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運動和力有關的實驗裝置圖

發布時間:2022-08-25 07:29:28

⑴ 圖甲是用來探究加速度和力之間關系的實驗裝置示意圖,圖乙是其俯視圖。兩個質量相等的小車,放在光滑水平

BD BC

⑵ 「用DIS研究加速度與力的關系」的實驗裝置如圖(a)所示.實驗中通過增加鉤碼的數量,多次測量,可得小車

(1)由圖象可知,當F=0時,a≠0.也就是說當繩子上沒有拉力時小車就有加回速度,該同學實驗操作中答平衡摩擦力過大,即傾角過大,平衡摩擦力時木板的右端墊得過高.
所以圖線①是在軌道右側抬高成為斜面情況下得到的.
(2)圖線②是在軌道水平時做的實驗,由圖象可知:當拉力等於0.5N時,加速度恰好為零,即剛好拉動小車,此時f=F=1N,
根據F=ma得a-F圖象的斜率k=

1
m
,由a-F圖象得圖象斜率k=
6?3
1
=3,所以m=
1
3
kg,則
μ=
f
mg
1
1
3
×10
=0.3;
(3)隨著鉤碼的數量增大到一定程度時圖(b)的圖線明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是所掛鉤碼的總質量太大,而我們把用鉤碼所受重力作為小車所受的拉力,所以消除此誤差可採取的簡便且有效的措施應該測量出小車所受的拉力,即在鉤碼與細繩之間放置一力感測器,得到力F的數值,在作出小車運動的加速度a和力感測器讀數F的關系圖象,或減少實驗中所掛鉤碼的質量,使其應遠小於小車的總質量,故BD正確.
故選:BD.
故答案為:(1)①;(2)0.3;(3)BD;

⑶ 如圖是探究「阻力對物體運動的影響」的實驗裝置示意圖,實驗中該同學先手三次將同一木塊放在同一斜面上的

(1)木塊運動的距離長短不僅與木塊受到的摩擦力有關,還與物體的初始速度有關,因此在研究摩擦力對其運動距離的影響時,要控制木塊的速度相同,即要用到控制變數法.由於用不同的力推木塊,導致了木塊的初始速度不同.故這種操作是錯誤的.
(2)木塊對接觸面的壓力不變,隨著接觸面的改變,發現接觸面越來越光滑,摩擦力越來越小;
(3)物體由於在運動過程中,受到的摩擦力不可能為零,故不能保持平衡狀態,所以不會出現木塊做勻速直線運動的現象.
(4)根據勻速直線運動的定義可知:當物體的速度不變,經過的路線是直線的運動即為勻速直線運動.
(5)若木塊下滑到底部是速度過小,可使斜面傾斜程度大些或換用小車進行實驗.
故答案為:(1)分別用不同的力推了一下木塊;(2)減小;壓力不變,表面的粗糙程度變小;(3)勻速直線運動;(4)勻速直線運動;(5)使斜面傾斜程度大些或換用小車進行實驗.

⑷ 是探究滑動摩擦力大小與什麼因素有關的實驗裝置圖(

(1)勻速拉動彈簧測力計時,木塊做勻速直線運動,處於平衡狀態,滑動內摩擦力與彈簧測力計示數相等容,

根據彈簧測力計示數可以求出滑動摩擦力大小,該實驗原理是:二力平衡.

(2)由圖(a)與圖(c)可知,壓力相同時,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大;

由此可見:在壓力一定時,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大.

故答案為:(1)勻速;二力平衡;(2)在壓力一定時,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大.

⑸ 用如圖所示的實驗裝置研究運動和力的關系.(1)每次都讓小車從同一個斜面的同一位置由靜止開始下滑,是

(1)根據控制變數法的思想;讓小車從同一個斜面的同一高度位置專由靜止開始滑下,是屬為了使小車滑到斜面底端時具有相同速度;
(2)觀察圖中三次實驗,小車在水平面上受到的摩擦力大小不同,這說明小車受到摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關;
(3)對比三幅圖,不難看出:水平面越光滑,小車受到的摩擦力越小,速度減小的越慢,小車運動的距離越遠;
(4)在此實驗的基礎上進行合理的推理,可以得出:運動物體不受外力時,總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態,這就是著名的牛頓第一定律;
故答案為:(1)速度;(2)粗糙程度;(3)小;遠;(4)勻速直線運動;牛頓第一定律.

⑹ 如圖甲是探究「阻力對物體運動的影響」的實驗裝置,圖乙是探究「物體的動能與質量關系」的實驗裝置.(1


(1)甲、乙實驗中物體運動時,都受到摩擦阻力的作用,因為會有一部分內機械能轉化容為內能;
(2)圖乙讓不同鋼球從同一高度滾下(速度相同),發現鋼球的質量越大、木塊被撞擊的越遠,說明物體的速度一定時,質量越大,動能越大;
(3)甲實驗中,如果水平面越來越光滑,則小車運動的距離就會越來越遠,可以推理出:如果運動的物體不受力,它將以恆定不變的速度一直運動下去;兩實驗中,都控制物體從同一高度自由下滑,是為了保證物體到水平面時的初速度相同,這樣才符合控制變數法的研究要求.
故答案為:(1)相同;(2)運動的物體不受外力作用時,將保持勻速直線運動狀態;(3)B.

⑺ 用圖所示的實驗裝置研究運動和力的關系.(1)每次都讓小車從同一個斜面的______由靜止開始滑下,是為了

(1)為研究運動和力的關系,應採用控制變數法的思想;為了使小車在剛滑到斜面底端時具有的速度相同,就必須讓小車在斜面的同一高度滑下;
(2)接觸面的粗糙程度決定了小車受到的阻力大小;水平面越光滑,摩擦力就越小;阻力越小,改變其運動狀態用的時間就越長,小車運動越遠;
(3)根據實驗現象進行科學的推理,是物理上常用的方法;如果沒有了摩擦阻力,小車的運動狀態就不會改變,即做勻速直線運動;
故答案為:(1)同一高度;(2)小、遠;(3)做勻速直線運動.

⑻ 與力有關的科學實驗

重力加速度測量的十種方法

方法一、用彈簧秤和已知質量的鉤碼測量
將已知質量為m的鉤碼掛在彈簧秤下,平衡後,讀數為G.利用公式G=mg得g=G/m.
方法二、用滴水法測重力加速度
調節水龍頭閥門,使水滴按相等時間滴下,用秒錶測出n個(n取50—100)水滴所用時間t,則每兩水滴相隔時間為t′=t/n,用米尺測出水滴下落距離h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.
方法三、用單擺測量(見高中物理學生實驗)
方法四、用圓錐擺測量.所用儀器為:米尺、秒錶、單擺.
使單擺的擺錘在水平面內作勻速圓周運動,用直尺測量出h(見圖1),用秒錶測出擺球n轉所用的時間t,則擺球角速度ω=2πn/t

擺球作勻速圓周運動的向心力F=mgtgθ,而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上幾式得:
g=4π2n2h/t2.
將所測的n、t、h代入即可求得g值.
方法五、用斜槽測量,所用儀器為:斜槽、米尺、秒錶、小鋼球.

按圖2所示裝置好儀器,使小鋼球從距斜槽底H處滾下,鋼球從水平槽底末端以速度v作平拋運動,落在水平槽末端距其垂足為H′的水平地面上,垂足與落地點的水平距離為S,用秒錶測出經H′所用的時間t,用米尺測出S,則鋼球作平拋運動的初速度v=S/t.不考慮摩擦,則小球在斜槽上運動時,由機械能守恆定律得:mgH=mv2/2.所以g=v2/2H=S2/2Ht2,將所測代入即可求得g值.
方法六、用打點計時器測量.所用儀器為:打點計時器、直尺、帶錢夾的鐵架台、紙帶、夾子、重物、學生電源等.
將儀器按圖3裝置好,使重錘作自由落體運動.選擇理想紙帶,找出起始點0,數出時間為t的P點,用米尺測出OP的距離為h,其中t=0.02秒×兩點間隔數.由公式h=gt2/2得g=2h/t2,將所測代入即可求得g.

方法七、如圖4,標有刻度的粗細均勻的U型管裝有適量的水固定在小車上,用不計質量的彈簧秤拉著小車在光滑水平面上作勻加速運動,彈簧秤讀數為F,用天平測出整個小車裝置的質量為M,小車運動時兩液面高度差為Δh,U型管兩管相距為L.
設U型管水平部分橫截面積為S,則這段液體質量為m=ρ·S·L,ρ為水的密度.整個系統以加速度a=F/M沿水平方向運動,作用在該段水的合作力應為F=ma=ρ·S·LF/M.這個合外力由兩臂液柱的壓力差提供,即F=ρ·g·S·Δh.所以ρ·g·S·Δh=ρ·S·LF/M.由此可得:g=F·L/M·Δh,將所測F、L、M、Δh代入可求得g值.
方法八、將方法七中的U型管換成有刻度的玻璃缸(如圖5)內徑為D,其它條件不變,水與小車一起作勻加速運動時,液面上下高差為Δh,這時測力計的讀數為F,整套裝置質量為M,加速度a=F/M.

在液體斜面上取一微小體積元,設其質量為m,所受重力為mg,它還受到下面液體給予的支持力N,這兩個力的合力是產生加速度a的合力,即mg·tgα=ma.又tgα=Δh/D,所以g=F·D/M·Δh,將所測D、F、M、Δh代入即可求g.


方法九、在小車上固定一個「⊥」形支架,上面裝有量角器.量角器的圓心處掛有一重錘線,如圖6所示.用天平測出整套裝置的質量M,測力計質量不計,用測力計拉著小車在光滑的水平面上作勻加速運動時,測力計讀數為F,重錘線與豎直方向夾角為α,整套裝置的加速度為a=F/M,擺球受重力mg和繩子張力T,其合力產生加速度a.即mgtgα=ma,∴g=a/tgα=F/Mtgα.將所測F、M、α代入即可求得g.
方法十、取半徑為R的玻璃杯,內裝適當的液體,固定在旋轉台上.旋轉台繞其對稱軸以角速度ω勻速旋轉,這時液體相對於玻璃杯的形狀為旋轉拋物面(如圖7).

重力加速度的計算公式推導如下:
取液面上任一液元A,它距轉軸為x,質量為m,受重力mg、彈力N.由動力學知:
Ncosα-mg=0 (1)
Nsinα=mω2x (2)
兩式相比得tgα=ω2x/g,又 tgα=dy/dx,∴dy=ω2xdx/g,
∴y/x=ω2x/2g. ∴ g=ω2x2/2y.
.將某點對於對稱軸和垂直於對稱軸最低點的直角坐標系的坐標x、y測出,將轉台轉速ω代入即可求得g.
以上測量重力加速度的方法,有的是粗略的,有的是較精確的,有的是可以實際做的,有的是不能做但原理上是合理的「理想實驗」.這些方法多數是力學知識的綜合運用,有利於培養學生創造性思維和發散性思維.本文的目的是使學生開拓視野,起到「思維訓練性實驗」課的作用.

⑼ 圖(a)是「探究加速度與力、質量的關系」的實驗裝置示意圖.重力加速度取g.(1)為了平衡小車受到的阻

(1)將不帶滑輪的木板右端適當墊高,在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動,以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消,那麼小車的合力就是繩子的拉力.故選C.
(2)根據牛頓第二定律得:
對m:mg-F =ma
對M:F =Ma
解得:F =
mMg
m+M
=
mg
1+
m
M

當m<<M時,即當細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細砂和小桶的總重力.
該實驗的原理是,在平衡小車受到的阻力後,認為小車受到的合外力是mg,其值與真實值相比偏小,小車受到合外力的真實值為
mMg
m+M

(3)s 12 =2.60-1.00cm=1.60cm.
計數點4的速度等於3、5兩點間的平均速度,v 4 =
x 35
t 35
m/s=0.31m/s.
根據△x=aT 2 得,a=
△x
T 2
=0.60m/s 2
(4)保持細砂和砂桶的質量不變,改變小車的質量M,分別得到小車的加速度a與其對應的質量M,處理數據的恰當方法是作a-
1
M

(5)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.
所以偏離了原來的直線,其主要原因是砂和砂桶的質量沒有遠小於車的質量.
從上圖中發現直線沒過原點,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,說明小車的摩擦力與繩子的拉力抵消呢.圖(d)中的圖線不通過原點,其主要原因是木板的傾角過小.
圖(e)中的圖線不通過原點,其主要原因是木板的傾角過大
故答案為:(1)右
(2)遠小於,mg,偏小,
mMg
m+M

(3)1.60,0.31,0.60
(4)a-
1
M

(5)砂和砂桶的質量沒有遠小於車的質量.
木板的傾角過小.
木板的傾角過大.

⑽ (1)圖1是「測量水平運動物體所受的滑動摩擦力」的實驗裝置圖;實驗時在水平桌面上用彈簧測力計水平向左

(1)用彈簧測力計水平向左拉動一個長方體木塊,使其作勻速直線運動,所以拉力和摩擦回力是答一對平衡力,摩擦力大小等於拉力.
由圖知,測力計的分度值為0.1N,所以其示數為2.8N.由二力平衡條件得,摩擦力也為2.8N.
(2)①李麗同學提出「滑動摩擦力大小可能與接觸面的粗糙程度有關」,所以需控制壓力大小這個變數,改變接觸面的粗糙程度,甲丙兩圖中壓力相同,接觸面的粗糙程度不同,所以應選擇甲丙兩圖進行實驗.
②根據表格中數據進行描點,並用平滑的曲線連接起來.如圖所示:

由圖象知,接觸面的粗糙程度相同,摩擦力與壓力大小成正比.
故答案為:(1)二力平衡;2.8;(2)①甲、丙;②見上圖;成正比;

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