题目内容

如图为“研究物体的加速度与所受合外力的关系”的实验装置。

(1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持___________不变，用砝码和砝码盘所受的重力作为合外力，用打点计时器打出的纸带测小车的加速度。
(2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）。此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是(    )
A．小车与轨道之间存在摩擦B．导轨保持了水平状态
C．所挂钩码的总质量太大D．所用小车的质量太大
小车质量           C

试题分析：(1)在由牛顿第二定律的内容F=ma可知在该实验中必须采用控制变量法，应保持小车质量不变，用砝码和砝码盘所受的重力作为合外力，用打点计时器打出的纸带测小车的加速度(2）本实验中是绳子的拉力提供小车匀加速直线运动的加速度，在实验过程中利用了砝码的重力充当了小车的合外力，实际上两者并不相等，只有当M>>m时两者才近似相等
点评：难度较小，在本实验中采用了近似的方法，当M>>m时绳子的拉力近似等于砝码的重力，本实验应用的物理方法为控制变量法
练习册系列答案
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在做“验证力的平行四边形定则”实验中，小明画出了下图，其中合力的理论值是        （填F或F′）。若由于F1的误差使F1与F2的合力F方向略向左偏，引起这一结果的原因可能是F1的大小比真实值偏________（大或小）
在做《研究匀变速直线运动》的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点，每相邻两个计数点之间还有4个点图中没有画出，打点计时器接周期为T =0.02s的交流电源。经过测量得：d1=3.60cm，d2=7.70cm，d3=12.32cm， d4=17.41cm， d5=23.00cm，  d6=29.10cm。(以下结果均保留两位有效数字)

（1）通过计算，打出F点时物体的速度为vF =_____________m/s；
（2）物体的加速度a =__________m/s2；
（3）如果当时电网中交变电流的频率是f =51Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比___________（选填：偏大、偏小或不变）
如右图所示为“探究加速度与物体受力和质量的关系”实验装置图．图中A为小车，B为装有砝码的小盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电火花打点计时器相连，计时器接50Hz交流电．小车的质量为m1，小盘（及砝码）的质量为m2．

（1）下列说法正确的是_______。
A．为平衡小车与水平木板之间摩擦力，应将木板不带滑轮的一端适当垫高，在挂小盘（及砝码）的情况下使小车恰好做匀速运动
B．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力
C．本实验中要满足m2应远小于m1的条件
D．在用图像探究加速度与质量关系时，应作图像
（2）实验中，得到一条打点的纸带，如右图所示，已知相邻计数点间的时间间隔为T，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出，则计算小车加速度的表达式为a=                    ；

（3）某同学在平衡好摩擦力后，保持小车质量不变的情况下，通过多次改变砝码重力，作出小车加速度a与砝码重力F的图象如右图所示，若牛顿第二定律成立，重力加速度g=10m/s2，则小车的质量为______kg，小盘的质量为______kg。(二个结果都保留两位有效数字)

（4）如果砝码的重力越来越大时，小车的加速度不能无限制地增加，会趋近于某一极限值，此极限值为_____ m/s2。
在验证牛顿第二定律的实验中，打出如图所示的纸带，如果只测出图示数据，则小车运动的加速度是________m/s2。（所用交流电源频率为50Hz）
一个小球沿斜面向下运动，用每隔T=0.1s曝光一次的频闪相机进行拍摄，不同时刻小球的位置如图，实验数据见下表。


（1）小球沿斜面下滑的加速度表达式a=_______________（用T、X1、 X2、X3和X4表示），加速度大小为 ____________ m/s2(保留三位有效数字)。
（2）小球经过位置C的速度表达式为Vc=         （用T、X1、 X2、X3和X4表示），经过位置C的速度大小为 _________ m/s(保留三位有效数字)。
如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平.回答下列问题

(1) (4分)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有______.(填入正确选项前的字母)
A.米尺    B.秒表    C.0～12V的直流电源    D.0～12V的交流电源
(2) (4分)实验中误差产生的原因有____                   __.(写出两个原因)
(3) (8分)在实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50赫。查得当地的重力加速度g＝9.80米/秒2。测得所用的重物的质量为1.00千克。实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作0，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点。经测量知道A、B、C、D各点到0点的距离分别为62.99厘米、70.18厘米、77.76厘米、85.73厘米。根据以上数据，可知重物由0点运动到C点，重力势能的减少量等于____焦，动能的增加量等于____焦(取3位有效数字)。
（12分）在研究匀变速直线运动的实验中，如图所示为某次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻的计数点间的时间间隔为0.1s。
（1）根据纸带上所给出的数据，计算各点的瞬时速度，得vB=      m/s，vC=     m/s，vD=        m/s。（保留小数点后一位）
（2）在如图所示的坐标系中，以打A点时为计时起点，作出小车的v-t图线，并根据图线求出a=      m/s2，纸带上A点的速度vA=       m/s。（保留小数点后一位）
在“验证力的平行四边形定则”的实验中某同学的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。

(1)图乙中的_________________是力F1和F2的合力的理论值；_______________是力F1和F2的合力的实际测量值。
(2)在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，那么实验结果是否会发生变化? （   ）

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