题目内容

(1)某同学在做“研究共点力合成”的实验时,先用一个弹簧秤拉橡皮条测得拉力F,再用两个弹簧拉橡皮条测得合力F'.当通过两根细绳把橡皮条拉到某一位置O时,要记录这一结点O的位置,并记录细绳的方向.当用一个弹簧秤拉橡皮条时,细绳套与橡皮条的结点应该拉到
 
,并记录细绳的方向.如果两位同学得到的实验结果如甲图和乙图,则
 
图画错了.(选填“甲”或“乙”)?
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(2)用图装置做“研究加速度的大小与哪些因素有关”实验时,用小盘和砝码拉动小车.实验前,应把长木板有打点计时器的一段抬高到合适的位置,这样做的目的是
 
;实验时必须采用
 
法.即先保持小车质量不变,把
 
视为小车所受到的合外力,多次改变合外力,测出小车对应的加速度,研究加速度与合外力的关系.再保持小车所受的合外力不变,多次改变小车的质量,测出相应的加速度,研究加速度与小车质量的关系.
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(3)某同学在分析一条纸带时,每相邻两个计数点中还有4个计时点没有标示出来,根据纸带求得B点对应的速度vB=
 
m/s,加速度a=
 
m/s2.(两个结果均保留三位有效数字)
分析:1、在实验中必须确保橡皮筋拉到同一位置,即一力的作用效果与两个力作用效果相同.同时我们需要记录下力的大小和方向.
2、小车受到重力、支持力、摩擦力和橡皮筋的拉力,要使拉力等于合力,必须使重力的下滑分量平衡摩擦力,使小车在不受拉力作用时做匀速直线运动时,没有拉力的合力为0,重力的下滑分量等于摩擦力;
3、根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,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B点时小车的瞬时速度大小.
解答:解:(1)在实验中必须确保橡皮筋拉到同一位置,即一力的作用效果与两个力作用效果相同.同时我们需要记录下力的大小和方向.所以要记录O点的位置、弹簧秤的读数、细线的方向,用一只弹簧秤通过细绳套把橡皮条的结点拉到O点,使得一根弹簧秤的拉力效果和两根弹簧秤的拉力效果相同.
在实验中,实际测量的合力与橡皮筋在同一条直线上,而根据作图法的合力会跟橡皮筋有一定的偏差.故甲符合实验事实,乙图画错了.
(2)把长木板有打点计时器的一段抬高到合适的位置,这样做的目的是平衡摩擦力,即小车的重力沿斜面的分力与小车的摩擦力相等.
实验时必须采用控制变量法.即先保持小车质量不变,把小盘和砝码的总重力视为小车所受到的合外力,多次改变合外力,测出小车对应的加速度,研究加速度与合外力的关系.再保持小车所受的合外力不变,多次改变小车的质量,测出相应的加速度,研究加速度与小车质量的关系.
(3)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,
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D点时小车的瞬时速度大小.
vB=
XAC
2T
=
0.02760
0.2
m/s=0.138m/s
设A到B之间的距离为x1,以后各段分别为x2、x3、x4
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:x3-x1=2a1T2 
x4-x2=2a2T2 
 为了更加准确的求解加速度,我们对两个加速度取平均值
得:a=
1
2
(a1+a2
即小车运动的加速度计算表达式为:a=
XCE-XAC
4T2
=
0.10560-0.02760-0.02760
4×(0.1)2
m/s2=1.26m/s2
故答案为:(1)位置O点,乙 (2)平衡摩擦力,控制变量,小盘和砝码的总重力;
(3)0.138,1.26.
点评:1、本题比较全面的考察了验证平行四边形定则中的基础知识,对于这些基础知识和要求即要通过实验进行切身体会,同时也要通过练习加深理解.
2、该题考查验证实验中平衡摩擦力的目的,同时知道实验的原理.
3、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
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(2012?广东二模)(1)某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时,作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图1所示.该实验始终在弹簧的弹性限度内进行.由右图可知该弹簧的自然长度为
10
10
 cm.
(2)在验证机械能守恒定律实验时:
①关于本实验的叙述中,正确的有
AD
AD

A、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
B、需用天平测出重锤的质量
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、用手托着重锤,先闭合打点计时器的电源开关,然后释放重锤
E、打出的纸带中,只要点迹清晰,就可以运用公式mg△h=
1
2
mv2
,来验证机械能是否守恒
F、验证机械能是否守恒必须先确定重力势能的参考平面
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vn=
(sn+sn+1)
2T
来计算.其中
同学的计算方法更符合实验要求.重力加速度g的数值,甲同学用9.8m/s2代入,乙同学用通过对纸带分析计算出重锤下落的实际加速度代入,丙同学用当地的实际重力加速度代入,其中
同学的做法是正确的.
③甲同学实验计算结果时发现重物重力势能的减少量△Ep略大于动能的增加量△Ek,乙同学发现△Ep<△Ek,实验过程中肯定存在错误的是
同学.
本实验中引起误差的主要原因是
重锤下落过程中存在着阻力作用
重锤下落过程中存在着阻力作用

④在一次实验中,重物自由下落时纸带上打出一系列的点,如图2所示,纸带中相邻两计数点间的时间间隔为0.04秒,那么重物下落过程中的实际加速度a=
9.38
9.38
 m/s2.(结果保留三位有效数字)

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