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求小車加速度的實驗裝置

發布時間:2025-04-16 11:13:05

Ⅰ 如圖甲所示是某同學探究小車加速度與力的關系的實驗裝置,他將光電門固定在水平軌道上的B點,用不同重物

(1)游標卡尺的主尺讀數為11mm,游標讀數為0.05×8mm=0.40mm,
所以最終讀數為:11mm+0.40mm=11.40mm=1.140cm;
②數字計時器記錄通過光電門的時間,由位移公式計算出物體通過光電門的平均速度,
用該平均速度代替物體的瞬時速度,故在遮光條經過光電門時滑塊的瞬間速度為:v=
d
△t
=0.57m/s
(2)該實驗的研究對象是小車,採用控制變數法研究.當質量一定時,研究小車的加速度和小車所受合力的關系.
那麼小車的合力怎麼改變和測量呢?為消除摩擦力對實驗的影響,可以把木板D的左端適當墊高,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.
根據牛頓第二定律得:
對m:mg-F =ma
對M:F =Ma
解得:F =
mMg
m+M

當M>>m時,即當重物重力要遠小於小車的重力,繩子的拉力近似等於重物的總重力.
(3)由題意可知,該實驗中保持小車質量M不變,因此有:v 2 =2as=
2mg
M
s,
由題意可知,M、s不變,畫出v 2 -m圖象,若圖象為過原點的直線,則說明外力和加速度成正比,故畫出v 2 -m圖象可以直觀的得出結論.
(4)開始當小車掛上重物時,加速度卻為零,線性圖象不通過坐標原點,故導致圖象不過原點的原因是木板傾角偏小.即說明操作過程中沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足.
故答案為:(1)1.140,0.57(2)m<<M(3)v 2 -m
(4)操作過程中沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足.

Ⅱ 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.

Ⅲ 如圖是某同學用來探究「小車的加速度與外力關系」的實驗裝置,軌道上的B點固定一光電門,將連接小車的細

(1)小車運動到B時的速度為:v=

d
△t

根據運動學公式:v2?v02=2ax得:
v2=2aL
a=
d2
2L(△t)2

(2)A、探究「小車的加速度與外力關系」時,只要保持小車質量不變即可,沒有必要測量其質量,故A錯誤;
B、實驗中需要求出外力和加速度的大小,因此每次改變鉤碼,需要測量其質量(或重力),故B正確;
C、要使鉤碼的重力大小等於小車外力,要求小車的質量要遠大於鉤碼質量,因此鉤碼質量要小一些,故C正確;
D、每次測量不一定要求小車從同一位置釋放,只要測出其加速距離以及小車上擋光片通過光電門的時間為△t,即可求出加速度的大小,故D錯誤;
E、根據實驗原理可知,實驗時要平衡摩擦力,所以軌道不光滑時,要適當墊高不帶定滑輪的一端,以平衡摩擦力,故E錯誤.
故選:BC.
(3)此題測量的速度實際上是擋光片通過光電門的平均速度,等於這段時間內中間時刻的瞬時速度,加速度一定,小車進入的速度是一定的,而擋板越寬,V自然就越大,中間速度會隨之變大,由a=
v2
2l
可知,v偏大,則所求加速度偏大.
故答案為:(1)
d2
2L(△t)2
,(2)BC,(3)偏大.

Ⅳ 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

Ⅳ 為了探究「加速度與力、質量的關系」,可以用如圖所示的實驗裝置.(1)為了補償打點計時器對小車的阻力

(1)為了使盤和盤中重物的總重G充當小車運動的合外力,要先平衡摩擦力,即移動木塊來調節木板的傾斜程度,使小車在不受牽引時,能拖著紙帶沿木板做勻速直線運動;
實驗中還要注意,為了減小誤差,與小車相連接的牽引細繩與斜面保持平行;
(2)在牽引繩的拉力作用下,小車從靜止開始做勻加速直線運動,測出盤和盤中重物的總重為G,則小車勻加速運動時受到的拉力F≈G,
測出小車運動的位移x和發生這段位移的時間t,根據x=

1
2
at2得:a=
2x
t2
,據此可以計算出小車的加速度;
故答案為:(1)勻速直線,平行;(2)G,
2x
t2

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