题目内容
(Ⅰ)某研究性学习小组为“探究加速度与力、质量的关系”独力设计了如图甲所示的实验装置。已知小车质量为m1,砝码和盘的质量为m2,除了装置图中所给的器材外,另外备有垫木、复写纸、电键及导线若干。
(1)除了上面涉及的实验器材外,本次实验还缺少的器材有 。
(2)保持m1不变,改变m2的大小,小明同学根据实验数据作出了加速度a随拉力F的变化图象如图乙所示,该图线不通过坐标原点,最可能的原因是: 。
(3)如图丙所示为某次实验得到的一条纸带,相邻计数点间还有四个点没有画出。AB、CD计数点之间的距离已测出,由于疏漏B、C两计数点之间的距离忘记了标注,根据纸带上现有的数据情况,可计算出小车运动的加速度为 m/s2(交流电的频率为50Hz,结果保留两位有效数字)
(4)在探究加速度与力的关系实验中,要尽可能保证a-F图象是一条直线,需要控制的条件是__________________________________。
(1)交流电源(或答学生电源)和刻度尺(2分); (2)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够(2分); (3)0.52(2分); (4)小车质量m1远大于砝码和盘的质量m2(或答m1 >>m2)(2分)
解析试题分析:(1)从图中所给器材和题目中所给器材可知,还缺少的器材是:是打点计时器工作的交流电源,纸带打出来后测量长度的刻度尺。(2)从图中可知,在提供了一定的拉力后加速度仍然为0,说明有摩擦力与拉力平衡,即没有平衡好摩擦力。(3)据题意,相邻计数点之间时间间隔为T=0.1s,加速度为:,则。(4)为了保证图像是一条过原点的直线,需要使小车质量远大于砝码和盘的质量之和,因为在中当时有,加速度为。
考点:本题考查探究小车加速度与质量和拉力关系。
某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究,一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘,如图(a)所示。向左推小球,使弹黄压缩一段距离后由静止释放小球离开桌面后落到水平地面。通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能。
回答下列问题:
(1)本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等。已知重力加速度大小为g。为求得Ek,至少需要测量下列物理量中的 (填正确答案标号)。
A.小球的质量m | B.小球抛出点到落地点的水平距离s |
C.桌面到地面的高度h | D.弹簧的压缩量△x E.弹簧原长l。 |
(3)图(b)中的直线是实验测量得到的s-△x图线。从理论上可推出,如果h不变m增加,s-△x图线的斜率会 (填“增大”、“减小”或“不变”);由图(b) 中给出的直线关系和Ek的表达式可知,Ep与△x的 次方成正比。
(10分)某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合外力F及质量m关系的实验,图甲为实验装置简图。(交流电的频率为50Hz)
⑴若取小车质量M=0.4kg,改变砂桶和砂的质量m的值,进行多次实验,以下m的值不合适的是 ;
A.m1=5g | B.m2=1kg | C.m3=10g | D.m4=400g |
⑶为了用细线的拉力表示小车受到的合外力,实验操作时必须首先 ,该操作是否成功的判断依据是 。