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某同學為探究加速度與物體受力的關系設計了如圖所示的實驗裝置

發布時間:2022-05-24 17:21:02

A. 某實驗小組在「探究加速度與物體受力的關系」實驗中,設計出如下的實驗方案,其實驗裝置如圖1所示.其實

(1)當物體小車勻速下滑時有:
Mgsinθ=f+(m+m0)g,當取下細繩和砝碼盤後,由於重力沿斜面向下的分力Mgsinθ和摩擦力f不變,小車的合外力為:F=Mgsinθ-f數值上等於(m+m0)g,由此可知該實驗中不需要砝碼和砝碼盤的總質量遠小於小車的質量.
(2)由圖象可知,當外力為零時,物體有加速度,這說明在計算小車所受的合外力時未計入砝碼盤的重力.
(3)根據數學函數關系可知該圖線延長線與橫軸的交點可求出的物理量是砝碼盤的重力大小.
故答案為:(1)否;
(2)在計算小車所受的合外力時未計入砝碼盤的重力;
(3)砝碼盤的重力.

B. (1)如圖所示為「探究加速度與物體受力的關系」的實驗裝置圖.圖(1)中小車A質量為m1,連接在小車後的

解答:m2g?m2a2,故D錯誤;
故選:B.
(3)根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2,有:
△x=0.0339-0.0289=a×(0.1)2
解得:a=0.50m/s2
(4)若沒有平衡摩擦力,則當F≠0時,a=0.也就是說當繩子上有拉力時小車的加速度還為0,所以可能是圖中的圖線C.
故選:C.
(2)①實驗應採用分壓接法、電流表外接法,故原理圖如圖;實物圖可根據原理圖畫出,注意電源的正負極及電表的正負極;
②因電路保持通路,故可以用電壓測兩端的電壓,判斷是否有故障;若電路斷開,則可以直接用歐姆表測電阻,若阻值非常大,則為斷路;
③6、7間電壓接近電動勢,則說明電壓表直接接在了電源兩端,表明滑動變阻器以外的電路都是完好的,可能是滑動變阻器斷路;
故答案為:(1)①交、220V;②B;③0.50;④C;(2)①原理圖及實物圖所圖甲乙所示;②電壓;歐姆;③以外的電路都是完好的;滑動變阻器斷路.

C. 為了探究加速度與力的關系,某同學設計了如圖所示的實驗裝置,帶滑輪的長木板水平放置,板上有兩個光電門

(1)4.0(2)圖像如下(3)

D. 某實驗小組在探究「加速度與物體質量、受力的關系」的實驗,設計如下的實驗方案,實驗裝置如1圖所示,所

(1)當小車勻速下滑時有:
Mgsinθ=f+(m+m0)g,M為小車的質量,m0為砝碼盤的質量,
當取下細繩和砝碼盤後,放開小車做勻加速運動,由於重力沿斜面向下的分力Mgsinθ和摩擦力f不變,
因此其合外力為F=Mgsinθ-f=(m+m0)g,
由此可知該實驗中不需要砝碼和砝碼盤的總質量遠小於小車的質量.
(2)在勻變速直線運動中連續相等時間內的位移差為常數,
即△x=aT2,將△x=1.44cm=0.0144m,T=0.1s
帶入解得:a=1.44m/s2
(3)由圖象可知,當外力為零時,物體有加速度,這說明在計算小車所受的合外力時未計入砝碼盤的重力、砝碼盤的重力,根據數學函數關系可知該圖線延長線與橫軸的交點可求出的物理量是砝碼盤的重力大小,橫坐標一格表示0.02N,所以交點的大小為0.08N.
故答案為:(1)否;(2)1.44;(3)未考慮砝碼盤的重力;砝碼盤的重力;0.08N

E. 某實驗小組在「探究加速度與物體受力的關系」實驗中,設計出如下的實驗方案,其實驗裝置如圖所示.已知小

①當物體小車勻速下滑時有:
mgsinθ=f+(m+m0)g
當取下細繩和砝碼盤後,由於重力沿斜面向下的分力mgsinθ和摩擦力f不變,因此其合外力為(m+m0)g,由此可知該實驗中不需要砝碼和砝碼盤的總質量遠小於小車的質量.
故答案為:否.
②在勻變速直線運動中連續相等時間內的位移差為常數,
即△x=aT2
解得:a=

△x
T2

將△x=0.77m,T=0.1s帶入解得:a=0.77m/s2
故答案為:0.77.
③由圖象可知,當外力為零時,物體有加速度,這說明在計算小車所受的合外力時未計入砝碼盤的重力,根據數學函數關系可知該圖線延長線與橫軸的交點可求出的物理量是砝碼盤的重力大小,橫坐標一格表示0.02N,所以交點的大小為0.07N.
故答案為:(1)否;(2)0.77;(3)在計算小車所受的合外力時未計入砝碼盤的重力,砝碼盤重力,0.07.

F. 某同學用如圖甲所示的裝置做「探究加速度與物體受力的關系」實驗.(1)該同學用實驗桌上的一把游標卡尺

(1)游標卡尺的主尺讀數為1cm,游標讀數為0.05×3mm=0.15mm=0.015cm,
所以最終讀數為:1cm+0.015cm=1.015cm;
(2)實驗中通過調節讓小車勻速下滑,目的是為了平衡摩擦力,
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
,根據運動學基本公式得:a=
v2
2l
=
d2
2lt2

(3)牽引力通過感測器測出,是准確值,不需要滿足小車的質量遠遠大於重物的質量,所以a與F成正比,故選B.
故答案為:(1)1.015;(2)平衡摩擦力;
d2
2lt2
;(3)B

G. ( I)在「探究加速度與物體質量、物體受力的關系」實驗中,某小組設計了如圖所示的實驗裝置.圖中上、下

( I)
(1)只有讓細線與軌道平行,才能保證拉力和小車前進的方向相同,不對小車產生其它影響,只是拉著它前進.故填:細線與軌道平行
(2)假設小車的加速度為a,拉力為F,設砝碼盤和砝碼的總質量m,小車質量M
對砝碼盤和砝碼:mg-F=ma;對小車:F=Ma;
聯立得:F=

Mmg
M+m
,故只有在M>>m的情況下近似認為拉力等於mg.故填:遠小於
(3)小車均做勻加速運動,且兩小車都從靜止開始加速相同的時間,根據s=
1
2
at2可得,s與a成正比.故填:兩小車都從靜止開始加速相同的時間,根據s=
1
2
at2可得,s與a成正比.
( II)
(1)彈簧秤本身誤差就比較大,讀數時可不用估讀.讀數為:3.6
(2)A:因為我們要用力的圖示畫重力,故需要測出重力的大小;故A需要.
B、C:為了讓測出來的兩個分力更精確,故彈簧測力計應在使用前校零且拉線方向應與木板平面平行來減小摩擦;故BC需要
D:實驗是驗證三個力的關系,只要測出三個力就可以了,所以不需要固定O點位置,故D不必要
本題選不必要的,故選:D
(3)彈簧測力計A的指針稍稍超出量程,可改變合力的大小,即:減小重物的質量,也可以讓兩個分力夾角變小,即:改變彈簧測力計B的方向或減小彈簧測力計B的拉力使O點向右移動來減小夾角.故填:①改變彈簧測力計B的方向,②減小彈簧測力計B的拉力,③減小重物的質量.三個中的任意兩個.
故答案為:Ⅰ:(1)細線與軌道平行;(2)遠小於;(3)兩小車都從靜止開始加速相同的時間,根據s=
1
2
at2可得,s與a成正比.
Ⅱ:(1)3.6;(2)D;(3)①改變彈簧測力計B的方向,②減小彈簧測力計B的拉力,③減小重物的質量.三個中的任意兩個.

H. 在「探究加速度與物體質量、物體受力的關系」活動中:某同學設計了如圖a的實驗裝置簡圖,A為小車,B為電

(1)每相鄰兩計數點間還有4個打點,說明相鄰的計數點時間間隔為0.1s.
根據勻變速直線運動規律知道3點的瞬時速度等於2點到4點的平均速度.
v3=

x24
t24
=
(0.0240+0.0288)
2×0.1
m/s=0.264m/s
(2)作圖
(0.413?0.165)m/s
5×0.1s
=0.496m/s2
(3)①從上d圖中發現直線沒過原點,當F=0時,a>0.也就是說當繩子上沒有拉力時小車還有加速度,說明小車的摩擦力小於重力沿斜面向下的分力.該組同學實驗操作中平衡摩擦力過大
②.根據對小車受力分析,圖中的力F理論上指繩對小車的拉力,而實驗中當砂和小桶的總重力要遠小於小車的重力,繩子的拉力近似等於砂和小桶的總重力.所以用砂和砂桶的重力表示.
③從圖象上可以看出:F從0開始增加,砂和砂桶的質量遠小於車的質量,慢慢的砂和砂桶的重力在增加,那麼在後面
砂和砂桶的質量就沒有遠小於車的質量呢,那麼繩子的拉力與砂和砂桶的總重力就相大呢.
所以原因是砂和砂桶的質量沒有遠小於車的質量.
故答案為:(1)0.264,
(2)0.496
(3)①平衡摩擦力過大
②B,A
③砂和砂桶的質量沒有遠小於車的質量.

I. 某實驗小組在「探究加速度與物體受力的關系」實驗中,設計出如下的實驗方案,其實驗裝置如圖2所示.已知

(復1)當物體小車勻速下滑時有:制
mgsinθ=f+(m+m0)g
當取下細繩和砝碼盤後,由於重力沿斜面向下的分力mgsinθ和摩擦力f不變,因此其合外力為(m+m0)g,由此可知該實驗中不需要砝碼和砝碼盤的總質量遠小於小車的質量.
(2)根據作差法得:
a=

x4+x3?x2?x1
4T2
0.0864+0.0775?0.0687?0.06
0.04
=0.88m/s2
(3)根據a=
F
M
可知,圖中a-F圖象斜率表示小車質量的倒數,由圖象可知,當外力為零時,物體有加速度,這說明在計算小車所受的合外力時未計入砝碼盤的重力,根據數學函數關系可知該圖線延長線與橫軸的交點可求出的物理量是砝碼盤的重力大小.
故答案為:(1)否;(2)0.88;(3)小車的質量的倒數,在計算小車所受的合外力時未計入砝碼盤的重力,砝碼盤的重力.

J. 某同學設計了如圖所示的裝置來探究加速度與力的關系.彈簧秤固定在一合適的木塊上,桌面的右邊緣固定一個

(1)根據勻變速直線運動公式得:
d=

1
2
at2
解得:a=
2d
t2

(2)當F1>F0時,木板才產生加速度.隨著繼續向瓶回中加水後,礦泉水答瓶的質量不斷增加,
礦泉水瓶的質量不能遠小於木板的質量,那麼水的重力與繩子的拉力差值越來越大,則圖象出現彎曲.故選C.
(3)A、緩慢向瓶中加水,可以更方便地獲取多組實驗數據,故A正確.
B.不可以改變滑動摩擦力的大小,故B錯誤.
C.緩慢向瓶中加水,直到木板剛剛開始運動,可以比較精確地測出摩擦力的大小,故C正確.
D.並沒有獲得很大的加速度,可以獲取多組實驗數據以提高實驗精度.故D錯誤.
故選:AC.
故答案為:(1)
2d
t2
;(2)C;(3)AC.

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