题目内容

在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,采用如图1所示的装置.精英家教网
(1)实验中,长木板不是直接放在水平实验台上,而是把后端略微垫高,这样做的目的是
 

(2)为了探究加速度与相关因素的关系,实验中用到了控制变量法.在保持拉力F=5N不变时,某同学根据测出的数据,画出图线如图2.但该同学未标注横坐标所对应的量及其单位,请你将它补上,该量应是
 
.由该图线得到的实验结论是
 
分析:小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力,要使拉力等于合力,则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力,即后端略微垫高.
根据牛顿第二定律F=ma可得a=
F
m
从而知道横坐标的含义.
解答:解:(1)小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力,要使拉力等于合力,则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力,后端略微垫高.
这样做的目的是平衡摩擦力.
(2)据牛顿第二定律F=ma可得在F=5N,加速度a=2m/s2时物体的质量m=
F
a
=
5N
2m/s2
=
5
2
kg,
1
0.4
=
5
2
,故横坐标为
1
 m

a与
1
 m
的图线是过原点的直线,由该图线得到的实验结论是在合外力不变的情况下,加速度与物体的质量成反比
故答案为:(1)平衡摩擦力(2)
1
m
,在合外力不变的情况下,加速度与物体的质量成反比
点评:明确了该实验的实验原理以及实验目的,即可了解具体操作的含义,以及如何进行数据处理;数据处理时注意数学知识的应用,本题是考查应用数学知识解决物理问题的好题.
练习册系列答案
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(1)为了“探究加速度与力、质量的关系”,现提供如图甲所示的器材:A为小车,B为电火花计时器,C为装有砝码的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重量.请思考探究思路并回答下列问题:
(a)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取什么做法?
(b)在“探究加度与质量的关系”时,保持砝码和小桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m数据如下表:
 次数
 小车加速度a/m?s-2  0.78  0.38 0.25  0.20  0.16
 小车质量m/kg  0.20 0.40  0.60  0.80  1.00 
根据上述实验数据,用计算机绘制出a-m图象如图乙所示:通过对图象(图乙)的观察,可猜想在拉车F一定的情况下a与m的关系可能是:a∝m-1、a∝m-2、a∝m-3等等,为了验证猜想,请在图丙中作出最能直观反映a与m之间关系的图象.
(c)在“探究加速度与力的关系”时,保持小车的质量不变,改变小桶中砝码的质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与力F图线如图丁,该图线不通过坐标原点,试分析图线不通过坐标原点的原因是
没有平衡摩擦力或平衡摩擦力充分
没有平衡摩擦力或平衡摩擦力充分

(2)在“测定金属的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示,用米尺测量金属丝的长度l=0.810m.金属丝的电阻大约为4Ω.先用伏安法测出金属丝的电阻,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率.
(a)从图中读出金属丝的直径为
0.520
0.520
mm.
(b)在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测电阻丝外,还有如下供选择的实验器材:
A.直流电源:电动势约4.5V,内阻很小;
B.电流表A1:量程0~0.6A,内阻0.125Ω;
C.电流表A2:量程0~3.0A,内阻0.025Ω;
D.电压表V:量程0~3V,内阻3kΩ;
E.滑动变阻器R1:最大阻值10Ω;
F.滑动变阻器R2:最大阻值50Ω;
G.开关、导线等.
在可供选择的器材中,应该选用的电流表是
B
B
,应该选用的滑动变阻器是
E
E

(c)根据所选的器材,在右边的方框中画出实验电路图.
(d)若根据伏安法测出电阻丝的电阻为Rx=4.1Ω,则这种金属材料的电阻率为
1.6
×10
-7
 
1.6
×10
-7
 
Ω?m.(保留二位有效数字)

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