如图1所示为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置图.图中A为小车,B为砝码及砝码盘,C为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与电火花打点计时器相连,计时器接

如图1所示为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置图.图中A为小车,B为砝码及砝码盘,C为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与电火花打点计时器相连,计时器接

题型:不详难度:来源:
如图1所示为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置图.图中A为小车,B为砝码及砝码盘,C为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与电火花打点计时器相连,计时器接50Hz交流电.小车A的质量为m1,砝码及砝码盘B的质量为m2

①下列说法正确的是______
A.每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力
B.实验时应先释放小车后接通电源
C.本实验m2应远大于m1
D.在用图象探究加速度与质量关系时,应a-
1
m1
图象
②实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤,他测量得到的a-F图象如图2,可能是图中的图线______.(选填“甲”、“乙”、“丙”)
③如图3所示为某次实验得到的纸带,纸带中相邻计数点间的距离已标出,相邻计数点间还有四个点没有画出.由此可求得小车的加速度大小为______m/s2.(结果保留二位有效数字)
答案
(1)A、平衡摩擦力,假设木板倾角为θ,则有:f=mgsinθ=μmgcosθ,m约掉了,故不需要重新平衡摩擦力.故A错误;
B、实验时应先接通电源后释放小车,故B错误;
C、让小车的质量M远远大于小桶(及砝码)的质量m,因为:际上绳子的拉力F=Ma=
M
M+m
mg,
故应该是m<<M,而当m不再远远小于M时a=
mg
M+m
=
g
1+
M
m
随m的增大物体的加速度逐渐减小且无限趋近于g,故C错误;
D、F=ma,所以:a=
1
m1
,当F一定时,a与
1
m1
成正比,故D正确;
(2)遗漏了平衡摩擦力这一步骤,就会出现当有拉力时,物体不动的情况.故图线为:丙.
(3)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:a=
0.0290-0.0240
(0.1)2
=0.50m/s2
故答案为:(1)D;(2)丙;(3)0.50
举一反三
图为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置示意图A.实验小组利用此装置来探究:在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系.图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源.
①实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,则应满足的条件是:小吊盘和盘中物块的质量之和______小车和砝码的总质量.(填“接近于”、“远大于”或“远小于”)
②下图B是实验小组得到的一条纸带,两个相邻计数点的间距为s1、s2.由图可读出s1=______cm,由此求得加速度的大小a=______m/s2.(保留小数点后两位有效数字)
③图C为实验小组以小车和砝码总质量
1
m
为横坐标,小车的加速度a为纵坐标,在坐标纸上作出的a-
1
m
关系图线.由图可分析得出:加速度与质量成______关系,(填“成正比”或“成反比”);图线不过原点说明实验有误差,引起这一误差的主要原因是平衡摩擦力时长木板的倾角______(填“过大”或“过小”).
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某同学用如图1所示装置探究小车的加速度与力、质量的关系.

(1)探究加速度与力、质量这三者之间的关系,我们所采用的实验方法是______
(2)调节滑轮位置,使拉小车的细线与长木板平行,当满足______时,我们可把砝码与盘的重力当作小车受到的细线的拉力.
(3)保持小车质量不变,改变砝码的质量,多次实验,通过分析纸带,我们可得到小车的加速度a和所受拉力F的关系.如图2
所示为某同学所画的加速度与力的关系,请你分析为何直线不通过原点?
______
(4)小车从静止开始运动,利用打点计时器在纸带上记录小车的运动情况,如图3所示,其中O点为纸带上记录到的第一点.A、B、C是该同学在纸带上所取的一些点,图中所标明的数据为A、B、C各点到O点的距离,已知打点计时器所用交流电源频率f=50Hz(以下计算结果均保留两位有效数字),木块运动的加速度a=______m/s2.小车在经历计数点B点时的速度为vB=______m/s.
(5)如果猜想F一定时,加速度a与质量M成反比,对此猜想进行验证,应画______图象.
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在探究加速度与力、质量的关系实验中,采用如图1所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出.

(1)实验前应先平衡摩擦力,方法:不挂托盘,使小车拖着纸带,纸带通过打点计时器,并且使打点计时器处于工作状态,逐渐调节木板的倾角,使打下的纸带点间距相等,则说明小车做______,即平衡了摩擦力.
(2)当M与m的大小关系满足______时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力.
(3)某同学保持小车的质量不变,改变盘中砝码的质量,根据所得数据,在如图2所示坐标系中作出a-F图象.图线存在截距,其原因是______:由图象可得出的结论是______.
(4)如图3所示为某同学在做实验时由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s,其中x1=7.05cm、x2=7.68cm、x3=8.33cm、x4=8.95cm、x5=9.61cm、x6=10.26cm,则A点处瞬时速度的大小是______m/s,加速度的大小是______m/s2(提示:用逐差法计算加速度,计算结果保留两位有效数字).
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现要用如图甲所示的装置探究“物体的加速度与受力的关系”.小车所受拉力及其速度的大小可分别由拉力传感器和速度传感器记录下来.速度传感器安装在距离L=48.0cm的长木板的A、B两点.

①实验主要步骤如下:
A.将拉力传感器固定在小车上;
B.平衡摩擦力,让小车在没有拉力作用时能做匀速直线运动;
C.把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;
D.接通电源后自C点释放小车,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率
vA、vB
E.改变所挂钩码的数量,重复D的操作.
②下表中记录了实验测得的几组数据,vB2-vA2是两个速度传感器记录的速率的平方差,则加速度的表达式a=______.
表中的第3次实验数据应该为a=______m/s2(结果保留三位有效数字).
③如图乙所示的坐标纸上已经绘出了理论上的a-F图象.请根据表中数据,在坐标纸上作出由实验测得的a-F图线.
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次数F(N)vB2-vA2(m2/s2a(m/s2
10.600.770.80
21.041.611.68
31.422.34
42.624.654.84
53.005.495.72
用如图所示装置探究影响加速度的因素,提供的器材有长木板、铁架台、米尺、计时仪器、小车(可视为质点)、砝码等,进行以下探究活动
(l)探究加速度与质量的关系.
①测量木板长度为l,将木板一端放在铁架台的支架上.
②让小车从静止开始由顶端滑到底端,测出下滑时间t,则小车运动的加速度可表示为a=______.
③保持木板倾角不变,向小车内加入砝码,再使其由静止开始从顶端滑到底端,测出下滑时间t′.
④在实验误差范围内小车两次下滑的加速度a与a′的关系为a______a′(填“>”、“<”或“=”)
⑤据此能否得出加速度与质量的关系?______
(填“能”或“不能”)
(2)探究加速度与合外力的关系
①若不计摩擦,小车质量为M,木板长度l,两端高度差为h时,小车沿木板下滑受到的合外力为F=______,
②改变木板倾角,测出每次木板两端的高度差h和小车下滑的时间t.
③为了寻求a与F的关系,可以作出与变量h、t相关的图象,当两坐标轴的物理量为______和______时,得到的图象才是直线.