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力與加速度的實驗裝置

發布時間:2021-02-07 01:57:41

A. 圖為「探究加速度與力、質量的關系」實驗裝置示意圖A.實驗小組利用此裝置來探究:在外力一定的條件下,

①為了保證在改變小車中砝碼的質量時,小車所受的拉力近似不變,則應滿足回的條件是:小吊盤和盤中物答塊的質量之和遠小於小車和砝碼的總質量.
②由圖示紙帶可知,s 1 =3.56cm-1.20cm=2.36cm,s 2 =7.20cm-3.56cm=3.64cm,計數點間的時間間隔t=0.02×5=0.1s,
由△x=at 2 得:加速度a=
s 2 - s 1
t 2
=
0.0364-0.0236
0. 1 2
≈1.28m/s 2
③a-
1
m
圖象是一條直線,a與m成反比;圖象在a軸上有截距,這是平衡摩擦力時長木板的傾角過大造成的.
故答案為:①遠小於;②2.36;1.28;③反比;過大.

B. 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

C. 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.(1)本實驗採用的實驗方法是______A

(1)該實驗是探究加速度與力、質量的三者關系,研究三者關系必須運用控制變版量法權,故BC錯誤,A正確.
故選A.
(2)A、該實驗採用的是控制變數法研究,即保持一個量不變,研究其他兩個量之間的關系,在探究加速度與質量的關系時,應保持拉力的大小不變,故A錯誤;
B、在探究加速度與外力的關系時,應該保持小車的質量不變,故B錯誤;
C、要直觀的反映兩個量之間的關系,可以通過作圖來解決.但是只有作出一條直線,才可以直觀的反映兩個變數之間的關系.在探究加速度a與質量m的關系時,為了直觀判斷二者間的關系,應作出a-

1
m
圖象,故C正確;
D、設小車的質量為M,砝碼盤和砝碼的質量為m,設繩子上拉力為F,
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.故D錯誤.
E、平衡摩擦力時不能將砝碼盤及盤內砝碼通過定滑輪系在小車上,故E錯誤.
故選C.

D. 如圖為「探究加速度與力、質量的關系」的實驗裝置示意圖.砝碼和小桶的質量為m,小車和鉤碼的總質量為M.

(1)砝碼和小桶的質量以及小車和鉤碼的總質量需要用天平測量;
利用紙帶求加速度時需要用刻度尺測量紙帶上點與點之間的距離,
故還需要的工具是:天平、刻度尺(或直尺);
(2)小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力,要使拉力等於合力,則應該用重力的下滑分量來平衡摩擦力,可以將長木板的一段墊高,撤去砂和砂桶,輕推小車,從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動,故B正確;
故選:B;
②重物加速下滑,處於失重狀態,其對細線的拉力小於重力,設拉力為T,根據牛頓第二定律,有
對重物,有 mg-T=ma
對小車,有 T=Ma
解得:T=

M
M+m
g,故當M>>m時,有T≈mg
故C符合要求
故選:C;
故答案為:(1)天平、刻度尺(或直尺);(2)B;(3)C.

E. 在「探究加速度與力、質量的關系」實驗中,採用下圖所示的實驗裝置。 (1)本實驗採用的實驗方法是A.控

(1)A (2)C

F. 在「探究加速度與力、質量的關系」實驗中,實驗裝置如圖1所示(1)為了探究加速度與力的關系,應保持____

(1)該同學要探究小車的加速度a和力F的關系,應該保持質量M不變;作出a-F圖象;
(2)要探究小車的加速度a和質量m的關系,應該保持細線對車的拉力F不變,做出a?

1
m
圖象;
(3)為減小實驗誤差,盤和砝碼的質量應比小車的質量小得多,才可以用盤和砝碼的重力來表示小車的拉力,.
(4)每打五個點取一個計數點,又因打點計時器每隔0.02s打一個點,所以相鄰兩計數點間的時間T=0.1s;
根據勻變速直線運動中時間中點的速度等於該過程中的平均速度,可以求出打紙帶上3點時小車的瞬時速度大小.
v3=
x24
t24
=
0.0400+0.0519
0.2
=0.46m/s
根據紙帶的數據得相鄰的相等的時間間隔位移之差幾乎相等,所以小車做的為勻加速直線運動.
設0到1之間的距離為x1,以後各段分別為x2、x3、x4
根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:x3-x1=2a1T2
x4-x2=2a2T2
為了更加准確的求解加速度,我們對兩個加速度取平均值
得:a=
1
2
(a1+a2
即a=
(0.04+0.0519)?(0.016+0.0281)
4×(0.1)2
m/s2=1.2m/s2
故答案為:(1)質量;a-F;(2)力;a?
1
m
(3)小;(4)0.1;0.46;勻加速;1.2

G. (6分)如圖為「探究加速度與力、質量的關系」的實驗裝置示意圖。砝碼和小桶的質量為m,小車和鉤碼的總質

(1) 天平 、刻度尺(或直尺) ;(寫出一個得1分) (2) B; (3) C

H. 探究「加速度與力、質量的關系」的實驗裝置如圖甲所示,實驗時以小車的加速度a為縱坐標,細線的拉力F(即

(1)實驗復中認為砝碼制和砝碼盤的總重力G,為小車所受的合外力,故在實驗時將木板一端墊高為的是平衡摩擦力;
(2)根據牛頓第二定律:F=ma,得:

a
F
1
m
,故圖象的斜率為小車質量的倒數;
(3)(3)另一位同學將本實驗做了改動:每次實驗時將小車上的砝碼拿下放到砝碼盤上,其他操作都與上面一樣.
根據牛頓第二定律得:小車的加速度等於a=
mg
M+m
,即小車的加速度等於砝碼和砝碼盤的重力與砝碼、砝碼盤和小車總質量的比值,而
砝碼、砝碼盤和小車總質量不變.那麼他畫出的a-F圖象是一條過坐標原點的直線.
(4)利用紙帶計算小車的加速度時,測量點與點之間的距離時存在誤差;
故答案為:(1)平衡阻力;(2)小車質量的倒數,小車質量不再遠大於懸掛物總質量;(3)是;(4)測量誤差

I. 某同學為驗證牛頓第二定律中「力與加速度」的關系,採用光電門系統來代替位移和時間測量工具,實驗裝置如

(1)每周記錄10次信號,因此記錄信號的次數與圓形光柵轉動的圈數成正比,即與物體回的位移答成正比,故BCD錯誤,A正確.
故選A.
(2)在探究「力與加速度」的關系時,小車的質量不變,因此其加速度與重物質量成正比,位移與記錄信號次數成正比,根據運動學公式 s=
1
2
a t 2 有:
s 1 =
1
2
a 1
t 21

s 3 =
1
2
a 3
t 23

a 1
a 3
=
t 1
t 3

由①②③解得:t 3 =1.53s.
故答案為:1.53.

J. 圖為「探究加速度與力、質量的關系」實驗裝置示意圖。實驗小組利用此裝置來探究:在外力一定的條件下,物

①遠小於②2.36cm:1.30m/s 2 ③成反比 過大

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