题目内容

Ⅰ、“验证力的平行四边形定则”实验

(1)某同学的实验操作如下,请完成相关内容
a.在桌面上放一块方木板,如图1在木板上铺一张白纸,把橡皮条一端固定在木板上的A点.
b.把两条细绳系在橡皮条的另一端,通过细绳用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条,橡皮条伸长,使结点到达某一位置O.
c.记下两个弹簧测力计的读数及结点O的位置,描下两条细绳的方向,在纸上按比例做出F1和F2的图示,用平行四边形法则求出合力F.
d
只用一个弹簧测力计,通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置O,记下弹簧测力计的读数和细绳的方向,按同样比例做出这个力F'的图示.
只用一个弹簧测力计,通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置O,记下弹簧测力计的读数和细绳的方向,按同样比例做出这个力F'的图示.

e.比较F′和F,可以看出它们在实验误差范围内是相等的.
f.
改变两个力的大小,重做几次.
改变两个力的大小,重做几次.

(2)某同学的实验记录如图2(a)所示.
①用如图2(b)的线段长度表示1N力的大小,作出力F1、F2、F的图示.
②用作图的方法求出F1、F2的合力F′.
Ⅱ、在“探究小车速度随时间变化规律”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图3所示,并在其上取A、B、C、D、E、F、G等7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点,图中没有画出,打点计时器接周期为T=0.02s的低压交流电源.他经过测量和计算得到打点计时器打下B、C、D、E、F各点时小车的瞬时速度,记录在下面的表格中.

对应点 B C D E F
速度/ms-1 0.122 0.164 0.205 0.250 0.289
①计算打点计时器打下F点时小车的瞬时速度的公式为vF=
d6-d4
10T
d6-d4
10T

②根据上面得到的数据,以A点对应的时刻为t=0时刻,在坐标纸上作出小车的速度随时间变化的v-t图线;
③由v-t图线求得小车的加速度a=
0.42
0.42
m/s2(结果保留两位有效数字).
分析:Ⅰ(1)d.实验的目的是验证力的平行四边形定则,故要将合力的理论值与实际值比较;
f.为减小试验误差,需要多次重复;
(2)作力的图示要先定标度,再用有向线段画出力,用长度表示大小,方向表示力的方向.
Ⅱ根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上F点时小车的瞬时速度大小.根据v-t图象的斜率求解加速度.
解答:解:Ⅰ(1)d.实验的目的是验证力的平行四边形定则,故要将合力的理论值与实际值比较,
故答案为:只用一个测力计,通过细绳把橡皮条上的结点拉到同样的位置p点,记下测力计的读数和细绳的方向,按同样的比例作出这个力F的图示.
f.为减小试验误差,需要多次重复,
(2)如图所示,先确定比例标度,再沿各个力的方向画出有向线段,用线段的长度表示力的大小;
如图所示
Ⅱ:①由于每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔为t=0.1s=5T,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,
得:vF=
XEG
tEG
=
d6-d4
10T

②描点作出速度-时间图象
作图时要注意尽量使描出的点落地直线上,不能落地直线上的尽量使其分不在直线两侧.

③速度-时间图象的斜率代表加速度,
a=
△v
△t
=0.42m/s2
故答案为::Ⅰ(1)d:只用一个弹簧测力计,通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置O,记下弹簧测力计的读数和细绳的方向,按同样比例做出这个力F'的图示.
f:改变两个力的大小,重做几次. 
(2)①、②如图所示
Ⅱ:①
d6-d4
10T

②见上图
③0.42
点评:作力的图示要注意用同一个比例标度.
要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用.
练习册系列答案
相关题目
(1)①在“验证力的平行四边形定则”实验中需要将橡皮条的一端固定在水平木板上另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套(如图1所示)实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条,以下几项中必须注意的是
C
C

A.两根细绳必须等长
B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
②某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时,将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂,然后在其下部施加外力F,测出弹簧的总长度X,改变外力F的大小,测出几组数据,作出外力F与弹簧总长度X的关系图线如图2所示.(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)由图可知该该弹簧的劲度系数为
20
20
N/m
(2)在做验证牛顿第二定律的实验时,回答下列问题:
(如有计算,结果保留二位有效数字)
①打点计时器应接
交流
交流
(填交流或直流)电源.
②试验中,(如甲图)为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一滑轮的高度,使细线与长木板平行,接下来将长木板的一端垫起适当的高度,让小车一头连着纸带一头连着沙桶,给打点计时器通电,轻推一下小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动.请指出此步骤的错漏
应该撤去沙桶
应该撤去沙桶

③如图乙所示为某次实验得到的纸带,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.由此可求得小车的加速度大小
0.50
0.50
m/S2
④在验证当小车的质量一定其加速度与合外力F的关系时,根据实验数据作出了如图丙所示的a-F图象,则小车和砧码的总质量M为
1.0kg
1.0kg
,其图象不过原点的原因是
平衡摩擦力时斜面的倾角太小或者平衡摩擦力不够;
平衡摩擦力时斜面的倾角太小或者平衡摩擦力不够;

(1)“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细线的结点,OB和OC为细线.图乙是在白纸上根据实验结果画出力的图示.
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(a)做好实验准备后,先用两个弹簧秤把橡皮条的结点拉到某一位置O,此时需要记录的是O点位置,
 
 

(b)某同学已作出F1、F2和实验测量值F′的图示,请在图乙中作出F1、F2合力理论值F的图示.
(c)图乙中的F与F’两力中,方向一定沿AO方向的是
 

(d)本实验采用的科学方法是
 

A.理想实验法       B.等效替代法    C.控制变量法       D.建立物理模型法
(2)在验证机械能守恒定律实验中:
①关于本实验的叙述中,正确的有
 

A.需用天平测出重锤的质量
B.验证机械能是否守恒必须先确定重力势能的参考平面
C.打点计时器用四节干电池串联而成的电池组作为电源
D.打点计时器安装时要使两限孔位于同一竖直线上并安装稳定,以减少纸带下落过程中的阻力
②验证机械能是否守恒时,实验中计算某一点的速度,甲同学用v=gt来计算,乙同学用v n=
(sn+sn+1)2T
来计算.其中
 
同学的计算方法更符合实验要求.
③本实验中引起误差的主要原因是
 

④丙同学按照正确的操作,纸带如图.其中O是起始点,A、B、C是打点计时器连续打下的3个点.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中(单位:cm).
这三个数据中不符合读数要求的是
 
,应记作
 
cm.重锤下落过程中的实际加速度a=
 
 m/s2.(结果保留二位有效数字)
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