题目内容

“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,某组同学制定实验方案、选择实验器材且组装完成,在接通电源进行实验之前,实验装置如图1所示.

(1)下列对此组同学操作的判断正确的是
BCD
BCD

A.打点汁时器不应该固定在长木板的最右端,而应该固定在靠近定滑轮的那端,即左端.
B.打点汁时器不应使用干电池.应使用低压交流电源
C.实验中不应该将长木板水平放置,应该在右端垫起合适的高度,平衡小车的摩擦力
D.小车初始位嚣不应该离打点汁时器太远,而应该靠近打点计时器放置
(2)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图2,该图线不通过原点,明显超出偶然误差范围,其主要原因是
平衡摩擦力过度
平衡摩擦力过度

(3)砂和砂桶质量m
B
B
  小车质量M时,才可以认为细绳对小车的拉力F的大小近似等于砂和砂桶的重力
A.远大于
B.远小于
C.接近(相差不多)
D.大于
(4)某同学顺利地完成了实验.某次实验得到的纸带如图3所示,纸带中相邻计数点间的 距离已标出,相邻计数点间还有四个点没有画出.由此可求得打点1时小车的速度是
0.26
0.26
m/s.小车的加速度大小
0.50
0.50
m/s2.(结果保留二位有效数字)
分析:(1)打点计时器应固定在没有定滑轮的一端,打点计时器使用交流了电;实验时应平衡摩擦力;开始时小车应靠近打点计时器.
(2)平衡摩擦力时,如果木板垫起的太高,过平衡摩擦力,小车重力平行于木板方向的分力大于小车受到的摩擦力,在不施加拉力时,小车已经有加速度,a-F图象不过坐标原点,在a轴上有截距.
(3)砂与砂桶的质量远小于小车质量时,细线对小车的拉力近似等于砂和砂桶的重力.
(4)做匀变速运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度;
做匀变速运动的物体在相邻的相等时间间隔内的位于之差是定值,△x=at2,据此求出纸带的加速度.
解答:解:(1)A、打点汁时器应该固定在长木板没有定滑轮的右端,故A错误;
B、打点汁时器不应使用干电池.应使用低压交流电源,故B正确;
C、实验中不应该将长木板水平放置,应该在右端垫起合适的高度,平衡小车的摩擦力,故C正确;
D、小车初始位嚣不应该离打点汁时器太远,而应该靠近打点计时器放置,故D正确;
故选BCD.
(2)由图2所示a-F图象可知,图象不过原点,在a轴上有截距,这说明在不加拉力时,小车已经具有加速度,这是由于平衡摩擦力时木板垫的过高,木板倾角过大,平衡摩擦力过度造成的.
(3)砂和砂桶质量m远小于小车质量M时,才可以认为细绳对小车的拉力F的大小近似等于砂和砂桶的重力,故B正确.
(4)计数点间的时间间隔t=0.02×5=0.1s,小车做匀变速运动,
打点1时小车的速度v1=
x1+x2
2t
=
0.0240s+0.0289m
2×0.1s
≈0.26m/s;
小车做匀变速直线运动,△x=at2,小车加速度a=
x3-x1
2t2
=
0.0339m-0.0240m
2×(0.1s)2
≈0.50m/s2
故答案为:(1)BCD;(2)平衡摩擦力过度;(3)B;(4)0.26;0.50.
点评:要知道验证牛顿第二定律实验的注意事项,要会处理实验数据,能根据打出的纸带求出物体的加速度、物体的瞬时速度.
练习册系列答案
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(1)用如图1所示装置探究“加速度与力的关系”,已知砂和砂捅的总质童为m,小车的质量为M,实验中用砂和秒桶总重力韵大小作为细线对小车拉力的大小.
①实验中要进行质量m和M的选取,以下最合理的一组是
 

A.M=40g,m=10g、20g、30g、40g、50g
B.M=100g,m=10g、20g、30g、40g、50g
C.M=500g,m=10g、20g、30g、40g、50g
D.M=500g,m=30g、60g、90g、120g、150g
②本实验中应在释放小车
 
(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源.图2所示为实验中打出的一条纸带,A、B、C、D、E为计数点,相邻计数点间还有四个点没有画出,计数点间的距离如图所示.已知打点计时器的工作频率为50Hz.则
小车加速度a=
 
m/sZ.(结果保留两位有效数字)
③实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤,他测量得到的a-F图象,可能是图3中的
 
图线. (选填“甲”、“乙”或“丙”)
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(2)在“测定金属的电阻率”实验中
①用螺旋测微器测量金属丝的直径,结果如图甲所示,其读数为
 
mm;
②用伏安法测金属丝的电阻Rx,实验所用器材为:
电流表(内阻约0.1Ω)?
电压表(内阻约3kΩ)
电池组(电动势为3V,内阻约1Ω)
滑动变阻器R(0-20Ω,额定电流2A)
开关、导线若干
利用以上器材正确连接好电路,进行测量,记录数据如下:
次数 1 2 3 4 5 6 7
U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30
I/A 0.02 0.06 0.15 0.21 0.29 0.33 0.45
根据上表可以计算出Rx=
 
Ω,可推得测量Rx采用的电路是图
 
(选填“乙”或“丙”)
③本实验关于误差的说法正确的有
 

A.螺旋测微器是非常精密的仪器,测量金属丝直径时不存在误差
B.由于电流表和电压表的内阻引起的误差属于偶然误差
C.实验中通电时间不宜过长,是为了减少因温度变化而带来的误差
D.用U-I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差.
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