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探究加速度與力質量的關系的實驗裝置如圖所示用該裝置研究

發布時間:2025-09-18 12:10:29

① 在「探究加速度與力、質量的關系」的實驗中,採用如圖所示的裝置.(1)本實驗應用的實驗方法是______.A

(1)該實驗是探究加速度與力、質量的三者關系,研究三者關系必須運用控制變數法,故BC錯誤,A正確.
故選:A.
(2)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,故在平衡摩擦力時,細繩的另一端不能懸掛裝砂的小桶,故A錯誤.
B、由於平衡摩擦力之後有Mgsinθ=μMgcosθ,故tanθ=μ.所以無論是否改變小車的質量,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正確.
C、實驗時應先接通電源然後再放開小車,故C錯誤.
D、小車的加速度應根據打點計時器打出的紙帶求出,不能由牛頓第二定律求出,故D錯誤;
故選:B.
(3)由於每相鄰兩個計數點間還有4個點沒有畫出,所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.1s,
設第一個計數點到第二個計數點之間的距離為x1,以後各段分別為x2、x3、x4、x5、x6
根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:x4-x1=3a1T2
x5-x2=3a2T2
x6-x3=3a3T2
為了更加准確的求解加速度,我們對三個加速度取平均值
得:a=

1
3
(a1+a2+a3
即小車運動的加速度計算表達式為:a=
(0.0895+0.0961+0.1026)?(0.0705+0.0768+0.0833)
9×0.01
m/s2=0.64m/s2
(4)由圖象可知,a-F圖象在a軸上有截距,這是由於平衡摩擦力過度造成的
故答案為:(1)A
(2)B
(3)0.64
(4)平衡摩擦力過度造成的

② 某實驗小組同學用如圖所示裝置探究「物體加速度與力、質量的關系」.(1)在研究物體加速度與力的關系時

(1)該實驗採用了「控制變數法」,即在研究加速度、質量、力專這三個物理量中任意兩個之間屬的關系時,要保持另一個不變,因此在研究物體加速度與力的關系時,保持不變的物理量是小車的質量,故A正確,B錯誤.
故選A.
(2)為了使繩子的拉力等於小車的合外力,在進行實驗之前要進行平衡摩擦力,具體做法是:適當墊高長木板不帶定滑輪的一端,輕推未掛沙桶的小車,恰使拖有紙帶的小車勻速下滑.
故A錯誤,B正確.
故選B.
(3)設繩子上拉力為F,對小車根據牛頓第二定律有:
F=Ma ①
對砂桶和砂有:mg-F=ma ②
由①②解得: F=
mgM
m+M
=
mg
1+
m
M

由此可知當M>>m時,砂和砂桶的重力等於繩子的拉力.
故答案為:遠大於.

③ 在「探究加速度與力、質量的關系」實驗中,某同學使用了如圖甲所示的裝置.(1)若該同學要探究加速度a和

(1)該實驗是運用控制變數法研究的,若該同學要探究加速度a和拉力F的關系,應該保持小車的質量M不變.
圖中當F=0時,a≠0.也就是說當繩子上沒有拉力時,小車的加速度不為0,說明小車的摩擦力小於重力的分力,所以原因是實驗前木板右端墊得過高,即平衡摩擦力過度導致.
(2)①據所提供數據,採用描點法得出圖象如下所示:
425M.

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