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用如图所示的实验装置验证m

发布时间:2021-01-23 15:29:52

1. 在“验证牛顿运动定律”的实验中,采用如图所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码

(1) M?m(2) (3)平衡摩擦力时木板倾角过大;(4)两小车及车上砝码的总质量不同。回

2. 用如图1所示的实验装置验证m 1 、m 2 组成的系统机械能守恒.m 2 从高处由静止开始下落,m 1 上拖着的纸

(1)根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度,可知打第5个点时的速度为:
v 5 =
x 46
2T
=
0.2160+0.2640
2×0.1
=2.4m/s;
(2)物体的初速度为零,所以动能的增加量为:△E k =
1
2
mv
25
-0=
1
2
×(0.05+0.15)×2. 4 2 =0.576J;
重力势能的减小量等于物体重力做功,故:△E P =W=mgh=(0.05+0.15)×9.8×0.216=0.588J;
由此可知动能的增加量和势能的减小量基本相等,因此在误差允许的范围内,m 1 、m 2 组成的系统机械能守恒.
(4)本题中根据机械能守恒可知,mgh=
1
2
mv 2 ,即有:
1
2
v 2 =gh,所以出
1
2
v 2 -h图象中图象的斜率表示重力加速度,
由图可知,斜率k=9.7,故当地的实际重力加速度g=9.7m/s 2
故答案为:(1)2.40;(2)0.576;0.588;在误差允许的范围内,m 1 、m 2 组成的系统机械能守恒;(3)9.7.

3. 在探究加速度与力、质量的关系实验中,采用如图所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中

(1)A、平衡摩擦力时,抄应将绳从小车上拿去,轻轻推动小车,是小车沿木板运动,通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动.故A错误.
B、每次改变小车的质量时,小车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正确.
C、实验时,应先放开小车,再接通打点计时器电源,由于小车运动较快,可能会使打出来的点很少,不利于数据的采集和处理.故C错误.
D、小车运动的加速度是利用打点计时器测量,如果用天平测出m以及小车质量M,直接用公式a=

mg
M
求出,这是在直接运用牛顿第二定律计算的,而我们实验是在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系.故D错误.
本题选错误的,故选ACD
(3)从上图中发现直线没过原点,当F≠0时,a=0.也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0,说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消呢.该组同学实验操作中遗漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足这个步骤.即倾角过小
故答案是:①ACD;②平衡摩擦力不充分或者没有平衡摩擦力

4. 用如图所示的实验装置验证物块m 1 、m 2 组成的系统机械能守恒。m 2 从高处由静止开始下落,m 1 上拖着的

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

5. 在“验证牛顿第二定律”的实验中,采用如图1所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,钩码P的质量

(1)根据牛顿第二定律得,整体的加速度a=

mg
m+M

则绳子的拉力T=Ma=
mg
1+
m
M

当M>>m时,认为专绳子对小车的拉力大小属等于钩码P的重力.
(2)A、由于实验存在误差,这些点几乎在一条过原点的直线上,所以认为当m一定时,a与F成正比,故A错误;
B、实验总会有误差,有些点偏离了过原点的直线,可能是误差造成的.因此可以认为当m一定时,a与F成正比,故B正确,CD错误;
故选:B.
(3)根据a=
F
M
知,图线的斜率为钩码P的重力,斜率不同,
甲图象的斜率大于乙图象的斜率,所以F大于F.故A正确,BCD错误;
故选:A.
故答案为:(1)M>>m;(2)B;(3)A

6. 用如图实验装置验证m 1 、m 2 组成的系统机械能守恒.m 2 从高处由静止开始下落,m 1 上拖着的纸带打出一

(1)BC(2) 0.58在误差允许的范围内,

7. 在“验证牛顿运动定律”的实验中,采用如图(1)所示的实验装置.小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中

(1)根据牛顿第二定律得:
对m:mg-F=ma
对M:F=Ma
解得:F=

mMg
M+m
=
mg
1+
m
M

当M>>m时,即小车的质量远大于砝码和盘的总质量,绳子的拉力近似等于砝码和盘的总重力.
(2)根据牛顿第二定律F=Ma,a与M成反比,而反比例函数图象是曲线,而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系,故不能作a-M图象;
但a=
F
M
,故a与
1
M
成正比,而正比例函数图象是过坐标原点的一条直线,就比较容易判定自变量和因变量之间的关系,故应作a-
1
M
图象;
每两点之间还有4个点没有标出,所以相邻计数点间的时间间隔T=0.1s
由数据可知,在相等的时间内的位移之差是相等的,因此
根据作差法得:a=
△x
T2
=
2.53?2.14
0.01
×10?2=0.39m/s2
1
M
;0.39;
(3)没有平衡摩擦力
(4)M

8. 在“验证牛顿运动定律”的实验中,采用如图1所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码

(1)以整复体为研究对象有制:mg=(m+M)a
解得:a=

mg
m+M

以M为研究对象有绳子的拉力为:F=Ma=
M
m+M
mg
显然要有F=mg必有m+M=M,故有M>>m,即只有M>>m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力.
(2)根据牛顿第二定律F=Ma,a与M成反比,而反比例函数图象是曲线,而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系,故不能作a-M图象;但存在关系:a=
F
M

故a与
1
M
成正比,而正比例函数图象是过坐标原点的一条直线,就比较容易判定自变量和因变量之间的关系,故应作a-
1
M
图象;
(3)图中没有拉力时就产生了加速度,说明平衡摩擦力时木板倾角过大.
故答案为:M>>m;
1
M
;平衡摩擦力时木板倾角过大

9. 在“验证牛顿运动定律”的实验中,采用如图所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,桶及桶中砝码

(1)A、实验首先要平衡摩擦力,使小车受到合力就是细绳对小车的拉力,故A正确;
B、平衡摩擦力的方法就是,小车与纸带相连,小车前面不挂小桶,把小车放在斜面上给小车一个初速度,看小车能否做匀速直线运动;故B错误;
C、由于平衡摩擦力之后有Mgsinθ=μMgcosθ,故tanθ=μ.所以无论小车的质量是否改变,小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面的分力,
改变小车质量即改变拉小车拉力,不需要重新平衡摩擦力,故C错误;
D、实验中,要保证塑料桶和所添加砝码的总质量远小于小车的质量,这样才能使得塑料桶和所添加砝码的总重力近似等于细绳对小车的拉力,
所以实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力,故D正确;
E、实验中应先接通电源,后放开小车,故E错误;
本题选不需要和不正确的,故选:BCE.
(2)根据作差法得:a=

xCF?xOC
9T2
0.2098?0.0603?0.0603
0.09
=0.99/s2
(3)以整体为研究对象有:mg=(m+M)a
解得:a=
mg
m+M

以M为研究对象有绳子的拉力为:F=Ma=
mg
1+
m
M

显然要有F=mg必有m+M=M,故有M>>m,即只有M>>m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力.
(4)根据牛顿第二定律F=Ma,a与M成反比,而反比例函数图象是曲线,而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系,故不能作a-M图象;
但a=
F
M
,故a与
1
M
成正比,而正比例函数图象是过坐标原点的一条直线,就比较容易判定自变量和因变量之间的关系,故应作a-
1
M
图象;
(5)图中没有拉力时就产生了加速度,说明平衡摩擦力时木板倾角过大.
(6)由图可知在拉力相同的情况下a>a
根据F=ma可得m=
F
a
,即a-F图象的斜率等于物体的质量,且m<m.故两人的实验中小车及车中砝码的总质量不同.
故答案为:
(1)BCE
(2)0.99/s2
(3)M>>m
(4)
1
M

(5)平衡摩擦力时木板倾角过大
(6)两小车及车上砝码的总质量不同.

10. 在“验证牛顿第二定律”的实验中,采用如图所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码

(1)M?m;(2) ;(3)平衡摩擦力时木板倾角过大
(4)两小车及车上砝码的总质量不同(5)a=1.58m/s 2

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