C.在探究加速度与质量的关系时作出a
-
1
m
图象容易更直观判断出二者间的关系
D.无论在什么条件下,细线对小车的拉力大小总等于砝码盘和砝码的总重力大小.
题型:不详
难度:
|
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某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置,探究物体的加速度与受力的关系,通过改变重物的质量,利用传感器可得到滑块运动的加速度a和所受拉力F,而后做出a-F关系图象.他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图线,如图(b)所示.由图象可知图线Ⅱ不过坐标原点的原因是______;滑块和加速度传感器的总质量m=______kg.
题型:不详
难度:
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研究物体运动的加速度与物体所受力的关系的实验装置如图甲所示,实验的步骤如下:
①把一端带有定滑轮的长木板放在水平桌面上,使定滑轮伸出桌面.
②把打点计时器固定在长木板没有定滑轮的一端,并把打点计时器连接到电源上.
③把小车放在长木板上并靠近打点计时器的地方,把纸带的一端固定在小车上且让纸带穿过打点计时器.
④细线的一端固定在小车上并跨过定滑轮,另一端悬挂一砝码盘,调整滑轮的高度使滑轮和小车间的细线与长木板平行.
⑤接通打点计时器电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一列小点.
⑥改变砝码盘中砝码的质量,更换纸带,重复上面步骤.
⑦根据纸带上打的点算出每次实验时小车的加速度,把每次实验时砝码和砝码盘的重力记录在相应的纸带上.
⑧以小车的加速度a为纵坐标,细线的拉力F(砝码和砝码盘的总重力)为横坐标,建立坐标系,画出a-F图象得出加速度与力的关系.
(1)上述操作步骤中明显遗漏的步骤是______.
(2)某同学画出的a-F图象如图乙所示,图线不是直线的可能原因是______.
(3)另一位同学将本实验做了改动:每次实验时将小车上的砝码拿下放到砝码盘上,其他操作都与上面一样.那么他画出的a-F图象______(填“是”或“不是”)一条过坐标原点的直线,原因是______.
题型:不详
难度:
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某实验小组用如图1所示器材“探究a与F、m之间的关系”
(1)关于该实验的要求,以下说法正确的有______
A.小车的质量要远小于砝码和托盘的总质量
B.要采用控制变量法探究a与F、m之间的关系
C.平衡阻力时,最好先取下细绳、托盘和纸带,再改变长木板倾斜程度
D.要先释放小车,再接通打点计时器的电源
(2)连接细绳及托盘,放入砝码,通过实验得到图2所示的纸带.纸带上O为小车运动起始时刻所打的点,选取计数点A、B、C、D、E、F、G.相邻两计数点之间有四个点未画出.由以上数据可算出打C点时小车速度大小为______m/s;打该纸带的过程中小车的加速度大小为______m/s
2
(以上计算结果均保留三位有效数字).
(3)如果平衡阻力时,已经取下细绳和托盘,并且通过改变长木板倾斜程度,达到了完全平衡摩擦力的要求.实验前已测得小车质量为1kg,托盘的质量5×10
-3
kg,在上述实验过程中该组同学放入托盘中的砝码质量约为______kg(g取9.8m/s
2
,结果保留两位有效数字)
题型:不详
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