为了探究受到空气阻力时,物体运动速度随时间的变化规律,某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图所示).实验时,平衡小车与木板之间的摩擦力后

为了探究受到空气阻力时,物体运动速度随时间的变化规律,某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图所示).实验时,平衡小车与木板之间的摩擦力后

题型:江苏难度:来源:
为了探究受到空气阻力时,物体运动速度随时间的变化规律,某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图所示).实验时,平衡小车与木板之间的摩擦力后,在小车上安装一薄板,以增大空气对小车运动的阻力.
(1)往砝码盘中加入一小砝码,在释放小车______(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源,在纸带上打出一系列的点.
(2)从纸带上选取若干计数点进行测量,得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表:
答案
举一反三
时间t/s00.501.001.502.002.50
速度v/(m•s-10.120.190.230.260.280.29

魔方格
解(1)由于纸带长度有限,为了能在有限长度的纸带上打出更多可用的点,应该先接通电源再释放纸带.
(2)合理选取坐标刻度,尽可能使图象“充满”坐标平面,利用题中所给数据描点连线,得到小车的v-t图象如图7所示.
(3)由小车的v-t图象可知,随小车速度的增大,其加速度(图象斜率)变小,由牛顿第二定律可知,小车所受合外力随速度增大而减小.由于小车所受拉力大小一定,摩擦力已经平衡掉,所以合力减小必是由空气阻力增大引起的.所以,随着运动速度的增加,小车所受的空气阻力将变大.该同学的观点正确.
故答案是:(1)之前
(2)作出的v-t图象如图所示
(3)同意.在v-t图象中,速度越大时,加速度越小,小车受到的合力越小,则小车受空气阻力越大.
在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,采用下图1所示的装置.
(1)本实验应用的实验方法,下列说法中正确的是______.

魔方格

A.在探究加速度与质量的关系时,应该改变拉力的大小
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a与质量m的关系时,为了直观判断二者间的关系,应作出a-
1
m
图象
D.当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时,才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小
(2)某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示:(小车质量保持不变)
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F/N0.200.300.400.500.60
a/m•s-20.100.200.280.400.52
利用如图装置进行“探究加速度与力、质量关系”的实验,图中轨道较粗糙,实验中小夹子的总重力当作是小车受到的外力,每个小夹子的重力为0.098N.下表数据是在小车质量不变下,测得小车的加速度a与小车受的外力F的一些实验数据:
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小夹子数(个)23456
小夹子的总重力F/N0.1960.2940.3920.4900.588
a/(m•s-20.250.580.901.201.53
如图甲所示是某同学设计的“探究加速度a与力F、质量m的关系”的实验装置图,实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重力,小车运动加速度.可由纸带求得.

魔方格

(1)该同学对于该实验的认识,下列说法中正确的是______
A.该实验应用了等效替代的思想方法
B.该实验应用了控制变量的思想方法
C.实验时必须先接通电源后释放小车
D.实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重力,其前提必须保证砂和砂桶总质量远远大于小车的质量
(2)如图乙所示是该同学在某次实验中利用打点计时器打出的一条纸带,A、B、C、D、E、F是该同学在纸带上选取的六个计数点,其中计数点间还有若干个点未标出,设相邻两个计数点间的时间间隔为T.该同学用刻度尺测出AC间的距离为S1,BD间的距离为S2,则打B点时小车运动的速度vB=______,小车运动的加速度a=______.
(3)某实验小组在实验时保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的
1
m
数据如表中所示.根据表中数据,在图丙坐标纸中作出F不变时a与
1
m
的图象.
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次数123456
小车加速度a/m•s-2
1.72

1.49

1.25

1.00

0.75

0.50
小车质量m/kg
0.29

0.33

0.40

0.50

0.71

1.00
1
m
/kg-1

3.50

3.00

2.50

2.00

1.40

1.00
某同学用如图甲所示的气垫导轨和光电门装置“研究物体的加速度与外力关系”,他的操作步骤如下:①将一端带有定滑轮的气垫导轨放置在实验台上,②将光电门固定在气垫轨道上离定滑轮较近一端的某点B处,③将带有遮光条的质量为M的滑块放置在气垫导轨上的A处,④用重力为F的钩码,经绕过滑轮的细线拉滑块,使滑块从同一位置A由静止释放,测出遮光条通过光电门的时间t,⑤改变钩码个数,使滑块每次从同一位置A由静止释放,重复上述实验.记录的数据及相关计算如下表:

魔方格

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实验次数12345
F/N0.490.981.471.962.45
t/(ms)28.623.320.218.116.5
t2/(ms)2818.0542.9408.0327.6272.25
t-2/[×10-4(ms)-2]12.218.424.530.636.7
如图为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系”实验装置.用拉力传感器记录小车受到拉力的大小,在长木板上相距L=48.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器,分别记录小车到达A、B时的速率.
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,让小车能在长木板上做______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沙桶相连;
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时的速度率vA、vB
e.改变沙桶的质量,重复d的操作.
②下表中
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次数F(N)vB2-
v2A
(m2/s2)
a(m/s2
10.600.770.80
21.261.611.68
31.842.34
43.624.654.84
54.285.495.72