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某实验小组采用如图所示的装置探究小车的加速度与所受合力的关系

发布时间:2024-10-11 17:19:01

A. 某课外兴趣小组利用如图1的实验装置研究“加速度与合外力的关系”(1)实验中,小车会受到摩擦阻力的作用

(1)平衡摩擦力时,使重力沿斜面方向的分力等于摩擦力,不挂钩码,轻推拖着纸带的小车,小车能够做匀速直线运动,则摩擦力得到平衡.故选:D.
(2)因为拉力是由传感器测出,已经平衡了摩擦力,则加速度与拉力的关系图线是过原点的倾斜直线,即加速度与拉力成正比.故选:A.
(3)根据△x=aT2,运用逐差法得,a=

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

B. 某同学设计了如图甲所示的装置来探究小车的加速度与所受合力的关系.将装有力传感器的小车放置于水平长木

(1)由于每相邻两个计数点间还有4个点,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,
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:a=

0.0368?0.0352
0.12
=0.16m/s2
(2)改变小桶中砂的重力,多次重复实验,获得多组数据,描绘小车加速度a与合力F(F=F1-F0)的关系图象.
由于已经平衡摩擦力,所以图象应该过原点.故AB正确,CD错误;
故选:AB.
(3)对小桶受力分析,设小桶重力为mg,
木板释放前弹簧秤的示数F1,所以F1=mg,
设小车的重力为Mg,小车在加速运动时弹簧秤的示数F2
根据牛顿第二定律得:mg-F2=ma
所以F1>F2
(4)A、在该实验中实际是:mg=(M+m)a,要满足mg=Ma,应该使小车和传感器的总质量应远大于小桶和砂的总质量,故A正确;
B、实验中不需要将长木板右端垫高,因为已经测量了小车所受摩擦力的大小,故B错误;
C、实验中不需要测出小车和传感器的总质量,只需要保证小车和传感器的总质量不变,故C错误;
D、用加砂的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,可更方便地获取多组实验数据,故D正确;
故选:AD.
故答案为:(1)0.16
(2)AB
(3)>
(4)AD

C. 某实验小组利用如大所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验.(m)在实验中必须消除摩擦力的

(1)将不带滑轮的木板一端适当垫高,在不挂钩码的情况下放开拖着纸带的小车,轻碰小车,小车能匀速稳定下滑使小车恰好做匀速直线运动,以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消,那么小车的合力就是绳子的拉力.
(如)本实验要求钩码的质量远小于小车的质量,因此要求实验中每次所用的钩码总质量范围要小,故BC错误,A正确.
故选:A.
(3)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C点时小车的瞬时速度大小.
C=

xBD
如T
=
0.0着0q+0.0q43
0.如
=0.着她着中/9
设A到B之间的距离为x1,以后各段分别为x、x3、x4
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT可以求出加速度的大小,
得:x3-x1=如a1T&nb9v;
x4-x=如aT&nb9v;
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
(a1+a
即小车运动的加速度计算表达式为:
a=
XCE?XAC
4T如
=
(0.0q43+0.0她她8)?(0.03q9+0.0着0q)
4×(0.1)如
中/9=1.3她中/9
故答案为:(1)匀速直线
(如)A
(3)0.着她着;1.3她;

D. (1)某实验小组用如图甲所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系,除了图中所示器材外,还应选用的器

(1)ABC、电火花打点计时器使用的是220V交流电源,故A正确、BC错误.
D、需要用天平测量回小答盘和重物的质量,故D正确.
E、本实验不需要秒表计时,打点计时器就是计时工具,故E错误.
F、需要刻度尺测量计数点之间的距离大小,打点计时器需要纸带,故F正确.
G、本实验要用小盘和重物来提供拉力,故E正确.
故选:ADFG.
(2)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是,将不带滑轮的木板一端适当垫高,在不挂重物的情况下使小车恰好做匀速运动,以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消,那么小车的合力就是绳子的拉力.故D正确、ABC错误.
故选:D.
(3)当两小车都做初速度为0的匀变速直线运动,根据x=

1
2
at2
可得物体的加速度a=
2x
t2

所以
a1
a2
2x1
t12
×
t22
2x2

根据题意要通过位移的测量来代替加速度的测量,即满足
a1
a2
x1
x2

则要t1=t2,此实验不需要两车质量相等,小车所受的水平拉力可以不等于砝码(包括小盘)的重力,故BD正确,AC错误.
故选:BD.
故答案为:(1)ADFG;(2)D;(3)BD.

E. 某实验小组采用如图1所示的装置探究小车的加速度与所受合力的关系.①安装实验装置时,应调整定滑轮的高

①安装实验装置时,应调整定滑轮的高度,使拉小车的细线在实验过程中保持与长木版板平行,权保证细线的拉力等于小车的合力.
②实验时先不挂砂桶,反复调整垫木的位置,轻推小车,直到小车做匀速直线运动,这样做的目的是平衡摩擦力.
③交流电的频率为50Hz,每隔0.02s打一个点,则AB两计数点间的时间间隔为T=0.1s.在连续相等时间内的位移之差是一恒量,知△x=0.46cm,则加速度a=

△x
T2
0.46×10?2
0.01
m/s2=0.46m/s2.
④曲线上部出现弯曲现象,随着F的增大,即砂和砂桶质量的增大,不再满足砂和砂桶远小于小车的质量,因此曲线上部出现弯曲现象.
⑤对整体分析,整体的加速度a=
mg
M+m
,则绳子的拉力F=Ma=
M
M+m
mg.若要使|
mg?F
mg
|<10%,即F>
9
10
mg,解得m<
1
9
M.
故答案为:①长木板;
②平衡摩擦力;
③0.1s; 0.46m/s2
④砂和砂桶质量较大,没满足砂和砂桶质量远小于小车质量的条件;
⑤F=
M
M+m
mg,m<
1
9
M.

F. 某实验小组用如图甲所示的装置“探究加速度与力、质量的关系”,回答下列问题:(1)为了消除小车与水平

(1)将不带滑轮的木板一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运版动,以权使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消,那么小车的合力大小等于绳子的拉力,故ABD错误,C正确.
故选:C.
(2)根据匀变速直线运动的推论△x=aT2,有:
x6-x3=3a1T2…①
x5-x2=3a2T2…②
x4-x1=3a3T2…③
a=

a1+a2+a3
3
…④
联立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
实验中使用的电火花计时器使用220V交流电源,
(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=
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.
故答案为:(1)C;(2)0.386;交流;(3)m<<M.

G. 某同学用图甲的实验装置探究小车的加速度a与小车所受合力F及质量M的关系。打点计时器所用交变电流的频率

(1)0.51(2)小于、m << M

H. (7分)某实验小组应用如图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”,已知小车的质量为M,砝码及砝码盘

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

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