题目内容

如图所示是某同学《探究加速度与力、质量的关系》的实验装置。

(1)下图是某同学在正确操作下获得的一条纸带,A、B、C、D、E每两点之间还有4个计时点没有标出,相邻两计时点间的时间间隔为0.02s。该同学在图中标出测量的距离时,忘记写下BC和CD的数值,只标记下了AB和DE的数值。但他仍然算出了加速度的数值,则滑块的加速度大小为      m/s2(结果保留两位有效数字)。

通过多次实验,在保证滑块质量不变的情况下,实验中测得滑块的加速度a和细线拉力F(用沙桶和沙的总重力代替)的资料如下表所示。

F/N
0.20
0.30
0.40
0.50
a/(m/s2
0.10
0.21
0.29
0.40
(2)请你根据表中的数据在图中作a-F图线。

(3)根据图线可求出滑块的质量是             kg
(4)图线在F轴上截距的物理意义是           

(1)0.61 
(2)a-F图线如下图
  
(3)1      (4)小车运动过程中受到的阻力  

解析试题分析:(1)由于相邻计数点之间还有4个计时点没有标出,所以相邻计数点之间的时间间隔,根据逐差法有加速度
(2)采用描点法作图.先根据表格中每组数据,在坐标轴上描点,再用平滑的曲线将点拟合起来.作出a-F图线如下图

(3)图线的斜率的倒数为滑块的质量,即
(4)图线在F轴上有截距,说明拉力增加到一定值时才有加速度,说明小车运动过程中受到的阻力,出现这种情况是没有平衡摩擦力(或平衡摩擦力不够)。
考点:探究加速度与力、质量的关系
点评:本实验采用的是控制变量法,a-F图线是当小车质量一定是a、F的关系图像,图线是一条直线说明a与F成正比,图线的斜率不变,说明斜率与质量有关,即斜率的倒数为物体的质量。

练习册系列答案
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(2008?黄冈一模)(1)如图1是“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验示意图,电极A接电源负极,电极B接电源正极,a、b、c、d、e是五个基准点.当电流从“+”接线柱流人电流表时,指针向“+”接线柱一侧偏转;当电流从“-”接线柱流人电流表时,指针向“-”接线柱一侧偏转在实验时,探针I接触基准点d,另一探针Ⅱ接触探测点p(pd连线垂直于AB连线),灵敏电流计指针向“-”接线柱一侧偏转,为尽快探测到与d点电势相等的点,探针Ⅱ由p点
D
D

A.向上移动    B.向下移动    C.向左移动    D.向右移动

(2)某同学看到一只鸟落在树枝上的P处时,鸟随树枝上下振动.该同学用秒表测出完成30次全振动所用的时间为34.0s,他猜想一定次数的振动时间可能与鸟的质量成正比,也许利用这一猜想可以测出鸟的质量.于是他想通过实验来验证这种猜想井算出这只鸟的质量该同学采用了如下方法进行探究:在如图2所示的树枝上的P处悬挂不同质量的砝码,并分别测出砝码30次全振动所用的时间,测量数据记录如下表
砝码质量m/g 100 200 300 400 500
时间t/s 21.2 30.0 36.7 42.4 47.4
此同学根据测量数据作出了m-t图象如图所示

下面请你来帮助他完成实验任务,并回答相关问题:
①根据这位同学作出的m-t图象可知,他的猜想是否正确?
不正确
不正确
(填“正确”或“不正确”)
②观察这位同学作出的m-t图线形状及走势,提出你对振动时间t与砝码质量m间关系的假设,并通过列表作出相应的图象,得出结论,写出t与m间的关系式.
如果在计算或作图时需要,可参考下面的根式表:
m 100 200 300 400 500
m
10.0 14.1 17.3 20.0 22.4
 3
m
4.6 5.8 6.7 7.4 7.9
假设:
t∝
m
或 砝码的质量与时间的平方成正比
t∝
m
或 砝码的质量与时间的平方成正比

列表:
m
/
g
m
/
g
10.0
10.0
14.1
14.1
17.3
17.3
20.0
20.0
22.4
22.4
时间t/s
时间t/s
21.2
21.2
30.0
30.0
36.7
36.7
42.4
42.4
47.4
47.4
作图:(画在答题卡的坐标纸上)
结论:
图象是一条过原点的倾斜直线,说明砝码做30次全振动的时间与其质量的平方根成正比
图象是一条过原点的倾斜直线,说明砝码做30次全振动的时间与其质量的平方根成正比

关系式:
m=0.22t2(在0.20t2-0.25t2之间均正确)
m=0.22t2(在0.20t2-0.25t2之间均正确)

(1)“嫦娥一号”和“嫦娥二号”卫星相继完成了对月球的环月飞行,标志着我国探月工程的第一阶段已经完成。设“嫦娥二号”卫星环绕月球的运动为匀速圆周运动,它距月球表面的高度为h,已知月球的质量为M、半径为R,引力常量为G,则卫星绕月球运动的向心加速度a=      ,线速度v=       

(2)某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系。

①下列做法正确的是                ,(填字母代号)

A.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行

B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时,将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上

C.实验时,先放开木块再接通打点计时器的电源

D.通过增减木块上的砝码改变质量时,不需要重新调节木板倾斜度

②为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力,应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量                  木块和木块上砝码的总质量。(填“远大于”、“远小于”或“近似等于“)

③甲、乙两同学在同一实验室,各取一套图示的装置放在水平桌面上,木块上均不放砝码,在没有平衡摩擦力的情况下,研究加速度a与拉力F的关系,分别得到图中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块质量分别为mm,甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μμ,由图可知,m        mμ      μ。(填“大于”、“小于”或“等于”)

(3)要测绘一个标有“3V  0.6W”小灯泡的伏安特性曲线,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V,并便于操作。已选用的器材有:

电池组(电动势为4.5V,内阻约1Ω);

电流表(量程为0250mA,内阻约5Ω);

电压表(量程为03V,内阻约3kΩ);

电键一个、导线若干。

①实验中所用的滑动变阻器应选下列中的      (填字母代号)。

A.滑动变阻器(最大阻值20Ω,额定电流1A)

B.滑动变阻器(最大阻值1750Ω,额定电流0.3A)

②实验的电路图应选用下列的图            (填字母代号)。

③实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V,内阻为5Ω的电源两端,小灯泡消耗的功率是                  W。

 

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