题目内容
(1)如图甲所示为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置,
①在该实验中必须采用控制变量法,应保持
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(如图乙所示).分析此图线的OA段可得出的实验结论是
③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
(2)某小组得到了如图所示的纸带(两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50HZ的交流电,则两计数点间的时间间隔为

①在该实验中必须采用控制变量法,应保持
小车的总质量
小车的总质量
不变,用钩码所受的重力作为小车所受外力,用DIS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(如图乙所示).分析此图线的OA段可得出的实验结论是
在质量不变的条件下,加速度与合外力成正比.
在质量不变的条件下,加速度与合外力成正比.
.③此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是
C
C
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
(2)某小组得到了如图所示的纸带(两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50HZ的交流电,则两计数点间的时间间隔为
0.1
0.1
s,根据纸带可求出小车的加速度大小为0.520
0.520
m/s2(保留三位有效数字).打D点时小车的速度为0.276
0.276
m/s(保留三位有效数字).
分析:(1)①本实验要探究加速度、力、质量三个变量之间的关系,应采用控制变量法研究.
②根据数学知识分析得出结论:在质量不变的条件下,加速度与合外力成正比.
③本实验是在小车质量远大于钩码的质量时,用砂和小砂桶的重力代替绳子的拉力,根据此条件分析误差产生的原因.
(2)两计数点间的时间间隔等于电源频率的倒数.根据逐差法和匀变速运动的推论△x=aT2求出加速度.打D点时小车的速度等于CE间的平均速度.
②根据数学知识分析得出结论:在质量不变的条件下,加速度与合外力成正比.
③本实验是在小车质量远大于钩码的质量时,用砂和小砂桶的重力代替绳子的拉力,根据此条件分析误差产生的原因.
(2)两计数点间的时间间隔等于电源频率的倒数.根据逐差法和匀变速运动的推论△x=aT2求出加速度.打D点时小车的速度等于CE间的平均速度.
解答:解:(1)①本实验要探究加速度、力、质量三个变量之间的关系,当研究加速度和力的关系时,要保持小车的总质量不变.
②由图知,在质量不变的条件下,加速度与合外力成正比.
③本实验是在小车质量远大于钩码的质量时,用钩码的重力代替绳子的拉力F,随着F增大,说明钩码的重力增大,因此小车质量不再满足远大于钩码的质量,加速度不可能一直均匀增大,加速度的增大幅度将逐渐减小.
故选C.
(2)两计数点间的时间间隔为T周=
=
Hz=0.02Hz.
纸带上从左往右两个点之间的位移依次记着s1到s6,计数点间的时间间隔为T=0.1s.
以a表示加速度,根据匀变速直线运动的规律,有
a=
=
×10-2=0.520m/s2.
vD=
=
×10-2m/s=0.276m/s.
故答案为:
(1)小车的总质量;
(2)在质量不变的条件下,加速度与合外力成正比.C
(3)0.02,0.520,0.276.
②由图知,在质量不变的条件下,加速度与合外力成正比.
③本实验是在小车质量远大于钩码的质量时,用钩码的重力代替绳子的拉力F,随着F增大,说明钩码的重力增大,因此小车质量不再满足远大于钩码的质量,加速度不可能一直均匀增大,加速度的增大幅度将逐渐减小.
故选C.
(2)两计数点间的时间间隔为T周=
1 |
f |
1 |
50 |
纸带上从左往右两个点之间的位移依次记着s1到s6,计数点间的时间间隔为T=0.1s.
以a表示加速度,根据匀变速直线运动的规律,有
a=
(s4+s5+s6)-(s1+s2+s3) |
9T2 |
(3.02+3.54+4.06)-(1.46+1.98+2.50) |
9×0.12 |
vD=
s3+s4 |
2T |
2.50+3.02 |
2×0.1 |
故答案为:
(1)小车的总质量;
(2)在质量不变的条件下,加速度与合外力成正比.C
(3)0.02,0.520,0.276.
点评:本题要懂得控制变量法,能够知道相邻的计数点之间的时间间隔.要注意单位的换算.解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项.其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚.

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