题目内容
3.在《探究加速度与力、质量的关系》实验中.(1)某组同学用如图1所示装置,采用控制变量的方法,来研究小车质量不变的情况下,小车的加速度与小车受到力的关系.请完成下列各步骤:
A.首先要平衡摩擦力,目的是使小车受到合力就是细绳对小车的拉力.
B.实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力
C.在实验中,在满足塑料桶和砝码的总质量远小于小车质量关系的前提下,塑料桶和砝码总重力才近似等于小车受到的合外力
D.实验中应先打开打点计时器的电源,然后再释放小车
F.改变砝码的个数,多次测量
(2)某组同学实验得出数据,画出a-F图象如右图2所示,那么该组同学实验中出现的问题是平衡摩擦力过度.
(3)某同学想通过该装置探究塑料桶和砝码的总质量及小车组成的系统能量转化关系,已知塑料桶和砝码的总质量为m,小车的质量为M.实验中,他通过对纸带的分析和测量得出:当塑料桶及砝码下降高度为h时,小车的瞬时速度为v,则该同学要验证的关系式为mgh=$\frac{1}{2}$(M+m)v2.(忽略小车重力势能的变化)
分析 (1)实验前要平衡摩擦力;当小车质量远大于塑料桶和砝码的总质量时可以近似认为小车所受的合力等于塑料桶和砝码的总质量;
(2)平衡摩擦力过度时小车受的合力大于绳子的拉力,当拉力为零时小车产生加速度,分析图示图象然后答题;
(3)如果系统机械能守恒,则系统减少的重力势能等于系统增加的动能,根据题意分析答题.
解答 解:(1)A、首先要平衡摩擦力,目的是使小车受到合力就是细绳对小车的拉力.
C、当塑料桶和砝码的总质量远小于小车质量时可以近似认为:塑料桶和砝码总重力才近似等于小车受到的合外力;
(2)由图2所示a-F图象可知,当拉力为零时小车已经产生加速度,说明小车受到的合外力大于拉力,这是由于木板倾角过大,平衡摩擦力过度造成的;
(3)整个过程中系统重力势能的减少量等于系统动能的增加量,需要验证的关系式为:mgh=$\frac{1}{2}$(M+m)v2;
故答案为:(1)A、平衡摩擦力;C、远小于;(2)平衡摩擦力过度;(3)mgh=$\frac{1}{2}$(M+m)v2.
点评 本题考查了实验注意事项、实验数据分析等问题,本题是一道基础题,掌握基础知识即可解题,平时要注意基础知识的学习与掌握;探究加速度与力、质量关系实验时要应用控制变量法,实验前要平衡摩擦力.
练习册系列答案
相关题目
19.在t=0时,甲乙两质点从相距70m的两地开始相向运动,它们的v-t图象如图所示,则( )
A. | 在第1s末,乙质点改变运动方向 | |
B. | 在第2s末,甲、乙两质点相遇 | |
C. | 甲、乙从计时开始,在以后相当长的时间内能有二次相遇 | |
D. | 第4s末,甲乙两质点相距20m |
11.R1和R2分别标有“4Ω,1.0A”和“4Ω,0.5A”,将它们串联后接入电路中,如图所示,则此电路中允许消耗的最大功率为( )
A. | 2.0W | B. | 4.0W | C. | 5.0W | D. | 6.0W |
18.如图所示,质量均为m的a、b两物体,放在两固定的水平挡板之间,物体间用一竖直放置的轻弹簧连接,在b物体上施加水平拉力F后,两物体始终保持静止状态,已知重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. | a物体对水平面的压力大小可能为2mg | |
B. | a物体所受摩擦力的大小为F | |
C. | b物体所受摩擦力的大小为F | |
D. | 弹簧对b物体的弹力大小一定大于mg |
8.如图所示是物理学家迈克耳孙测定光速的实验示意图.八面镜静止不动时,望远镜C中可见光源S的像,现在使八面镜开始转动,并且使转速逐渐增大到每秒n转时,在望远镜C中又可看到光源S的像,如果测得入面镜与凹镜之间的距离是L,凹镜与平面镜之间的距离可以忽略,则测得的光速是( )
A. | 16nL | B. | 8nL | C. | 4nL | D. | 2nL |
15.为了探究力对物体做功与物体速度变化的关系,现提供如图1所示的器材,让小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行,当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条…并起来进行第1次、第2次、第3次…实验时,每次实验中橡皮筋拉伸的长度都应保持一致,我们把橡皮筋对小车做的功可记作W、2W、3W…对每次打出的纸带进行处理,求出小车每次最后匀速运动时的速度v,记录数据如下.请思考并回答下列问题
(1)实验中木板略微倾斜,这样做C(填答案前的字母).
A.是为了释放小车后,小车能匀加速下滑
B.是为了增大橡皮筋对小车的弹力
C.是为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功
D.是为了使橡皮筋松弛后小车做匀加速运动
(2)据以上数据,在坐标纸中作出W-v2图象.
(3)根据图象2可以做出判断,力对小车所做的功与力对小车所做的功与.
功W | 0 | W | 2W | 3W | 4W | 5W | 6W |
v/(m•s-1) | 0 | 1.00 | 1.41 | 1.73 | 2.00 | 2.24 | 2.45 |
A.是为了释放小车后,小车能匀加速下滑
B.是为了增大橡皮筋对小车的弹力
C.是为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功
D.是为了使橡皮筋松弛后小车做匀加速运动
(2)据以上数据,在坐标纸中作出W-v2图象.
(3)根据图象2可以做出判断,力对小车所做的功与力对小车所做的功与.
12.某同学用如图所示的实验装置探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系.图中A为小车,连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔,它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上,C为弹簧测力计,不计绳的质量和绳与滑轮的摩擦.实验时,先接通电源再松开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点.
该同学在一条比较理想的纸带上,从点迹清楚的某点开始记为O点,顺次选取5个点,分别测量这5个点到O之间的距离,并计算出它们与O点之间的速度平方差△v2(△v2=v2-v02),填入下表:
请以△v2为纵坐标,以s为横坐标在方格纸中作出△v2-s图象.若测出小车A质量为0.2kg,结合图象可求处小车所受合外力的大小为F=0.25N.
该同学在一条比较理想的纸带上,从点迹清楚的某点开始记为O点,顺次选取5个点,分别测量这5个点到O之间的距离,并计算出它们与O点之间的速度平方差△v2(△v2=v2-v02),填入下表:
点迹 | s/m | △v2/m2•s2 |
O | / | / |
1 | 1.60 | 0.04 |
2 | 3.60 | 0.09 |
3 | 6.00 | 0.15 |
4 | 7.00 | 0.18 |
5 | 9.20 | 0.23 |
请以△v2为纵坐标,以s为横坐标在方格纸中作出△v2-s图象.若测出小车A质量为0.2kg,结合图象可求处小车所受合外力的大小为F=0.25N.