某实验小组利用如图甲所示的实验装置探究“合外力一定时,物体运动的加速度与其质量之间的关系”.实验中钩码重力大小与物体所受合外力大小视为相等.(1)如图乙所示,由

某实验小组利用如图甲所示的实验装置探究“合外力一定时,物体运动的加速度与其质量之间的关系”.实验中钩码重力大小与物体所受合外力大小视为相等.(1)如图乙所示,由

题型:不详难度:来源:
某实验小组利用如图甲所示的实验装置探究“合外力一定时,物体运动的加速度与其质量之间的关系”.实验中钩码重力大小与物体所受合外力大小视为相等.

魔方格

(1)如图乙所示,由20分度的游标卡尺测得遮光条的宽度d=______cm.
(2)实验中可选择的钩码有2个,它们的质量分别为m1和m2,且m1>m2,你认为实验中选择______(填m1或m2)较合适.
(3)实验中可选择的遮光条有2个,它们的宽度分别为d1和d2,且d1>d2,你认为实验中选择______(填d1或d2)较合适.
(4)该实验小组在a-
1
m
(m为滑块整体的质量)坐标系中,画出了如图丙所示的三条曲线.你认为符合事实的曲线是______.(从①、②、③三条曲线中选出一条,填序号).曲线未过坐标原点的原因可能是______.
答案
(1)主尺读数为1cm,游标尺上第4个刻度和主尺上某一刻度对齐,因此其读数为:4×0.05=0.20mm=0.020cm,所以最终读数为:1cm+0.020cm=1.020cm.
故答案为:d=1.020cm.
(2)设绳子上拉力为F,对小车根据牛顿第二定律有:
F=Ma    ①
对所挂钩码有:mg-F=ma   ②
F=
mgM
M+m
=
mg
1+
m
M
,由此可知当M>>时,钩码重力大约等于绳子的拉力,因此钩码质量越小实验误差越小,故选择m2更合适.
故答案为:m2
(3)该实验中利用遮光条通过光电门的平均速度来代替其瞬时速度大小,遮光条越窄,其通过光电门的平均速度越能代替其瞬时速度,误差越小,故选择d2
故答案为:d2
(4)随着所挂重物质量的增加,不再满足钩码质量远小于物体质量即不满足m<<M的条件,图象将发生弯曲,由于物体和砝码的加速度不可能一直无限制的增大,其整体的最大加速度小于g,因此图③符合事实;
根据图象可知,当有外力时还没有产生加速度,这说明可能是滑块受到空气阻力、绳与滑轮间的摩擦力,或者气垫导轨没有调水平,开始运动位置低于后来到达位置.
故答案为:可能是气垫导轨没有调水平(可能是滑块受到空气阻力、绳与滑轮间的摩擦力).
举一反三
某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验,如图所示,图甲为实验装置简图.
(1)图中的电源插头应插在______电源上,电源电压为______伏;
(2)实验前,要将带有滑轮的木板另一端垫起,目的是______;
(3)实验操做前,应使小车停在______(填“靠近”“远离”)打点计时器处;
(4)设沙桶和沙子的质量为m0,小车质量为m,为了减小实验误差,它们质量应满足m0______m;
(5)电源的频率为50Hz,图乙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 (保留两位有效数字)魔方格
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(1)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______
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
(2)在“验证牛顿第二定律”的实验中,为验证小车质量M不变时,a与F成正比,小车质量M和砂及砂桶质量m分别选取下列四组值:
A、M=500g,m分别为50g、70g、100g、125g;
B、M=500g,m分别为20g、30g、40g、50g;
C、M=200g,m分别为50g、70g、100g、125g;
D、M=200g,m分别为30g、40g、50g、60g.
若其它操作都正确,那么在选用______组测量值所画出的a-F图线较准确.魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
在用DIS研究小车加速度与外力的关系时,某实验小组的实验装置如图所示.实验时先平衡小车所受的摩擦力,然后用重物通过细线拉动小车,位移传感器(发射器)随小车一起沿轨道运动,位移传感器(接收器)固定在轨道左端.实验中把重物的重力作为拉力F,先后用不同质量的小车做了两组实验,每组实验中取了重物重力六个不同的值,取得实验数据并标在了a-F坐标中.

魔方格

(1)在坐标系中分别作出小车加速度a和拉力F的关系图线;

魔方格

(2)请根据做出的图线进行分析评价,实验误差比较大的是第______(选填“1”或“2”)组实验,造成误差较大的主要原因是:______.
题型:浦东新区一模难度:| 查看答案
如图甲所示为“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置.

魔方格


(1)在实验过程中,打出了一条纸带如图乙所示,计时器打点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起,每两测量点间还有4个点未画出,量出相邻测量点之间的距离如图乙所示,该小车的加速度大小a=______m/s2(结果保留两位有效数字).
(2)根据实验收集的数据作出的a-F图线如图丙所示,请写出一条对提高本实验结果准确程度有益的建议______.
魔方格
题型:杭州一模难度:| 查看答案
某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中,设计出如下的实验方案,其实验装置如图1所示.已知小车质量M=214.6g,砝码盘质量m 0=7.8g,所使用的打点计时器交流电频率f=50Hz.其实验步骤是:
A.按图中所示安装好实验装置;
B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下做匀速运动;
C.取下细绳和砝码盘,记下砝码盘中砝码的质量m;
D.先接通电源,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求得小车的加速度a;
E.重新挂上细绳和砝码盘,改变砝码盘中砝码质量,重复B-D步骤,求得小车在不同合外力F作用下的加速度.
魔方格

回答以下问题:
①按上述方案做实验,是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量?______(填“是”或“否”)).
②实验中打出的其中一条纸带如图2所示,由该纸带可求得小车的加速度a=______ m/s2
③某同学将有关测量数据填人他所设计的表格中,如下表,
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砝码盘中砝
码的重力F/N
0.100.200.290.390.49
小车的加速度a/m•s-20.881.441.842.382.89