题目内容
(10分)在探究物体运动加速度与外力关系的实验中:
⑴某些同学不能得到当小车的质量一定时加速度a与作用力F成正比的正确图线,而是得出下列图线,请分别说出得到图中A、B、C三种图线的原因:
得到A图的原因是: ;
得到B图的原因是: ;
得到C图的原因是: ;
⑵某同学在接通电源进行实验之前,将实验器材组装如图所示,请你指出该装置中的错误或不妥之处(只要指出两处错误或不妥之处)
。
⑶如下图为某同学实验中获得的一条纸带,A、B、C、D是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点有四个点没有画出,从图中读出A、B两点间距s= cm,C点对应的速度是vC= m/s,加速度是a= m/s2(计算结果保留两位有效数字)。
⑴平衡摩擦力时木板抬起的角度偏大,平衡摩擦力时木板抬起的角度偏小,悬挂砂和砂桶的质量偏大,不满足mM;⑵电源应该是4~6V交流电,小车应该停靠在打点计时器附近,没有抬起木板右端用来平衡摩擦力等等;⑶0.70,0.10,0.20
解析试题分析:⑴图象A中出现纵截距,说明力F为0时,小车就已有加速度,其原因可能是在平衡摩擦力时木板抬起的角度偏大,即平衡摩擦力过多;图象B中出现横截距,说明有力F作用时,小车还未动(加速度为0),其原因可能是未平衡摩擦力,或在平衡摩擦力时木板抬起的角度偏小,即平衡摩擦力不足;图象C中出现一段弯曲,即,小车的加速度与力F(砂和砂桶的重力)不再成正比关系,事实上,由于细线不可伸长,小车、砂和砂桶应具有了相同大小的加速度,只有当砂和砂桶的质量远小于小车质量时,细线对小车的拉力才近似等于砂和砂桶的重力,因此其原因是悬挂砂和砂桶的质量偏大,不满足mM的条件;
⑵打点计时器应使用交流电源,而该同学则是使用了干电池这一直流电源;在开始实验时,小车要靠近打点计时器,这样可使能打点的纸带尽量长些,获得更多的实验数据;另外从图中还可以看出木板是水平状态,即其右端未抬高,以平衡摩擦力等等。
⑶根据图中刻度尺和纸带上点的位置可知s=0.70cm,需要注意的是,所用刻度尺为mm刻度尺,即其精度为1mm,而刻度尺的读数需要估读,因此在以cm为单位时,实验数据应保留两位小数,根据匀变速直线运动中点时刻速度等于平均速度可知,vC=×10-2m/s=0.10m/s,根据匀变速直线运动相邻相等时间内的位移之差相等,且等于a(Δt)2,采用逐差法有:a=
×10-2m/s2=0.20m/s2。
考点:本题主要考查了“探究物体运动加速度与外力关系”的实验问题,属于中档题。
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
(1)在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中, 实验室提供了以下器材:电火花打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、交流电源、秒表、弹簧测力计.其中在本实验中不需要的器材是 .
(2)如图所示,是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带,打点计时器打点的时间间隔T=0.02 s,将纸带上每隔四个点(图上没画出)按打点顺序依次标为A、B、C……,其中x1=7.05 cm、x2=7.68 cm、x3=8.33 cm、x4=8.95 cm、x5=9.61 cm、x6=10.26 cm.
下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度,请在表中填入打点计时器打下D点时小车的瞬时速度.
位置 | B | C | D | E | F |
速度/(m·s 1) | 0.737 | 0.801 | | 0.928 | 0.994 |
![](http://thumb.1010pic.com/pic5/tikupic/e0/b/1rhjo4.png)
(4)根据你画出的小车的速度—时间关系图线计算出的小车的加速度a=______m/s2. 方向是 (填A→B ,或B→A)
某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置研究加速度和力的关系。
(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持______________不变,用钩码重力作为小车所受的拉力。
(2)如图(b)是某次实验打出的纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6为计数点,相邻两计数点间还有4个打点未画出,电源的频率为50Hz。从纸带上测出x1 =3.20cm,x2 = 4.56cm,x5 =8.42cm,x6=9.70cm。则木块加速度大小=__________m/s2(保留2位有效数字)。
(3)通过改变钩码的数量,多次重复测量,可得小车运动的加速度a与所受拉力F的关系图象。在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条图线,如图(c)所示。图线_____ _ (选填“①”或“②”)是在轨道水平的情况下得到的。
(4)随着钩码的数量增大到一定程度,图(c)中的图线明显偏离直线,造成此误差的主要原因是___________。
A.小车与轨道之间存在摩擦 |
B.导轨保持了水平状态 |
C.所挂钩码的总质量太大 |
D.所用小车的质量太大 |