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探究加速度与力质量的关系的实验装置如图所示用该装置研究

发布时间:2025-09-18 12:10:29

① 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,采用如图所示的装置.(1)本实验应用的实验方法是______.A

(1)该实验是探究加速度与力、质量的三者关系,研究三者关系必须运用控制变量法,故BC错误,A正确.
故选:A.
(2)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,故在平衡摩擦力时,细绳的另一端不能悬挂装砂的小桶,故A错误.
B、由于平衡摩擦力之后有Mgsinθ=μMgcosθ,故tanθ=μ.所以无论是否改变小车的质量,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正确.
C、实验时应先接通电源然后再放开小车,故C错误.
D、小车的加速度应根据打点计时器打出的纸带求出,不能由牛顿第二定律求出,故D错误;
故选:B.
(3)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,
设第一个计数点到第二个计数点之间的距离为x1,以后各段分别为x2、x3、x4、x5、x6
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:x4-x1=3a1T2
x5-x2=3a2T2
x6-x3=3a3T2
为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值
得:a=

1
3
(a1+a2+a3
即小车运动的加速度计算表达式为:a=
(0.0895+0.0961+0.1026)?(0.0705+0.0768+0.0833)
9×0.01
m/s2=0.64m/s2
(4)由图象可知,a-F图象在a轴上有截距,这是由于平衡摩擦力过度造成的
故答案为:(1)A
(2)B
(3)0.64
(4)平衡摩擦力过度造成的

② 某实验小组同学用如图所示装置探究“物体加速度与力、质量的关系”.(1)在研究物体加速度与力的关系时

(1)该实验采用了“控制变量法”,即在研究加速度、质量、力专这三个物理量中任意两个之间属的关系时,要保持另一个不变,因此在研究物体加速度与力的关系时,保持不变的物理量是小车的质量,故A正确,B错误.
故选A.
(2)为了使绳子的拉力等于小车的合外力,在进行实验之前要进行平衡摩擦力,具体做法是:适当垫高长木板不带定滑轮的一端,轻推未挂沙桶的小车,恰使拖有纸带的小车匀速下滑.
故A错误,B正确.
故选B.
(3)设绳子上拉力为F,对小车根据牛顿第二定律有:
F=Ma ①
对砂桶和砂有:mg-F=ma ②
由①②解得: F=
mgM
m+M
=
mg
1+
m
M

由此可知当M>>m时,砂和砂桶的重力等于绳子的拉力.
故答案为:远大于.

③ 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,某同学使用了如图甲所示的装置.(1)若该同学要探究加速度a和

(1)该实验是运用控制变量法研究的,若该同学要探究加速度a和拉力F的关系,应该保持小车的质量M不变.
图中当F=0时,a≠0.也就是说当绳子上没有拉力时,小车的加速度不为0,说明小车的摩擦力小于重力的分力,所以原因是实验前木板右端垫得过高,即平衡摩擦力过度导致.
(2)①据所提供数据,采用描点法得出图象如下所示:
425M.

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