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某同学为探究加速度与物体受力的关系设计了如图所示的实验装置

发布时间:2022-05-24 17:21:02

A. 某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中,设计出如下的实验方案,其实验装置如图1所示.其实

(1)当物体小车匀速下滑时有:
Mgsinθ=f+(m+m0)g,当取下细绳和砝码盘后,由于重力沿斜面向下的分力Mgsinθ和摩擦力f不变,小车的合外力为:F=Mgsinθ-f数值上等于(m+m0)g,由此可知该实验中不需要砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量.
(2)由图象可知,当外力为零时,物体有加速度,这说明在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力.
(3)根据数学函数关系可知该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是砝码盘的重力大小.
故答案为:(1)否;
(2)在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力;
(3)砝码盘的重力.

B. (1)如图所示为“探究加速度与物体受力的关系”的实验装置图.图(1)中小车A质量为m1,连接在小车后的

解答:m2g?m2a2,故D错误;
故选:B.
(3)根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2,有:
△x=0.0339-0.0289=a×(0.1)2
解得:a=0.50m/s2
(4)若没有平衡摩擦力,则当F≠0时,a=0.也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0,所以可能是图中的图线C.
故选:C.
(2)①实验应采用分压接法、电流表外接法,故原理图如图;实物图可根据原理图画出,注意电源的正负极及电表的正负极;
②因电路保持通路,故可以用电压测两端的电压,判断是否有故障;若电路断开,则可以直接用欧姆表测电阻,若阻值非常大,则为断路;
③6、7间电压接近电动势,则说明电压表直接接在了电源两端,表明滑动变阻器以外的电路都是完好的,可能是滑动变阻器断路;
故答案为:(1)①交、220V;②B;③0.50;④C;(2)①原理图及实物图所图甲乙所示;②电压;欧姆;③以外的电路都是完好的;滑动变阻器断路.

C. 为了探究加速度与力的关系,某同学设计了如图所示的实验装置,带滑轮的长木板水平放置,板上有两个光电门

(1)4.0(2)图像如下(3)

D. 某实验小组在探究“加速度与物体质量、受力的关系”的实验,设计如下的实验方案,实验装置如1图所示,所

(1)当小车匀速下滑时有:
Mgsinθ=f+(m+m0)g,M为小车的质量,m0为砝码盘的质量,
当取下细绳和砝码盘后,放开小车做匀加速运动,由于重力沿斜面向下的分力Mgsinθ和摩擦力f不变,
因此其合外力为F=Mgsinθ-f=(m+m0)g,
由此可知该实验中不需要砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量.
(2)在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数,
即△x=aT2,将△x=1.44cm=0.0144m,T=0.1s
带入解得:a=1.44m/s2
(3)由图象可知,当外力为零时,物体有加速度,这说明在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力、砝码盘的重力,根据数学函数关系可知该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是砝码盘的重力大小,横坐标一格表示0.02N,所以交点的大小为0.08N.
故答案为:(1)否;(2)1.44;(3)未考虑砝码盘的重力;砝码盘的重力;0.08N

E. 某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中,设计出如下的实验方案,其实验装置如图所示.已知小

①当物体小车匀速下滑时有:
mgsinθ=f+(m+m0)g
当取下细绳和砝码盘后,由于重力沿斜面向下的分力mgsinθ和摩擦力f不变,因此其合外力为(m+m0)g,由此可知该实验中不需要砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量.
故答案为:否.
②在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数,
即△x=aT2
解得:a=

△x
T2

将△x=0.77m,T=0.1s带入解得:a=0.77m/s2
故答案为:0.77.
③由图象可知,当外力为零时,物体有加速度,这说明在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力,根据数学函数关系可知该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是砝码盘的重力大小,横坐标一格表示0.02N,所以交点的大小为0.07N.
故答案为:(1)否;(2)0.77;(3)在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力,砝码盘重力,0.07.

F. 某同学用如图甲所示的装置做“探究加速度与物体受力的关系”实验.(1)该同学用实验桌上的一把游标卡尺

(1)游标卡尺的主尺读数为1cm,游标读数为0.05×3mm=0.15mm=0.015cm,
所以最终读数为:1cm+0.015cm=1.015cm;
(2)实验中通过调节让小车匀速下滑,目的是为了平衡摩擦力,
数字计时器记录通过光电门的时间,由位移公式计算出物体通过光电门的平均速度,用该平均速度代替物体的瞬时速度,故在遮光条经过光电门时滑块的瞬间速度为:v=

d
t
,根据运动学基本公式得:a=
v2
2l
=
d2
2lt2

(3)牵引力通过传感器测出,是准确值,不需要满足小车的质量远远大于重物的质量,所以a与F成正比,故选B.
故答案为:(1)1.015;(2)平衡摩擦力;
d2
2lt2
;(3)B

G. ( I)在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”实验中,某小组设计了如图所示的实验装置.图中上、下

( I)
(1)只有让细线与轨道平行,才能保证拉力和小车前进的方向相同,不对小车产生其它影响,只是拉着它前进.故填:细线与轨道平行
(2)假设小车的加速度为a,拉力为F,设砝码盘和砝码的总质量m,小车质量M
对砝码盘和砝码:mg-F=ma;对小车:F=Ma;
联立得:F=

Mmg
M+m
,故只有在M>>m的情况下近似认为拉力等于mg.故填:远小于
(3)小车均做匀加速运动,且两小车都从静止开始加速相同的时间,根据s=
1
2
at2可得,s与a成正比.故填:两小车都从静止开始加速相同的时间,根据s=
1
2
at2可得,s与a成正比.
( II)
(1)弹簧秤本身误差就比较大,读数时可不用估读.读数为:3.6
(2)A:因为我们要用力的图示画重力,故需要测出重力的大小;故A需要.
B、C:为了让测出来的两个分力更精确,故弹簧测力计应在使用前校零且拉线方向应与木板平面平行来减小摩擦;故BC需要
D:实验是验证三个力的关系,只要测出三个力就可以了,所以不需要固定O点位置,故D不必要
本题选不必要的,故选:D
(3)弹簧测力计A的指针稍稍超出量程,可改变合力的大小,即:减小重物的质量,也可以让两个分力夹角变小,即:改变弹簧测力计B的方向或减小弹簧测力计B的拉力使O点向右移动来减小夹角.故填:①改变弹簧测力计B的方向,②减小弹簧测力计B的拉力,③减小重物的质量.三个中的任意两个.
故答案为:Ⅰ:(1)细线与轨道平行;(2)远小于;(3)两小车都从静止开始加速相同的时间,根据s=
1
2
at2可得,s与a成正比.
Ⅱ:(1)3.6;(2)D;(3)①改变弹簧测力计B的方向,②减小弹簧测力计B的拉力,③减小重物的质量.三个中的任意两个.

H. 在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中:某同学设计了如图a的实验装置简图,A为小车,B为电

(1)每相邻两计数点间还有4个打点,说明相邻的计数点时间间隔为0.1s.
根据匀变速直线运动规律知道3点的瞬时速度等于2点到4点的平均速度.
v3=

x24
t24
=
(0.0240+0.0288)
2×0.1
m/s=0.264m/s
(2)作图
(0.413?0.165)m/s
5×0.1s
=0.496m/s2
(3)①从上d图中发现直线没过原点,当F=0时,a>0.也就是说当绳子上没有拉力时小车还有加速度,说明小车的摩擦力小于重力沿斜面向下的分力.该组同学实验操作中平衡摩擦力过大
②.根据对小车受力分析,图中的力F理论上指绳对小车的拉力,而实验中当砂和小桶的总重力要远小于小车的重力,绳子的拉力近似等于砂和小桶的总重力.所以用砂和砂桶的重力表示.
③从图象上可以看出:F从0开始增加,砂和砂桶的质量远小于车的质量,慢慢的砂和砂桶的重力在增加,那么在后面
砂和砂桶的质量就没有远小于车的质量呢,那么绳子的拉力与砂和砂桶的总重力就相大呢.
所以原因是砂和砂桶的质量没有远小于车的质量.
故答案为:(1)0.264,
(2)0.496
(3)①平衡摩擦力过大
②B,A
③砂和砂桶的质量没有远小于车的质量.

I. 某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中,设计出如下的实验方案,其实验装置如图2所示.已知

(复1)当物体小车匀速下滑时有:制
mgsinθ=f+(m+m0)g
当取下细绳和砝码盘后,由于重力沿斜面向下的分力mgsinθ和摩擦力f不变,因此其合外力为(m+m0)g,由此可知该实验中不需要砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量.
(2)根据作差法得:
a=

x4+x3?x2?x1
4T2
0.0864+0.0775?0.0687?0.06
0.04
=0.88m/s2
(3)根据a=
F
M
可知,图中a-F图象斜率表示小车质量的倒数,由图象可知,当外力为零时,物体有加速度,这说明在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力,根据数学函数关系可知该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是砝码盘的重力大小.
故答案为:(1)否;(2)0.88;(3)小车的质量的倒数,在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力,砝码盘的重力.

J. 某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系.弹簧秤固定在一合适的木块上,桌面的右边缘固定一个

(1)根据匀变速直线运动公式得:
d=

1
2
at2
解得:a=
2d
t2

(2)当F1>F0时,木板才产生加速度.随着继续向瓶回中加水后,矿泉水答瓶的质量不断增加,
矿泉水瓶的质量不能远小于木板的质量,那么水的重力与绳子的拉力差值越来越大,则图象出现弯曲.故选C.
(3)A、缓慢向瓶中加水,可以更方便地获取多组实验数据,故A正确.
B.不可以改变滑动摩擦力的大小,故B错误.
C.缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动,可以比较精确地测出摩擦力的大小,故C正确.
D.并没有获得很大的加速度,可以获取多组实验数据以提高实验精度.故D错误.
故选:AC.
故答案为:(1)
2d
t2
;(2)C;(3)AC.

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