题目内容

【题目】某实验小组欲以图甲所示实验装置“探究加速度与物体受力和质量的关系”.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,小车通过纸带与打点计时器相连,小车的质量为,小盘(及砝码)的质量为.

1)下列说法正确的是______

A.实验时先放开小车,再接通打点计时器的电源

B.每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力

C.本实验中应满足远小于的条件

D.在用图象探究小车加速度与质量的关系时,应作图象

2)实验中,得到一条打点的纸带,如图乙所示,已知相邻计数点间的时间间隔为T,且间距已量出,则小车加速度的计算式a=________________________.

3)某同学平衡好摩擦阻力后,在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的图象如图丙所示.若牛顿第二定律成立,重力加速度,则小车的质量为__________ ,小盘的质量为__________ .(保留2位有效数字)

4)实际上,在砝码的重力越来越大时,小车的加速度不能无限制地增大,将趋近于某一极限值,此极限值为___________. ()

【答案】 C 2.0 0.060 10

【解析】: (1)A.实验时先接通打点计时器的电源,再放开小车,A错误

B.每次改变小车质量时,不需要重新平衡摩擦力 B错误

C.只有满足m2应远小于m1的条件,才能认为托盘和砝码的重力等于小车的拉力,C正确。

D探究加速度与质量的关系时拉力不变,m1不变,应作 图象,D错误

(2)根据匀变速直线运动的推论公式 ,六组数据应该用逐差法求平均加速度,因此在本题中有:
(3)图象来说,图象的斜率表示小车质量的倒数,图象的斜率为: ,故小车质量为: ,F=0,产生的加速度是由于托盘作用产生的,故有: ,解得: (对图中的数据读取不一样,可有一定范围).
(4)当钩码的质量远小于小车的总质量时,钩码所受的重力才能作为小车所受外力,如果增大钩码的质量,则外力增大,曲线不断延伸,那么加速度趋向为g=10m/s2

练习册系列答案
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【题目】某物理兴趣小组利用传感器进行探究实验,其实验装置及原理图分别如甲、乙所示.

该装置中,A、B为力传感器,研究对象是质量m=310g的金属圆柱体G,将G放在A、B的两探头之间,两探头受到压力的数据,通过传感器、数据采集器传输给计算机,数据如表1所示.
表1 圆柱体的质量:310g

θ/°

0

30

45

60

90

FA/N

0.00

1.49

2.12

2.59

3.02

FB/N

3.01

2.61

2.13

1.50

0.00


(1)观察、分析数据表1,可得出:金属圆柱体重力沿斜面向下的分力FA随斜面倾角θ的增大而 , 垂直斜面向下的分力FB随斜面倾角θ的增大而
(2)某同学发现两传感器的读数并不是与角度的变化成正比,他猜想圆柱体所受重力及其分力间满足某个函数关系,并根据该函数关系计算两探头受到压力的理论值如表2所示(g取9.8m/s2
表2 圆柱体的质量:310g

θ/°

0

30

45

60

90

FA/N

0.00

1.52

2.15

2.63

3.04

FB/N

3.04

2.63

2.15

1.52

0.00

该同学猜测的函数关系式应当分别为:FA= , FB=(用金属圆柱体质量m、重力加速度g、斜面倾角θ表示)
(3)在实验中无论是分析“表1”还是“表2”的数据时,都认为传感器的读数都等于相应的圆柱体重力的分力,其物理学依据是(乙沿斜面方向为例);因为A传感器的读数等于A传感器所受的压力,根据此压力大小等于圆柱体沿斜面方向所受的支持力,而根据此支持力大小等于圆柱体重力沿斜面方向的分力
(4)为了减少实验误差,可采取的办法是(写出一个即可)

【题目】某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源电压为6V,频率为50HZ.重物从高处由静止开始下落,重物拖着的纸带上打出一系列的点,对纸带上的点测量并分析,即可验证机械能守恒定律.

(1)这位同学进行正确操作后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量,如图乙所示,其中点为起始点, 为六个计数点.根据纸带上的测量数据,当打点时重物的速度为_______m/s(保留3位有效数字)

(2)他继续根据纸带算出各点的速度,量出下落的高度,并以为纵轴,以为横轴画出图象,则所画的图象应是下面的________

A、A B、B C、C D、D

(3)他进一步分析,发现本实验存在较大的误差,为此对实验设计进行了改进,用如图丙所示的实验装置来验证机械能守恒定律:通过电磁铁控制的小铁球从点自由下落,下落过程中经过光电门时,通过与之相连的毫秒计时器(图中未画出)记录挡光的时间,用毫米刻度尺测出之间的距离,用游标卡尺测得小铁球的直径.重力加速度为.实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束,则小铁球经过光电门时瞬时速度______.如果存在关系式______________,就可验证机械能守恒定律.

(4)比较两个方案,改进后的方案相比原方案最主要的优点是_______________________.

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