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某實驗小組採用如圖所示的裝置探究小車的加速度與所受合力的關系

發布時間:2024-10-11 17:19:01

A. 某課外興趣小組利用如圖1的實驗裝置研究「加速度與合外力的關系」(1)實驗中,小車會受到摩擦阻力的作用

(1)平衡摩擦力時,使重力沿斜面方向的分力等於摩擦力,不掛鉤碼,輕推拖著紙帶的小車,小車能夠做勻速直線運動,則摩擦力得到平衡.故選:D.
(2)因為拉力是由感測器測出,已經平衡了摩擦力,則加速度與拉力的關系圖線是過原點的傾斜直線,即加速度與拉力成正比.故選:A.
(3)根據△x=aT2,運用逐差法得,a=

xCE?xAC
4T2
[(14.00?7.50)?(7.50?2.20)]×10?2
4×0.022
=7.50m/s2
故答案為:(1)D,(2)A,(3)7.50

B. 某同學設計了如圖甲所示的裝置來探究小車的加速度與所受合力的關系.將裝有力感測器的小車放置於水平長木

(1)由於每相鄰兩個計數點間還有4個點,所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.1s,
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:a=

0.0368?0.0352
0.12
=0.16m/s2
(2)改變小桶中砂的重力,多次重復實驗,獲得多組數據,描繪小車加速度a與合力F(F=F1-F0)的關系圖象.
由於已經平衡摩擦力,所以圖象應該過原點.故AB正確,CD錯誤;
故選:AB.
(3)對小桶受力分析,設小桶重力為mg,
木板釋放前彈簧秤的示數F1,所以F1=mg,
設小車的重力為Mg,小車在加速運動時彈簧秤的示數F2
根據牛頓第二定律得:mg-F2=ma
所以F1>F2
(4)A、在該實驗中實際是:mg=(M+m)a,要滿足mg=Ma,應該使小車和感測器的總質量應遠大於小桶和砂的總質量,故A正確;
B、實驗中不需要將長木板右端墊高,因為已經測量了小車所受摩擦力的大小,故B錯誤;
C、實驗中不需要測出小車和感測器的總質量,只需要保證小車和感測器的總質量不變,故C錯誤;
D、用加砂的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比,可更方便地獲取多組實驗數據,故D正確;
故選:AD.
故答案為:(1)0.16
(2)AB
(3)>
(4)AD

C. 某實驗小組利用如大所示的裝置進行「探究加速度與合外力的關系」的實驗.(m)在實驗中必須消除摩擦力的

(1)將不帶滑輪的木板一端適當墊高,在不掛鉤碼的情況下放開拖著紙帶的小車,輕碰小車,小車能勻速穩定下滑使小車恰好做勻速直線運動,以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消,那麼小車的合力就是繩子的拉力.
(如)本實驗要求鉤碼的質量遠小於小車的質量,因此要求實驗中每次所用的鉤碼總質量范圍要小,故BC錯誤,A正確.
故選:A.
(3)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C點時小車的瞬時速度大小.
C=

xBD
如T
=
0.0著0q+0.0q43
0.如
=0.著她著中/9
設A到B之間的距離為x1,以後各段分別為x、x3、x4
根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT可以求出加速度的大小,
得:x3-x1=如a1T&nb9v;
x4-x=如aT&nb9v;
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
(a1+a
即小車運動的加速度計算表達式為:
a=
XCE?XAC
4T如
=
(0.0q43+0.0她她8)?(0.03q9+0.0著0q)
4×(0.1)如
中/9=1.3她中/9
故答案為:(1)勻速直線
(如)A
(3)0.著她著;1.3她;

D. (1)某實驗小組用如圖甲所示的實驗裝置探究加速度與力、質量的關系,除了圖中所示器材外,還應選用的器

(1)ABC、電火花打點計時器使用的是220V交流電源,故A正確、BC錯誤.
D、需要用天平測量回小答盤和重物的質量,故D正確.
E、本實驗不需要秒錶計時,打點計時器就是計時工具,故E錯誤.
F、需要刻度尺測量計數點之間的距離大小,打點計時器需要紙帶,故F正確.
G、本實驗要用小盤和重物來提供拉力,故E正確.
故選:ADFG.
(2)為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應採取做法是,將不帶滑輪的木板一端適當墊高,在不掛重物的情況下使小車恰好做勻速運動,以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消,那麼小車的合力就是繩子的拉力.故D正確、ABC錯誤.
故選:D.
(3)當兩小車都做初速度為0的勻變速直線運動,根據x=

1
2
at2
可得物體的加速度a=
2x
t2

所以
a1
a2
2x1
t12
×
t22
2x2

根據題意要通過位移的測量來代替加速度的測量,即滿足
a1
a2
x1
x2

則要t1=t2,此實驗不需要兩車質量相等,小車所受的水平拉力可以不等於砝碼(包括小盤)的重力,故BD正確,AC錯誤.
故選:BD.
故答案為:(1)ADFG;(2)D;(3)BD.

E. 某實驗小組採用如圖1所示的裝置探究小車的加速度與所受合力的關系.①安裝實驗裝置時,應調整定滑輪的高

①安裝實驗裝置時,應調整定滑輪的高度,使拉小車的細線在實驗過程中保持與長木版板平行,權保證細線的拉力等於小車的合力.
②實驗時先不掛砂桶,反復調整墊木的位置,輕推小車,直到小車做勻速直線運動,這樣做的目的是平衡摩擦力.
③交流電的頻率為50Hz,每隔0.02s打一個點,則AB兩計數點間的時間間隔為T=0.1s.在連續相等時間內的位移之差是一恆量,知△x=0.46cm,則加速度a=

△x
T2
0.46×10?2
0.01
m/s2=0.46m/s2.
④曲線上部出現彎曲現象,隨著F的增大,即砂和砂桶質量的增大,不再滿足砂和砂桶遠小於小車的質量,因此曲線上部出現彎曲現象.
⑤對整體分析,整體的加速度a=
mg
M+m
,則繩子的拉力F=Ma=
M
M+m
mg.若要使|
mg?F
mg
|<10%,即F>
9
10
mg,解得m<
1
9
M.
故答案為:①長木板;
②平衡摩擦力;
③0.1s; 0.46m/s2
④砂和砂桶質量較大,沒滿足砂和砂桶質量遠小於小車質量的條件;
⑤F=
M
M+m
mg,m<
1
9
M.

F. 某實驗小組用如圖甲所示的裝置「探究加速度與力、質量的關系」,回答下列問題:(1)為了消除小車與水平

(1)將不帶滑輪的木板一端適當墊高,在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運版動,以權使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消,那麼小車的合力大小等於繩子的拉力,故ABD錯誤,C正確.
故選:C.
(2)根據勻變速直線運動的推論△x=aT2,有:
x6-x3=3a1T2…①
x5-x2=3a2T2…②
x4-x1=3a3T2…③
a=

a1+a2+a3
3
…④
聯立①②③④解得:a=
x6+x5+x4?x3?x2?x1
9T2
=
0.0485+0.0447+0.0408?0.0370?0.0331?0.0292
0.09
=0.386m/s2
實驗中使用的電火花計時器使用220V交流電源,
(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=
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.
故答案為:(1)C;(2)0.386;交流;(3)m<<M.

G. 某同學用圖甲的實驗裝置探究小車的加速度a與小車所受合力F及質量M的關系。打點計時器所用交變電流的頻率

(1)0.51(2)小於、m << M

H. (7分)某實驗小組應用如圖甲所示裝置「探究加速度與物體受力的關系」,已知小車的質量為M,砝碼及砝碼盤

(1)C(2)0.16(3)A

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