为了探究加速度与力的关系,使用如图1所示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,当滑块通过G1、G2光电门时,光束被遮挡的时间

为了探究加速度与力的关系,使用如图1所示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,当滑块通过G1、G2光电门时,光束被遮挡的时间

题型:不详难度:来源:
为了探究加速度与力的关系,使用如图1所示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,当滑块通过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,滑块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,光电门间距离为x,牵引砝码的质量为m.回答下列问题:

魔方格

(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉,在不挂重物的情况下轻推滑块,如果得到△t1______△t2(选填“=”“<”“>”)就可以证明气垫导轨已经水平.
(2)若取M=0.4kg,改变m的值,进行多次实验,以下m的取值不合适的一个是______
A.m1=5g  B.m2=15g C.m3=40g  D.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为______(用△t1、△t2、D、x表示).
(4)如图2所示图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是______
A.小车与轨道之间存在摩擦
B.导轨保持了水平状态
C.所挂钩码的总质量太大
D.所用小车的质量太大.
答案
(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉,在不挂重物的情况下轻推滑块,若滑块做匀速直线运动,即滑块通过光电门速度相等,则光电门的挡光时间相等,证明气垫导轨已经水平.
(2))在实验中,认为m的重力等于滑块所受的合力,所以m的质量应远小于M的质量.故选D.
(3)滑块经过光电门的速度v2=
D
t2
v1=
D
t1
,则根据据v22-v12=2ax,得a=
D2
2x△t22
-
D2
2x△t12

(4)对M和m整体分析,有:a=
mg
M+m
,则绳子的拉力F=Ma=
Mmg
M+m
=
mg
1+
m
M
,当m远小于M时,拉力等于m的重力,知图线的斜率表示M质量的倒数,当m比较大时,此时图线的斜率实际上表示M+m之和的倒数,所以图线斜率明显变小,偏离直线.故C正确,A、B、D错误.
故选C.
故答案为:(1)=,(2)D,(3)
D2
2x△t22
-
D2
2x△t12
. (4)C
举一反三
在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,当小车质量一定时,根据实验数据画出加速度a与作用力F的图线如图所示.
(1)图线未过坐标原点,原因是:______
(2)图线出现弯曲,原因是:______.魔方格
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“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图1所示.

魔方格

(1)打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为50Hz,常用的电磁式打点计时器和电火花计时器,使用的都是______(填“直流电”或“交流电”),它们是每隔______s打一个点.

(2)某同学在实验中.打出的一条纸带如图2所示,他选择了几个计时点作为计数点,相邻两计数点间还有4个计时点没有标出,其中s1=7.06cm、s2=7.68cm、s3=8.30cm、s4=8.92cm,那么打b点的瞬时速度大小是______m/s;纸带加速度的大小是______m/s2(计算结果保留两位有效数字).
(3)某同学将长木板右端适当垫高,以平衡摩擦力.但他把长木板的右端垫得过高,使得倾角过大.用a表示小车的加速度,F表示细线作用于小车的拉力.他绘出的a-F关系是______

魔方格
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某实验小组利用如图所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验.
(1)为了减小误差,在平衡摩擦力后,每次实验必须通过改变钩码的个数来改变小车所受合外力,获取多组数据.若小车质量为400g,实验中每次所用的钩码总质量范围应选______组会比较合理.(填选项前的字母)
A.10g~40g        B.200g~400g        C.1000g~2000g
(2)实验中打点计时器所使用的电源频率为50Hz,图1中给出的是实验中获取的纸带的一部分:1、2、3、4、5是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点未标出,由该纸带可求得小车的加速度a=______m/s2
(3)改变钩码的个数重复实验,得到加速度α与合外力F的关系如图2所示,分析线段OA,可得出实验的结论是______

魔方格
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“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图(甲)所示.
(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸带.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,用刻度尺测量计数点间的距离如图(乙)所示.已知打点计时器所用电源的频率为50Hz.求:
①从图中所给的刻度尺上读出A、B两点间的距离s1=______cm;
②该小车的加速度a=______m/s2
(2)平衡摩擦力后,将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘,然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度.小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表:
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砝码盘中砝码总重力F(N)0.1960.3920.5880.7840.980
加速度a(m•s-20.691.181.662.182.70
在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中:
(1)在探究物体的加速度与力的关系时,应保持______不变.实验中应把长木板在小车运动的起始端适当垫高,这样做是为了______.
(2)在探究物体的加速度与物体质量的关系时,应保持______不变,分别改变物体的质量m,测出相对应的加速度a.
(3)为了更直观地反映物体的加速度a与物体质量m的关系,往往用二者的关系图象表示出来,该关系图象最好应选用______.
A.a-m图象  B.m-a图象   C.a-
1
m
图象   D.
1
a
-
1
m
图象
(4)某同学在实验中得到一条纸带(如图),图中相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s,由图中给出的数据计算在打下B点时小车的速度vB=______m/s和小车在此过程中的加速度a=______m/s2(计算结果均要求取两位有效数字)

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