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探究加速度与力质量的实验装置

发布时间:2022-11-07 05:19:55

A. 图1为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置图.图中A为小车,B为砝码及砝码盘,C为一端带有定滑轮的长

(1)A:平衡摩擦力,假设木板倾角为θ,则有:f=mgsinθ=μmgcosθ,m约掉了,故不需要重新平衡摩擦力.故A错误.
B:实验时应先接通电源后释放小车,故B错误.
C:让小车的质量M远远大于小桶(及砝码)的质量m,因为:绳子的拉力F=Ma=

M
m+M
mg,故应该是m<<M,而当m不再远远小于M时a=
mg
m+M
随m的增大物体的加速度逐渐减小且无限趋近于g,故C正确.
D:F=ma,所以:a?
1
m1
F,当F一定时,a与
1
m1
成正比,故D正确.
故选CD
(2)遗漏了平衡摩擦力这一步骤,就会出现当有拉力时,物体不动的情况.故图线为丙.
(3)设第1段位移为:x1,第2段位移为:x2
计时器打点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起,每两测量点间还有4个点未画出,说明时间间隔T=0.1s
由△x=aT2得:
即:0.50×10-2=a×0.12
解得:a=0.50m/s2
故答案为:①CD②丙③0.50

B. “探究加速度与力、质量的关系”实验装置如图所示.(1)为减小实验误差,盘和砝码的质量应比小车的质量_

(1)根据牛顿第二定律得,整体的加速度a=
mg
M+m
,则小车所受的合力 F=Ma=
Mmg
m+M
=
mg
m
M
+1
,当盘和砝码的质量远小于小车的质量,小车所受的合力近似等于砝码和盘的重力,可以减小实验的误差.
(2)计时器打点的时间间隔为0.02s.每五个点取一个计数点,则相邻两计数点间的时间间隔为0.1s.
计数点3的瞬时速度 v 3 =
x 24
2T
=
(4+5.19)×1 0 -2
0.2
m/s ≈0.460m/s.
根据△x=aT 2 ,运用逐差法得,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
故答案为:(1)小,(2)0.1,0.460,1.20.

C. 探究加速度与力质量的关系的实验装置如图所示下列说法正确的是再平衡摩擦力时

A、在该实验中,我们认为绳子的拉力就等于小车所受的合外力,故在平衡摩擦力内时容,细绳的另一端不能悬挂装砝码的砝码盘,故A错误.
B、由于平衡摩擦力之后有Mgsinθ=μMgcosθ,故tanθ=μ.所以无论小车的质量是否改变,小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面的分力,改变小车质量时不需要重新平衡摩擦力,故B错误;
C、实验时应先接通电源然后再放开小车,故C错误.
D、拉车子一端的绳子必须始终与木板保持平行,故D正确;
故选:D.

D. “探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如下图所示. (1)打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为5

(1)交流电 0.02s (2) 0.74 (3)A (4)平衡摩擦力 C

E. 图1为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置图.图中A为小车,B为砝码及砝码盘,C为一端带有定滑轮的长

(1)A:平衡摩擦力,假设木板倾角为θ,则有:f=mgsinθ=μmgcosθ,m约掉了,故不需要重新平衡摩擦力.故A错误.
B:实验时应先接通电源后释放小车,故B错误.
C:让小车的质量M远远大于小桶(及砝码)的质量m,因为:绳子的拉力F=Ma=
M
m+M
mg,故应该是m<<M,而当m不再远远小于M时a=
mg
m+M
随m的增大物体的加速度逐渐减小且无限趋近于g,故C正确.
D:F=ma,所以: a-
1
m 1
F,当F一定时,a与
1
m 1
成正比,故D正确.
故选CD
(2)遗漏了平衡摩擦力这一步骤,就会出现当有拉力时,物体不动的情况.故图线为丙.
(3)设第1段位移为:x 1 ,第2段位移为:x 2
计时器打点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起,每两测量点间还有4个点未画出,说明时间间隔T=0.1s
由△x=aT 2 得:
即:0.50×10 -2 =a×0.1 2
解得:a=0.50m/s 2
故答案为:①CD②丙③0.50

F. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,实验装置如图1所示(1)为了探究加速度与力的关系,应保持____

(1)为了探究加速度与力的关系,应保持m一定,研究a-F关系;
(2)为了探究加速度与质量的关系,应保持F一定,研究a-

1
m
关系;
(3)由于盘和砝码加速下降,是失重,故拉力小于其重力,只有加速度较小时,可以认为盘和砝码的重力等于拉力;故要控制小车的质量远大于盘和砝码的质量;
(4)计时器打点的时间间隔为0.02s,每五个点取一个计数点,则相邻两计数点间的时间间隔为0.1s;
根据时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度v3=
x24
2T
=
(4+5.19)×0.01
2×0.1
=0.46m/s;
在连续相等的时间间隔内,位移之差为一个恒量(在误差允许范围内),故是匀加速直线运动;
故答案为:
(1)质量;a-F;
(2)力;a?
1
m

(3)小;
(4)0.1,0.46,匀加速.

G. (9分)“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示. (1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程

(1)0.16 m/s 2 (2)如图

(3)未计入砝码盘重力或砝码盘的重力不能忽略

H. “探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图(1)所示. (1)在平衡小车与桌面之间摩擦力

(1)0.16m/s2(4分);(2)C(4分)

I. “探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示. (1)打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为50H

(1)打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为50Hz,常用的电磁式打点计时器和电火花计时器,使用的都是 交流电,它们是每隔T=
1
f
=0.02s打一个点.
(2)A、实验前要平衡摩擦力,每次改变小车质量时,不需要重新平衡摩擦力,故A错误;
B、实验时应先接通电源,然后再释放小车,故B错误;
C、在砝码及砝码盘B的质量远小于小车A的质量时,小车受到的拉力近似等于砝码及砝码盘受到的重力,故C错误;
D、应用图象法处理加速度与质量关系实验数据时,为了直观,应作a-
1
m A
图象,故D正确;
故选D.
(3)计数点间的时间间隔t=0.02×5=0.1s,纸带(小车)做匀变速运动,由△x=at 2 可知,纸带加速度
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)将长木板右端适当垫高,其目的是平衡摩擦力;把长木板的右端垫得过高,使得倾角过大,小车所受重力平行于木板的分力大于小车受到的摩擦力,小车受到的合力大于细线的拉力,在小车不受力时,小车已经具有一定的加速度,a-F图象不过原点,在a轴上有截距,因此他绘出的a-F关系图象是C.
故答案为:(1)交流电;0.02;(2)D;(3)0.62;(4)平衡摩擦力;C.

J. “探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图(1)所示.①在平衡小车与桌面之间摩擦力的过

(1)每5个点取一个计数点,相邻计数点之间时间间隔是0.1s
设第一段位移为x1,第二段位移为x2,由:△x=aT2得:
a=

x2?x1
T2
0.0368?0.0352
0.12
m/s2=0.16m/s2
(2)数据处理时:设小车的质量为M,砝码和托盘的总质量为m,F=mg由牛顿第二定律得:
小车的加速度为:a=
F
M
mg
M
这是理论值.
由牛顿第二定律得
对于小车个钩码组成的整体:a=
F
M+m
mg
m+M
这是真实值.
所以:只有当M>>m时:a=
F
M+m
mg
m+M
mg
M
a与F才成线性关系.
所以AB段明显偏离直线的原因是m太大了.
A:图象是从零点开始的,故小车与轨道间的摩擦力为零.故A错误.
B:图象是从零点开始的,故小车与轨道间的摩擦力为零.导轨水平无影响.故B错误.
C:只有当M>>m时:a=
F
M+m
mg
m+M
mg
M
a与F才成线性关系.所以AB段明显偏离直线的原因是m太大了.故C正确.
D:只有当M>>m时:a=
F
M+m
mg
m+M
mg
M
a与F才成线性关系.故小车质量大更容易满足M>>m.故D错误.
故选:C
答案为(1)0.16(2)C

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