在探究加速度a与力F、质量m的关系实验中,三个小组分别采用了图甲、图乙、图丙不同的实验器材进行.乙组不同于甲组的是长木板的右端垫着小木块,丙组不同的是用气垫导轨

在探究加速度a与力F、质量m的关系实验中,三个小组分别采用了图甲、图乙、图丙不同的实验器材进行.乙组不同于甲组的是长木板的右端垫着小木块,丙组不同的是用气垫导轨

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在探究加速度a与力F、质量m的关系实验中,三个小组分别采用了图甲、图乙、图丙不同的实验器材进行.乙组不同于甲组的是长木板的右端垫着小木块,丙组不同的是用气垫导轨代替长木板、数字计时器代替打点计时器(遮光条通过每个光电门需要的时间t都可以直接显示出来).
(1)若先探究a与F的关系,则应保持实验器材中______不变;实验中测F应该测的是______,在三组器材中测F时产生系统误差最大的是______,乙组中采取减小系统误差的关键是______.三个组测量了数据后描绘的a-F图象有所不同,其中有一组得到的如图丁所示,这是______组器材测得的结果.(每空1分)
(2)用丙组做实验时两个光电门间距是30cm,遮光条的宽度为1cm,它通过光电门1和2时需要的时间分别显示为0.1s和0.025s,计算小车经过两个光电门时的速度为v1=______m/s,v2=______m/s,由此计算出小车的加速度a=______m/s2
答案
(1)实验用控制变量法探究加速度a与力F、质量m的关系,若先探究a与F的关系,则应保持实验器材中小车质量不变,实验中测F应该测的是重物的重力,甲组没有平衡摩擦力,所以甲组误差最大,乙组中采取减小系统误差的关键是将木板垫成斜面使小车受到的重力沿着斜面的分力与摩擦力平衡,保证绳子的拉力即为F,丁图表示当绳子有拉力时,加速度还为零,说明没有平衡摩擦力,是甲组器材测得的结果;
(2)滑块经过光电门1时的速度表达式v1=
d
△t1
=
0.01
0.1
=0.1m/s

经过光电门2时的速度表达式v2=
d
△t2
=
0.01
0.025
=0.4m/s

根据速度位移关系公式,加速度为:a=
v22-v12
2x
=
0.16-0.01
0.6
=0.25m/s2

故答案为:(1)小车的质量;重物的重力;甲;将木板垫成斜面使小车受到的重力沿着斜面的分力与摩擦力平衡;甲;
(2)0.1;0.4;0.25
举一反三
放在光滑水平面上的两个小车前端各系一根细线,线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘中可放砝码。小盘和砝码所受重力,近似等于使小车做匀加速运动的合力,增减小盘中砝码,可以改变小车受到的合外力。后端各系一根细线,用一个黑板擦把两根细线同时按在桌上,使小车静止。抬起黑板擦两小车同时开始运动,按下黑板擦两车同时停下,用刻度尺量出两小车通过的位移。用此办法验证牛顿第二定律的实验中,下列说法正确的是(  )
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A.若两车质量相同,并测得两车的位移与所挂砝码和小盘的质量之和成正比,则说明加速度与外力成正比。
B.若两车质量相同,必须算出加速度的具体值与所挂砝码和小盘的质量之和的关系,才能验证加速度与外力成正比。
C.若两车所挂小盘和砝码质量相同,测得两车的位移与小车的质量,则可探究加速度与质量的关系。
D.若两车所挂小盘和砝码质量相同,测得两车的位移与小车的质量,则可探究加速度与力的关系。
(1)在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验中,以下做法正确的是______
A.平衡摩擦力时,应将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,再接通打点计时器的电源
D.实验中为减少系统误差,应使小车质量远大于砝码质量
(2)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸带如下图所示.计时器打点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离.该小车的加速度a=______m/s2.(结果保留两位有效数字)
(3)若测得小车质量m一定时,a与F的数据如下表所示:
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a/(m•s-21.984.065.958.12
F/N1.002.003.004.00
“探究加速度与力、质量的关系”的实验采用的是控制变量法.研究物体加速度与质量的关系时,应保持物体的______(填“合力”或“质量”)不变;研究物体加速度与合力的关系时,作出的a-F图象如图所示,由图可知,a与F成______(填“正比”或“反比”).
a、b、c、d四位同学使用图1装置装置进行“探究加速度与外力、质量间的关系”实验,设小车质量和车上砝码质量之和为M,砂及砂桶的总质量为m,实验用打点计时器交流电的频率为50Hz.
(1)四位同学分别得出如图2中a、b、c、d四条图线,其中图a、b、c是a-F图线,图d是a-1/M图线,则以下列说法中正确的是______
A.a和b没有把握好实验条件M远大于m
B.c和d没有把握好实验条件M远大于m
C.a同学长木板的倾角太大,而b同学长木板倾角太小
D.a、b、c三同学中,c同学较好地完成了平衡摩擦力的操作
(2)实验中某次纸带的记录如图所示,图中O、A之间的点非常模糊,看不清楚到底有几个点.因此从A点开始每打五个点取一个计数点,其中B、C、D、E距O点的距离如图3示,由此测得小车的加速度是m/s2
为了探究加速度与力的关系,使用如图1的气垫导轨装置进行实验.其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器通过G1、G2光电门时,光束被遮挡的时间△t1、△t2都可以被测量并记录,滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M,挡光片宽度为D,两个光电门间距离为x,牵引砝码的质量为m.回答下列问题:
(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉,使气垫导轨水平,其方法是:在不挂砝码的情况下,将滑行器自由放在导轨上,如果滑行器能在任意位置静止不动,或轻轻推滑行器后,能使滑行器______运动,说明气垫导轨是水平的.

(2)若取M=0.4kg,改变m的值,进行多次实验,以下m的取值最不合适的一个是______.
A.m1=5gB.m2=15gC.m3=40gD.m4=400g
(3)在此实验中,需要测得每一个牵引力对应的加速度,其中求得的加速度的表达式为a=______(用△t1、△t2、D、x表示).
(4)在验证牛顿第二定律的实验中,某同学作出的a-
1
M
关系图象如图2.从图象可以看出,作用在研究对象上的恒力F=______N,当物体的质量M=5kg时,它的加速度a=______m/s2