题目内容

某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置,探究物体的加速度与受力的关系,通过改变重物的质量,利用传感器可得到滑块运动的加速度a和所受拉力F,而后做出a-F关系图象.他们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a-F图线,如图(b)所示.由图象可知图线Ⅱ不过坐标原点的原因是
 
;滑块和加速度传感器的总质量m=
 
kg.
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分析:由图可知当F=0时,图线Ⅱ的加速度为2m/s2,知道滑块运动的加速度说明平衡摩擦力时轨道倾角太大.
a和所受拉力F的关系图象斜率等于滑块和加速度传感器的总质量的倒数.
解答:解:由图可知当F=0时,图线Ⅱ的加速度为2m/s2,即没有挂重物时,滑块已经具有2m/s2的加速度,说明平衡摩擦力时轨道倾角太大.
根据F=ma得a=
F
m

所以滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象斜率等于滑块和位移传感器发射部分的总质量的倒数.
由图形b得加速度a和所受拉力F的关系图象斜率k=2,所以滑块和加速度传感器的总质量m=0.5kg.
故答案为:轨道倾角太大;0.5.
点评:本题要能掌握通过作出两个量的图象,然后由图象去寻求未知量与已知量的关系.运用数学知识和物理量之间关系式结合起来求解.
练习册系列答案
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(2013?潮州二模)(Ⅰ)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.
实验装置主要部件为位移传感器的发射器和接收器,分别固定在轨道右端和小车上;通过传感器测定两者间位移变化,从而测出小车的加速度.

(1)在该实验中采用的方法是
控制变量法
控制变量法
:保持小车的总质量不变,用钩码所受的重力作为小车所受拉力,用传感器测小车的加速度.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和所受拉力F的关系图象.
该实验小组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a-F图线,如图 (b)所示,可知在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的图线是
 (选填“①”或“②”).
(2)随着钩码的数量逐渐增大,图(b)中的图线明显偏离直线,造成此误差的主要原因是
C
C

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
(Ⅱ)(1)某同学想测绘标有“3.8V 0.4A”字样的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象,除了导线和开关外,有下列一些器材可供选择:
A.电源E(电动势为4V,内阻约为0.04Ω).
B.电压表V1 (量程为5V,内阻约为5kΩ);
C.电流表A1 (量程为100mA,内阻约为2Ω);
D.电流表A2 (量程为0.6A,内阻约为0.3Ω);
E.滑动变阻器R1(最大阻值为5Ω);
F.滑动变阻器R2(最大阻值为100Ω);
G.开关及导线若干
为了调节方便,测量准确,实验中应选用电流表
D
D
,滑动变阻器
E
E
 (填器材前面的选项代号)
(2)选好器材后,该同学按照该实验要求连接电路,请完成图甲中的实物连线.
(3)该同学根据实验数据,计算并描绘出R-U的图象如图乙所示.由图象可知,此灯泡在不工作时,灯丝的电阻为
1.5
1.5
Ω;
(4)任何实验过程中均存在误差,已知本实验中所用的测量仪器均已校准.下列有关误差的说法中正确的是
CD
CD

A.该实验中的误差来源主要是电流表的分压作用;
B.由于电表内阻引起的误差属于偶然误差,可以通过作图法消除;
C.若将电表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差;
D.用R-U图象处理数据,可以有效的消除由于读数引起的失误.

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