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用如圖所示的實驗裝置驗證m

發布時間:2021-01-23 15:29:52

1. 在「驗證牛頓運動定律」的實驗中,採用如圖所示的實驗裝置,小車及車中砝碼的質量用M表示,盤及盤中砝碼

(1) M?m(2) (3)平衡摩擦力時木板傾角過大;(4)兩小車及車上砝碼的總質量不同。回

2. 用如圖1所示的實驗裝置驗證m 1 、m 2 組成的系統機械能守恆.m 2 從高處由靜止開始下落,m 1 上拖著的紙

(1)根據在勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度大小等於該過程中的平均速度,可知打第5個點時的速度為:
v 5 =
x 46
2T
=
0.2160+0.2640
2×0.1
=2.4m/s;
(2)物體的初速度為零,所以動能的增加量為:△E k =
1
2
mv
25
-0=
1
2
×(0.05+0.15)×2. 4 2 =0.576J;
重力勢能的減小量等於物體重力做功,故:△E P =W=mgh=(0.05+0.15)×9.8×0.216=0.588J;
由此可知動能的增加量和勢能的減小量基本相等,因此在誤差允許的范圍內,m 1 、m 2 組成的系統機械能守恆.
(4)本題中根據機械能守恆可知,mgh=
1
2
mv 2 ,即有:
1
2
v 2 =gh,所以出
1
2
v 2 -h圖象中圖象的斜率表示重力加速度,
由圖可知,斜率k=9.7,故當地的實際重力加速度g=9.7m/s 2
故答案為:(1)2.40;(2)0.576;0.588;在誤差允許的范圍內,m 1 、m 2 組成的系統機械能守恆;(3)9.7.

3. 在探究加速度與力、質量的關系實驗中,採用如圖所示的實驗裝置,小車及車中砝碼的質量用M表示,盤及盤中

(1)A、平衡摩擦力時,抄應將繩從小車上拿去,輕輕推動小車,是小車沿木板運動,通過打點計時器打出來的紙帶判斷小車是否勻速運動.故A錯誤.
B、每次改變小車的質量時,小車的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消,不需要重新平衡摩擦力.故B正確.
C、實驗時,應先放開小車,再接通打點計時器電源,由於小車運動較快,可能會使打出來的點很少,不利於數據的採集和處理.故C錯誤.
D、小車運動的加速度是利用打點計時器測量,如果用天平測出m以及小車質量M,直接用公式a=

mg
M
求出,這是在直接運用牛頓第二定律計算的,而我們實驗是在探究加速度與物體所受合外力和質量間的關系.故D錯誤.
本題選錯誤的,故選ACD
(3)從上圖中發現直線沒過原點,當F≠0時,a=0.也就是說當繩子上有拉力時小車的加速度還為0,說明小車的摩擦力與繩子的拉力抵消呢.該組同學實驗操作中遺漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足這個步驟.即傾角過小
故答案是:①ACD;②平衡摩擦力不充分或者沒有平衡摩擦力

4. 用如圖所示的實驗裝置驗證物塊m 1 、m 2 組成的系統機械能守恆。m 2 從高處由靜止開始下落,m 1 上拖著的

(1) 0.58 0.60 (2) -0.40J (3) 9.7

5. 在「驗證牛頓第二定律」的實驗中,採用如圖1所示的實驗裝置,小車及車中砝碼的質量用M表示,鉤碼P的質量

(1)根據牛頓第二定律得,整體的加速度a=

mg
m+M

則繩子的拉力T=Ma=
mg
1+
m
M

當M>>m時,認為專繩子對小車的拉力大小屬等於鉤碼P的重力.
(2)A、由於實驗存在誤差,這些點幾乎在一條過原點的直線上,所以認為當m一定時,a與F成正比,故A錯誤;
B、實驗總會有誤差,有些點偏離了過原點的直線,可能是誤差造成的.因此可以認為當m一定時,a與F成正比,故B正確,CD錯誤;
故選:B.
(3)根據a=
F
M
知,圖線的斜率為鉤碼P的重力,斜率不同,
甲圖象的斜率大於乙圖象的斜率,所以F大於F.故A正確,BCD錯誤;
故選:A.
故答案為:(1)M>>m;(2)B;(3)A

6. 用如圖實驗裝置驗證m 1 、m 2 組成的系統機械能守恆.m 2 從高處由靜止開始下落,m 1 上拖著的紙帶打出一

(1)BC(2) 0.58在誤差允許的范圍內,

7. 在「驗證牛頓運動定律」的實驗中,採用如圖(1)所示的實驗裝置.小車及車中砝碼的質量用M表示,盤及盤中

(1)根據牛頓第二定律得:
對m:mg-F=ma
對M:F=Ma
解得:F=

mMg
M+m
=
mg
1+
m
M

當M>>m時,即小車的質量遠大於砝碼和盤的總質量,繩子的拉力近似等於砝碼和盤的總重力.
(2)根據牛頓第二定律F=Ma,a與M成反比,而反比例函數圖象是曲線,而根據曲線很難判定出自變數和因變數之間的關系,故不能作a-M圖象;
但a=
F
M
,故a與
1
M
成正比,而正比例函數圖象是過坐標原點的一條直線,就比較容易判定自變數和因變數之間的關系,故應作a-
1
M
圖象;
每兩點之間還有4個點沒有標出,所以相鄰計數點間的時間間隔T=0.1s
由數據可知,在相等的時間內的位移之差是相等的,因此
根據作差法得:a=
△x
T2
=
2.53?2.14
0.01
×10?2=0.39m/s2
1
M
;0.39;
(3)沒有平衡摩擦力
(4)M

8. 在「驗證牛頓運動定律」的實驗中,採用如圖1所示的實驗裝置,小車及車中砝碼的質量用M表示,盤及盤中砝碼

(1)以整復體為研究對象有制:mg=(m+M)a
解得:a=

mg
m+M

以M為研究對象有繩子的拉力為:F=Ma=
M
m+M
mg
顯然要有F=mg必有m+M=M,故有M>>m,即只有M>>m時才可以認為繩對小車的拉力大小等於盤和盤中砝碼的重力.
(2)根據牛頓第二定律F=Ma,a與M成反比,而反比例函數圖象是曲線,而根據曲線很難判定出自變數和因變數之間的關系,故不能作a-M圖象;但存在關系:a=
F
M

故a與
1
M
成正比,而正比例函數圖象是過坐標原點的一條直線,就比較容易判定自變數和因變數之間的關系,故應作a-
1
M
圖象;
(3)圖中沒有拉力時就產生了加速度,說明平衡摩擦力時木板傾角過大.
故答案為:M>>m;
1
M
;平衡摩擦力時木板傾角過大

9. 在「驗證牛頓運動定律」的實驗中,採用如圖所示的實驗裝置,小車及車中砝碼的質量用M表示,桶及桶中砝碼

(1)A、實驗首先要平衡摩擦力,使小車受到合力就是細繩對小車的拉力,故A正確;
B、平衡摩擦力的方法就是,小車與紙帶相連,小車前面不掛小桶,把小車放在斜面上給小車一個初速度,看小車能否做勻速直線運動;故B錯誤;
C、由於平衡摩擦力之後有Mgsinθ=μMgcosθ,故tanθ=μ.所以無論小車的質量是否改變,小車所受的滑動摩擦力都等於小車的重力沿斜面的分力,
改變小車質量即改變拉小車拉力,不需要重新平衡摩擦力,故C錯誤;
D、實驗中,要保證塑料桶和所添加砝碼的總質量遠小於小車的質量,這樣才能使得塑料桶和所添加砝碼的總重力近似等於細繩對小車的拉力,
所以實驗中通過在塑料桶中增加砝碼來改變小車受到的拉力,故D正確;
E、實驗中應先接通電源,後放開小車,故E錯誤;
本題選不需要和不正確的,故選:BCE.
(2)根據作差法得:a=

xCF?xOC
9T2
0.2098?0.0603?0.0603
0.09
=0.99/s2
(3)以整體為研究對象有:mg=(m+M)a
解得:a=
mg
m+M

以M為研究對象有繩子的拉力為:F=Ma=
mg
1+
m
M

顯然要有F=mg必有m+M=M,故有M>>m,即只有M>>m時才可以認為繩對小車的拉力大小等於盤和盤中砝碼的重力.
(4)根據牛頓第二定律F=Ma,a與M成反比,而反比例函數圖象是曲線,而根據曲線很難判定出自變數和因變數之間的關系,故不能作a-M圖象;
但a=
F
M
,故a與
1
M
成正比,而正比例函數圖象是過坐標原點的一條直線,就比較容易判定自變數和因變數之間的關系,故應作a-
1
M
圖象;
(5)圖中沒有拉力時就產生了加速度,說明平衡摩擦力時木板傾角過大.
(6)由圖可知在拉力相同的情況下a>a
根據F=ma可得m=
F
a
,即a-F圖象的斜率等於物體的質量,且m<m.故兩人的實驗中小車及車中砝碼的總質量不同.
故答案為:
(1)BCE
(2)0.99/s2
(3)M>>m
(4)
1
M

(5)平衡摩擦力時木板傾角過大
(6)兩小車及車上砝碼的總質量不同.

10. 在「驗證牛頓第二定律」的實驗中,採用如圖所示的實驗裝置,小車及車中砝碼的質量用M表示,盤及盤中砝碼

(1)M?m;(2) ;(3)平衡摩擦力時木板傾角過大
(4)兩小車及車上砝碼的總質量不同(5)a=1.58m/s 2

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