题目内容

某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，如图甲所示为实验装置简图。(交流电的频率为50 Hz)

(1)图乙所示为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s2；
(2)保持小盘及盘中砝码的质量不变，改变小车质量m，分别得到小车的加速度a与小车质量m及对应的的数据如下表：
a/(m·s－2)
1.90
1.72
1.49
1.25
1.00
0.75
0.50
0.30
m/kg
0.25
0.29
0.33
0.40
0.50
0.71
1.00
1.67
/kg－1
4.00
3.45
3.03
2.50
2.00
1.41
1.00
0.60
请在如图所示的坐标纸中画出a－的图像，并由图像求出小车的加速度a与质量的倒数之间的关系式是_______。
（1）a=3.19m/s2；（2）如图，a=

试题分析: （1）由于交流电的频率为50Hz，故打点时间间隔为0.02s，所以每两个计数点之间的时间间隔为T=0.04s，利用逐差法△x=aT2可得：（x3+x4）-（x1+x2）=4aT2。解得a=3.19m/s2。
(2) 根据所给数据，利用描点法，得出图象如图所示：由图可知：根据图象运用数学知识求出物理量的关系式：a=
练习册系列答案
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在《探究加速度与力、质量的关系》实验中
①某小组同学用如图所示装置，采用控制变量法来研究在小车质量不变的情况下，小车加速度与小车受力的关系．下列措施中正确的是（  ）

A．平衡摩擦力的方法就是将木板一端垫高，在塑料小桶中添加砝码，使小车在绳的拉力作用下能匀速运动
B．每次改变小车所受的拉力时，不需要重新平衡摩擦力
C．实验中应先放小车，然后打开打点计时器的电源
D．在每次实验中，应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量
②如图所示是某一次打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带．取计数点A、B、C、D、E、F、G．纸带上两相邻计数点的时间间隔为T = 0.10s，用刻度尺测量出各相邻计数点间的距离分别为AB=1.50cm，BC="3.88" cm，CD="6.26" cm，DE="8.67" cm，EF="11.08" cm，FG=13.49cm，则小车运动的加速度大小a =  m/s2，打纸带上C点时小车的瞬时速度大小v C =      m/s．(结果保留二位有效数字)

③某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示：（小车质量保持不变）
F/N
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
a/ m/s2
0.30
0.40
0.48
0.60
0.72
请根据表中的数据在坐标图上作出a-F图象；图象不过坐标原点的原因可能是_________．
（2分）如图所示，用螺旋测微器测量一电阻丝的直径，其读数为     mm。
在“研究匀变速直线运动”的实验中，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了O、A、B、C、D、E、F共7个计数点(图中每相邻两个计数点间还有四个打点计时器打下的点未画出)，如图所示。打点计时器接的是频率为50Hz的交流电源，计数点问的距离依次为S1=2.60cm、S2=4.10cm、S3=5．60cm、S4="7" .10cm、S5=8．60cm、S6=10.0cm

(1)在打计数点A时纸带的速度为V1=_____________m/s;
(2)若计数点间的距离依次用S1、S2、S3、S、S5、S6表示，相邻两个计数点间的时间间隔用T表示，用逐差法求加速度的表达式为：a=_________,代入数据后，加速度大小为_________m/s。(以上结果均保留三位有效数字)
(1)某实验小组利用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律。他们将拉力传感器一端与细绳相连，另一端固定在小车上，用拉力传感器及数据采集器记录小车受到的拉力F的大小；小车后面的打点计时器，通过拴在小车上的纸带，可测量小车匀加速运动的加速度。图乙中的纸带上A、B、C为三个计数点，每两个计数点间还有打点计时器所打的4个点未画出，打点计时器使用的是50Hz交流电源。

①由图乙，AB两点间的距离为S1=3.27cm，AC两点间的距离为S2=8.00cm，小车此次运动经B点时的速度vB=      m/s，小车的加速度a =      m/s2；（保留三位有效数字）  

②要验证牛顿第二定律，除了前面提及的器材及已测出的物理量外，实验中还要使用
             来测量出                       。
（2）某实验小组准备探究某种元件Q的伏安特性曲线，他们设计了如图甲所示的电路图．请回答下列问题：
①图乙中的实物连线按图甲的电路图补充完整．
②考虑电表内阻的影响，该元件电阻的测量值_______(选填“大于”、“等于”或“小于”)真实值．
③图甲中闭合开关S，电流表、电压表均有示数,但无论怎样移动变阻器滑动片，总不能使电压表的示数调为零．原因可能是图甲中的________(选填a、b、c、d、e、f)处接触不良．

④据实验测得的数据,作出该元件的，I-U图线如图丙所示，则元件Q在U=0.8V时的电阻值是___________，I-U图线在该点的切线的斜率的倒数1/K________ (选填“大于”、“等于”或“小于”)电阻值．
（18分，每空3分）下图是某兴趣小组同学设计的实验装置,
(1）若木板水平放置，物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在木板上(尚未到达滑轮处), 该小组同学利用匀减速直线运动规律测木板动摩擦因数。从纸带上便于测量的点开始，相邻计数点间的距离如图下所示，相邻计数点间还有4个记录点未画出。打点计时器电源的频率为50 Hz。

①通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点____________之间某时刻开始减速。
②计数点5对应的速度大小为________m/s，计数点8对应的速度大小为________m/s。(保留三位有效数字)
③物块减速运动过程中加速度的大小为a＝____m/s2，若用来计算物块与木板间的动摩擦因数(g取10 m/s2)，则计算结果μ＝________ (保留三位有效数字) 。
(2）若该小组同学想利用此装置，探究重物落地前,物块在重物牵引下运动的加速度与力、质量的关系,则下列做法正确的是____________（填字母代号）
A．调节滑轮的高度，使牵引物块的细绳与长木板保持平行
B．在调节木板倾斜度平衡物块受到的滑动摩擦力时，要将重物拴在木块上
C．实验时，先放开物块再接通打点计时器的电源
D．通过增减物块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度
(6分)如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置。他在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放.

（1）该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d=     mm.

（2）下列不必要的一项实验要求是       .（请填写选项前对应的字母）
A．应使A位置与光电门间的距离适当大些
B．应将气垫导轨调节水平
C．应使细线与气垫导轨平行
D．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量
（3）实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是         ；
（4）改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图象，研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出          图象。   
图甲中游标卡尺的读数是 cm，图乙中螺旋测微器的读数是 mm。
某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置。

① 实验中所用电磁打点计时器是一种使用__________（填 “交流”或 “直流”）电源的计时仪器，它的工作电压是4-6V，当电源的频率为50Hz时，它每隔_______s打一次点。
② 实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是__           _______               ___，实验时首先要做的步骤是_________________。
③ 在②的基础上，某同学用天平称量滑块的质量为M；往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量为m；让沙桶带动滑块加速运动。用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1＜v2)。则本实验最终要验证的数学表达式为_________________。(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)

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