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學生小車測加速度實驗裝置

 發布時間：2023-01-06 06:04:43

① 某同學用圖1的實驗裝置探究「小車加速度與力」的關系，圖中A為小車，連接在後面的紙帶穿過打點計時器B的

② 一位同學設計了用打點計時器測量小車沿斜面下滑的加速度的實驗，實驗裝置示意圖如圖甲所示

x1這個數值不可靠，理由如下。
左雲變速直線運動的物體，在相等時間內通過的相鄰路程內差是個常數，等於容aT^2。
現在看紙帶發現所量距離都是每隔3個點記錄一次數據，也就是說記錄的數據都是經過相同時間間隔的數據，因此符合上面的條件，所以在相等時間內通過的相鄰路程差是個常數（等於aT^2）。
對各段相鄰距離做差發現：x2-x1=0.59cm，其他相鄰差約等於0.77cm，故x1數據不可靠。
回答完畢，祝你學習進步~不懂情再追問

③ 圖甲是某同學探究小車加速度與力的關系的實驗裝置．他利用光電門測出長方形遮光條通過B點位置所需的時間

（1）若用刻度尺測出遮光條的寬度d如圖乙所示，則d=1.10cm；
用較短時間內的平均速度代替瞬時速度，所以小車經過光電門時的速度為v=

d
△t
=0.55m/s
（2）該實驗的研究對象是小車，採用控制變數法研究．當質量一定時，研究小車的加速度和小車所受合力的關系．那麼小車的合力怎麼改變和測量呢？為消除摩擦力對實驗的影響，可以把木板D的左端適當墊高，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．
根據牛頓第二定律得：
對m：mg-F拉=ma
對M：F拉=Ma
解得：F拉=
mMg
m+M
=
mg
1+
m
M

當M＞＞m時，即當重物重力要遠小於小車的重力，繩子的拉力近似等於重物的總重力．
（3）由題意可知，該實驗中保持小車質量M不變，因此有：v2=2as，a=
v2
2LAB

而a=
F
M
=
mg
M
，所以
v2
2LAB
=
mg
M

v2=
2gLAB
M
m
所以處理數據時應作出v2-m圖象，圖線斜率k=
2gLAB
M
．
故答案為：（1）1.10，0.55
（2）M＞＞m
（3）v2-m，
2gLAB
M

④ 某學生用如圖1所示的裝置做「探究加速度與力的關系」的實驗，在保持小車質量不變的情況下，測得小車的加

（1）根據描點法作出圖象，如圖所示：

F
m
，所以a-F圖象的斜率表示質量的倒數；
（4）為了使圖線過原點，則平衡摩擦力，適當增大長木板的傾角．故C正確．
（5）實驗發現，質量不變時，物體的加速度與合外力成正比．
故答案為：（1）如圖所示；（2）小車在運動過程中受的摩擦力；（3）質量的倒數；（4）C；（5）在實驗誤差范圍內，質量不變時，物體的加速度與所受合外力成正比．

⑤ 如圖所示是某同學探究小車的速度和加速度的實驗裝置，遮光條長度為3.0cm，他將光電門固定在水平軌道上的B

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小車的瞬間速度為：
v=
d
△t
=0.27m/s
根據勻變速直線運動的速度時間公式得
a=
v
t
=0.076m/s 2 ．
故答案為：0.27，0.076．

⑥ 一位同學設計了用打點計時器測量小車沿斜面下滑的加速度的實驗，實驗裝置示意圖如圖甲所示．已知打點計時

（1）相鄰計時點間的時間間隔為0.02s，則相鄰兩計數點間間隔T=0.02×3s=0.06s．
（2）因為s2-s1=0.59cm，s3-s2=0.76cm，s4-s3=0.78cm，可知s1的數據專不可靠．
（3）根據屬勻變速直線運動的推論，a1＝

s5?s2
3T2
，a2＝
s6?s3
3T2
，a3＝
s7?s4
3T2
．
則a=
a1+a2+a3
3
＝
s5+s6+s7?s2?s3?s4
9T2
=
(4.58+5.36+6.14?2.28?3.04?3.82)×10?2
9×0.062
≈2.14m/s2．
故答案為：（1）0.06（2）s1（3）2.14

⑦ 如圖所示是某同學探究小車加速度與力的關系的實驗裝置，他將光電門固定在水平軌道上的B點，用不同重物通

（1）d/△t
（2）m遠小於M
（3）D
（4）未平衡摩擦力

⑧ 某學生用如圖1所示的裝置做「探究加速度與力的關系」的實驗，在保持小車質量不變的情況下，測小車的加速

（1）因為AB=24mm，BC=28mm，CD=32mm，DE=36mm，知相鄰相等時間內的位移之差為4mmm，根據△x=aT2得，a=

△x
T2
＝
0.004
0.01
＝0.40m/s2．
（2）由a-F圖象可知，當F=0.1N時，物體才有加速度，可知未平衡摩擦力，則圖線在F軸截距的物理意義是小車在運動過程中受的摩擦力．
（3）為了使圖線過原點，則平衡摩擦力，適當增大長木板的傾角．故C正確．
（4）實驗發現，質量不變時，物體的加速度與合外力成正比．
故答案為：（1）0.40
（2）小車在運動過程中受的摩擦力．
（3）C
（4）在實驗誤差范圍內，質量不變時，物體的加速度與所受合外力成正比

⑨ 某班學生進行了一個探究小車加速度a與小車所受合力F及質量m關系的實驗，圖（a）為實驗裝置簡圖．（1）圖

（1）計數點間的時間間隔t=0.02s×5=0.1s，
紙帶的加速度a=
a 1 + a 2 + a 3
3
=
x 4 - x 1 + x 5 - x 2 + x 6 - x 3
9 t 2
≈2.01m/s 2 ．
（2）①由a-F圖象可知，圖象不過原點，在F軸上有截距，這是實驗前沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠造成的；
②當砂桶總質量遠小於小車質量時，可以認為小車受到的拉力等於砂桶重力，a與F成正比，當砂桶質量太大，
砂桶質量沒有遠小於小車質量時，小車受到的拉力小於砂桶重力，a-F圖象不再是直線而發生彎曲．
故答案為：（1）2.01；（2）①未平衡摩擦力或平衡不夠；②砂桶質量沒有遠小於小車質量．

⑩ （2014徐匯區二模）如圖是某同學用來探究「小車的加速度與外力關系」的實驗裝置，軌道上的B點固定一光電

（1）小車運動到B時的速度為：v＝

d
△t

根據運動學公式：
v
2

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