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探究加速度與力質量的實驗裝置

發布時間:2022-11-07 05:19:55

A. 圖1為「探究加速度與力、質量的關系」實驗裝置圖.圖中A為小車,B為砝碼及砝碼盤,C為一端帶有定滑輪的長

(1)A:平衡摩擦力,假設木板傾角為θ,則有:f=mgsinθ=μmgcosθ,m約掉了,故不需要重新平衡摩擦力.故A錯誤.
B:實驗時應先接通電源後釋放小車,故B錯誤.
C:讓小車的質量M遠遠大於小桶(及砝碼)的質量m,因為:繩子的拉力F=Ma=

M
m+M
mg,故應該是m<<M,而當m不再遠遠小於M時a=
mg
m+M
隨m的增大物體的加速度逐漸減小且無限趨近於g,故C正確.
D:F=ma,所以:a?
1
m1
F,當F一定時,a與
1
m1
成正比,故D正確.
故選CD
(2)遺漏了平衡摩擦力這一步驟,就會出現當有拉力時,物體不動的情況.故圖線為丙.
(3)設第1段位移為:x1,第2段位移為:x2
計時器打點的時間間隔為0.02s.從比較清晰的點起,每兩測量點間還有4個點未畫出,說明時間間隔T=0.1s
由△x=aT2得:
即:0.50×10-2=a×0.12
解得:a=0.50m/s2
故答案為:①CD②丙③0.50

B. 「探究加速度與力、質量的關系」實驗裝置如圖所示.(1)為減小實驗誤差,盤和砝碼的質量應比小車的質量_

(1)根據牛頓第二定律得,整體的加速度a=
mg
M+m
,則小車所受的合力 F=Ma=
Mmg
m+M
=
mg
m
M
+1
,當盤和砝碼的質量遠小於小車的質量,小車所受的合力近似等於砝碼和盤的重力,可以減小實驗的誤差.
(2)計時器打點的時間間隔為0.02s.每五個點取一個計數點,則相鄰兩計數點間的時間間隔為0.1s.
計數點3的瞬時速度 v 3 =
x 24
2T
=
(4+5.19)×1 0 -2
0.2
m/s ≈0.460m/s.
根據△x=aT 2 ,運用逐差法得,a=
x 23 + x 34 - x 01 - x 12
4 T 2
=
(4.00+5.19-1.60-2.81)×1 0 -2
4×0.01
≈1.20m/s 2
故答案為:(1)小,(2)0.1,0.460,1.20.

C. 探究加速度與力質量的關系的實驗裝置如圖所示下列說法正確的是再平衡摩擦力時

A、在該實驗中,我們認為繩子的拉力就等於小車所受的合外力,故在平衡摩擦力內時容,細繩的另一端不能懸掛裝砝碼的砝碼盤,故A錯誤.
B、由於平衡摩擦力之後有Mgsinθ=μMgcosθ,故tanθ=μ.所以無論小車的質量是否改變,小車所受的滑動摩擦力都等於小車的重力沿斜面的分力,改變小車質量時不需要重新平衡摩擦力,故B錯誤;
C、實驗時應先接通電源然後再放開小車,故C錯誤.
D、拉車子一端的繩子必須始終與木板保持平行,故D正確;
故選:D.

D. 「探究加速度與力、質量的關系」的實驗裝置如下圖所示. (1)打點計時器是一種計時儀器,其電源頻率為5

(1)交流電 0.02s (2) 0.74 (3)A (4)平衡摩擦力 C

E. 圖1為「探究加速度與力、質量的關系」實驗裝置圖.圖中A為小車,B為砝碼及砝碼盤,C為一端帶有定滑輪的長

(1)A:平衡摩擦力,假設木板傾角為θ,則有:f=mgsinθ=μmgcosθ,m約掉了,故不需要重新平衡摩擦力.故A錯誤.
B:實驗時應先接通電源後釋放小車,故B錯誤.
C:讓小車的質量M遠遠大於小桶(及砝碼)的質量m,因為:繩子的拉力F=Ma=
M
m+M
mg,故應該是m<<M,而當m不再遠遠小於M時a=
mg
m+M
隨m的增大物體的加速度逐漸減小且無限趨近於g,故C正確.
D:F=ma,所以: a-
1
m 1
F,當F一定時,a與
1
m 1
成正比,故D正確.
故選CD
(2)遺漏了平衡摩擦力這一步驟,就會出現當有拉力時,物體不動的情況.故圖線為丙.
(3)設第1段位移為:x 1 ,第2段位移為:x 2
計時器打點的時間間隔為0.02s.從比較清晰的點起,每兩測量點間還有4個點未畫出,說明時間間隔T=0.1s
由△x=aT 2 得:
即:0.50×10 -2 =a×0.1 2
解得:a=0.50m/s 2
故答案為:①CD②丙③0.50

F. 在「探究加速度與力、質量的關系」實驗中,實驗裝置如圖1所示(1)為了探究加速度與力的關系,應保持____

(1)為了探究加速度與力的關系,應保持m一定,研究a-F關系;
(2)為了探究加速度與質量的關系,應保持F一定,研究a-

1
m
關系;
(3)由於盤和砝碼加速下降,是失重,故拉力小於其重力,只有加速度較小時,可以認為盤和砝碼的重力等於拉力;故要控制小車的質量遠大於盤和砝碼的質量;
(4)計時器打點的時間間隔為0.02s,每五個點取一個計數點,則相鄰兩計數點間的時間間隔為0.1s;
根據時間中點的瞬時速度等於該過程的平均速度v3=
x24
2T
=
(4+5.19)×0.01
2×0.1
=0.46m/s;
在連續相等的時間間隔內,位移之差為一個恆量(在誤差允許范圍內),故是勻加速直線運動;
故答案為:
(1)質量;a-F;
(2)力;a?
1
m

(3)小;
(4)0.1,0.46,勻加速.

G. (9分)「探究加速度與力、質量的關系」的實驗裝置如圖甲所示. (1)在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程

(1)0.16 m/s 2 (2)如圖

(3)未計入砝碼盤重力或砝碼盤的重力不能忽略

H. 「探究加速度與物體質量、物體受力的關系」的實驗裝置如圖(1)所示. (1)在平衡小車與桌面之間摩擦力

(1)0.16m/s2(4分);(2)C(4分)

I. 「探究加速度與力、質量的關系」的實驗裝置如圖所示. (1)打點計時器是一種計時儀器,其電源頻率為50H

(1)打點計時器是一種計時儀器,其電源頻率為50Hz,常用的電磁式打點計時器和電火花計時器,使用的都是 交流電,它們是每隔T=
1
f
=0.02s打一個點.
(2)A、實驗前要平衡摩擦力,每次改變小車質量時,不需要重新平衡摩擦力,故A錯誤;
B、實驗時應先接通電源,然後再釋放小車,故B錯誤;
C、在砝碼及砝碼盤B的質量遠小於小車A的質量時,小車受到的拉力近似等於砝碼及砝碼盤受到的重力,故C錯誤;
D、應用圖象法處理加速度與質量關系實驗數據時,為了直觀,應作a-
1
m A
圖象,故D正確;
故選D.
(3)計數點間的時間間隔t=0.02×5=0.1s,紙帶(小車)做勻變速運動,由△x=at 2 可知,紙帶加速度
a=
a 1 + a 2
2
=
s 3 - s 1 + s 4 - s 2
4 t 2
=
0.0830m-0.0706m+0.0892m-0.0768m
4×(0.1s ) 2
≈0.62m/s 2
(4)將長木板右端適當墊高,其目的是平衡摩擦力;把長木板的右端墊得過高,使得傾角過大,小車所受重力平行於木板的分力大於小車受到的摩擦力,小車受到的合力大於細線的拉力,在小車不受力時,小車已經具有一定的加速度,a-F圖象不過原點,在a軸上有截距,因此他繪出的a-F關系圖象是C.
故答案為:(1)交流電;0.02;(2)D;(3)0.62;(4)平衡摩擦力;C.

J. 「探究加速度與物體質量、物體受力的關系」的實驗裝置如圖(1)所示.①在平衡小車與桌面之間摩擦力的過

(1)每5個點取一個計數點,相鄰計數點之間時間間隔是0.1s
設第一段位移為x1,第二段位移為x2,由:△x=aT2得:
a=

x2?x1
T2
0.0368?0.0352
0.12
m/s2=0.16m/s2
(2)數據處理時:設小車的質量為M,砝碼和托盤的總質量為m,F=mg由牛頓第二定律得:
小車的加速度為:a=
F
M
mg
M
這是理論值.
由牛頓第二定律得
對於小車個鉤碼組成的整體:a=
F
M+m
mg
m+M
這是真實值.
所以:只有當M>>m時:a=
F
M+m
mg
m+M
mg
M
a與F才成線性關系.
所以AB段明顯偏離直線的原因是m太大了.
A:圖象是從零點開始的,故小車與軌道間的摩擦力為零.故A錯誤.
B:圖象是從零點開始的,故小車與軌道間的摩擦力為零.導軌水平無影響.故B錯誤.
C:只有當M>>m時:a=
F
M+m
mg
m+M
mg
M
a與F才成線性關系.所以AB段明顯偏離直線的原因是m太大了.故C正確.
D:只有當M>>m時:a=
F
M+m
mg
m+M
mg
M
a與F才成線性關系.故小車質量大更容易滿足M>>m.故D錯誤.
故選:C
答案為(1)0.16(2)C

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