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求小车加速度的实验装置

发布时间:2025-04-16 11:13:05

Ⅰ 如图甲所示是某同学探究小车加速度与力的关系的实验装置,他将光电门固定在水平轨道上的B点,用不同重物

(1)游标卡尺的主尺读数为11mm,游标读数为0.05×8mm=0.40mm,
所以最终读数为:11mm+0.40mm=11.40mm=1.140cm;
②数字计时器记录通过光电门的时间,由位移公式计算出物体通过光电门的平均速度,
用该平均速度代替物体的瞬时速度,故在遮光条经过光电门时滑块的瞬间速度为:v=
d
△t
=0.57m/s
(2)该实验的研究对象是小车,采用控制变量法研究.当质量一定时,研究小车的加速度和小车所受合力的关系.
那么小车的合力怎么改变和测量呢?为消除摩擦力对实验的影响,可以把木板D的左端适当垫高,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.
根据牛顿第二定律得:
对m:mg-F =ma
对M:F =Ma
解得:F =
mMg
m+M

当M>>m时,即当重物重力要远小于小车的重力,绳子的拉力近似等于重物的总重力.
(3)由题意可知,该实验中保持小车质量M不变,因此有:v 2 =2as=
2mg
M
s,
由题意可知,M、s不变,画出v 2 -m图象,若图象为过原点的直线,则说明外力和加速度成正比,故画出v 2 -m图象可以直观的得出结论.
(4)开始当小车挂上重物时,加速度却为零,线性图象不通过坐标原点,故导致图象不过原点的原因是木板倾角偏小.即说明操作过程中没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足.
故答案为:(1)1.140,0.57(2)m<<M(3)v 2 -m
(4)操作过程中没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足.

Ⅱ 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.

Ⅲ 如图是某同学用来探究“小车的加速度与外力关系”的实验装置,轨道上的B点固定一光电门,将连接小车的细

(1)小车运动到B时的速度为:v=

d
△t

根据运动学公式:v2?v02=2ax得:
v2=2aL
a=
d2
2L(△t)2

(2)A、探究“小车的加速度与外力关系”时,只要保持小车质量不变即可,没有必要测量其质量,故A错误;
B、实验中需要求出外力和加速度的大小,因此每次改变钩码,需要测量其质量(或重力),故B正确;
C、要使钩码的重力大小等于小车外力,要求小车的质量要远大于钩码质量,因此钩码质量要小一些,故C正确;
D、每次测量不一定要求小车从同一位置释放,只要测出其加速距离以及小车上挡光片通过光电门的时间为△t,即可求出加速度的大小,故D错误;
E、根据实验原理可知,实验时要平衡摩擦力,所以轨道不光滑时,要适当垫高不带定滑轮的一端,以平衡摩擦力,故E错误.
故选:BC.
(3)此题测量的速度实际上是挡光片通过光电门的平均速度,等于这段时间内中间时刻的瞬时速度,加速度一定,小车进入的速度是一定的,而挡板越宽,V自然就越大,中间速度会随之变大,由a=
v2
2l
可知,v偏大,则所求加速度偏大.
故答案为:(1)
d2
2L(△t)2
,(2)BC,(3)偏大.

Ⅳ 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

Ⅳ 为了探究“加速度与力、质量的关系”,可以用如图所示的实验装置.(1)为了补偿打点计时器对小车的阻力

(1)为了使盘和盘中重物的总重G充当小车运动的合外力,要先平衡摩擦力,即移动木块来调节木板的倾斜程度,使小车在不受牵引时,能拖着纸带沿木板做匀速直线运动;
实验中还要注意,为了减小误差,与小车相连接的牵引细绳与斜面保持平行;
(2)在牵引绳的拉力作用下,小车从静止开始做匀加速直线运动,测出盘和盘中重物的总重为G,则小车匀加速运动时受到的拉力F≈G,
测出小车运动的位移x和发生这段位移的时间t,根据x=

1
2
at2得:a=
2x
t2
,据此可以计算出小车的加速度;
故答案为:(1)匀速直线,平行;(2)G,
2x
t2

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