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力与加速度的实验装置

发布时间:2021-02-07 01:57:41

A. 图为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置示意图A.实验小组利用此装置来探究:在外力一定的条件下,

①为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,则应满足回的条件是:小吊盘和盘中物答块的质量之和远小于小车和砝码的总质量.
②由图示纸带可知,s 1 =3.56cm-1.20cm=2.36cm,s 2 =7.20cm-3.56cm=3.64cm,计数点间的时间间隔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
图象是一条直线,a与m成反比;图象在a轴上有截距,这是平衡摩擦力时长木板的倾角过大造成的.
故答案为:①远小于;②2.36;1.28;③反比;过大.

B. 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

C. 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.(1)本实验采用的实验方法是______A

(1)该实验是探究加速度与力、质量的三者关系,研究三者关系必须运用控制变版量法权,故BC错误,A正确.
故选A.
(2)A、该实验采用的是控制变量法研究,即保持一个量不变,研究其他两个量之间的关系,在探究加速度与质量的关系时,应保持拉力的大小不变,故A错误;
B、在探究加速度与外力的关系时,应该保持小车的质量不变,故B错误;
C、要直观的反映两个量之间的关系,可以通过作图来解决.但是只有作出一条直线,才可以直观的反映两个变量之间的关系.在探究加速度a与质量m的关系时,为了直观判断二者间的关系,应作出a-

1
m
图象,故C正确;
D、设小车的质量为M,砝码盘和砝码的质量为m,设绳子上拉力为F,
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.故D错误.
E、平衡摩擦力时不能将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮系在小车上,故E错误.
故选C.

D. 如图为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置示意图.砝码和小桶的质量为m,小车和钩码的总质量为M.

(1)砝码和小桶的质量以及小车和钩码的总质量需要用天平测量;
利用纸带求加速度时需要用刻度尺测量纸带上点与点之间的距离,
故还需要的工具是:天平、刻度尺(或直尺);
(2)小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力,要使拉力等于合力,则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力,可以将长木板的一段垫高,撤去砂和砂桶,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动,故B正确;
故选:B;
②重物加速下滑,处于失重状态,其对细线的拉力小于重力,设拉力为T,根据牛顿第二定律,有
对重物,有 mg-T=ma
对小车,有 T=Ma
解得:T=

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

E. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,采用下图所示的实验装置。 (1)本实验采用的实验方法是A.控

(1)A (2)C

F. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,实验装置如图1所示(1)为了探究加速度与力的关系,应保持____

(1)该同学要探究小车的加速度a和力F的关系,应该保持质量M不变;作出a-F图象;
(2)要探究小车的加速度a和质量m的关系,应该保持细线对车的拉力F不变,做出a?

1
m
图象;
(3)为减小实验误差,盘和砝码的质量应比小车的质量小得多,才可以用盘和砝码的重力来表示小车的拉力,.
(4)每打五个点取一个计数点,又因打点计时器每隔0.02s打一个点,所以相邻两计数点间的时间T=0.1s;
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上3点时小车的瞬时速度大小.
v3=
x24
t24
=
0.0400+0.0519
0.2
=0.46m/s
根据纸带的数据得相邻的相等的时间间隔位移之差几乎相等,所以小车做的为匀加速直线运动.
设0到1之间的距离为x1,以后各段分别为x2、x3、x4
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:x3-x1=2a1T2
x4-x2=2a2T2
为了更加准确的求解加速度,我们对两个加速度取平均值
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
故答案为:(1)质量;a-F;(2)力;a?
1
m
(3)小;(4)0.1;0.46;匀加速;1.2

G. (6分)如图为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置示意图。砝码和小桶的质量为m,小车和钩码的总质

(1) 天平 、刻度尺(或直尺) ;(写出一个得1分) (2) B; (3) C

H. 探究“加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示,实验时以小车的加速度a为纵坐标,细线的拉力F(即

(1)实验复中认为砝码制和砝码盘的总重力G,为小车所受的合外力,故在实验时将木板一端垫高为的是平衡摩擦力;
(2)根据牛顿第二定律:F=ma,得:

a
F
1
m
,故图象的斜率为小车质量的倒数;
(3)(3)另一位同学将本实验做了改动:每次实验时将小车上的砝码拿下放到砝码盘上,其他操作都与上面一样.
根据牛顿第二定律得:小车的加速度等于a=
mg
M+m
,即小车的加速度等于砝码和砝码盘的重力与砝码、砝码盘和小车总质量的比值,而
砝码、砝码盘和小车总质量不变.那么他画出的a-F图象是一条过坐标原点的直线.
(4)利用纸带计算小车的加速度时,测量点与点之间的距离时存在误差;
故答案为:(1)平衡阻力;(2)小车质量的倒数,小车质量不再远大于悬挂物总质量;(3)是;(4)测量误差

I. 某同学为验证牛顿第二定律中“力与加速度”的关系,采用光电门系统来代替位移和时间测量工具,实验装置如

(1)每周记录10次信号,因此记录信号的次数与圆形光栅转动的圈数成正比,即与物体回的位移答成正比,故BCD错误,A正确.
故选A.
(2)在探究“力与加速度”的关系时,小车的质量不变,因此其加速度与重物质量成正比,位移与记录信号次数成正比,根据运动学公式 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.
故答案为:1.53.

J. 图为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置示意图。实验小组利用此装置来探究:在外力一定的条件下,物

①远小于②2.36cm:1.30m/s 2 ③成反比 过大

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