题目内容
10.同学们在做探究加速度与物体质量和合外力的关系的实验:(1)在接通电源进行实验之前,某同学将实验器材组装如图1所示.请你指出该装置中错误或不妥之处:①打点计时器接的是直流电源;②实验前小车应靠近打点计时器.
(2)某同学为了使小车受到的合外力等于小桶和砂的总重量,他采用如下两个措施:
①平衡摩擦力:将长木板无滑轮的一端下面垫一小木块,反复移动木块的位置,直到小车在小桶的拉动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动;
②调整砂的多少,使砂和桶的总质量m远小于小车和砝码的总质量M.
以上哪一个措施中有重大错误①(填①或②).如何改进?平衡摩擦力时,不应用小桶拉动小车做匀速运动,应让小车自身下滑(即无动力)来平衡摩擦力即可.
(3)改正实验装置后,该同学顺利完成实验.图2是他在实验中得到的一条纸带,图2中相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s,由图2中的数据可算得小车的加速度a为0.20m/s2.
(4)某同学在探究加速度与物体的质量以及外力关系的实验中,当物体的质量一定时,分别根据实验数据画出了不同的实验图象,如图3所示,下列说法中分析正确的是AD
A.形成图甲的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大
B.形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小
C.形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大
D.形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小.
分析 打点计时器使用的是交流电源,而干电池是直流电源.接通电源前,小车应紧靠打点计时器,而在该图中小车初始位置离打点计时器太远.
在“验证牛顿第二定律”的实验中,为了使小车受到合外力等于小沙桶和沙的总重量,通常采用如下两个措施:①平衡摩擦力:将长木板无滑轮的一端下面垫一小木块,反复移动木块的位置,直到小车在无动力的作用下带动纸带与小车一起做匀速直线运动;②调整沙的多少,使沙和小沙桶的总质量m远小于小车和砝码的总质量M.
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小.
a-F图象时纵轴有截距是平衡摩擦力时长木板倾角过大,横轴有截距是平衡摩擦力时长木板倾角过小.
解答 解:(1)①打点计时器应该用交变电流(图中为直流电源)
②小车离定滑轮太近(离打点计器较远),小车应靠近打点计时器且打点计时器应距左端较远,这样便于小车运动一段过程,从而能准确测量小车的加速度,减小误差.
(2)①措施中有重大错误,平衡摩擦力时,不应用小桶拉动小车做匀速运动,应让小车自身下滑(即无动力)来平衡摩擦力即可.
(3)相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s,
设第一个计数点到第二个计数点之间的距离为x1,以后各段分别为x2、x3、x4,
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:x3-x1=2a1T2
x4-x2=2a2T2
为了更加准确的求解加速度,我们对两个加速度取平均值
得:a=$\frac{1}{2}$(a1+a2)=$\frac{0.0404-0.0163-0.0163}{4×0.01}$m/s2=0.20m/s2
(4)A、由图可知,当F=0时,a≠0,所以没有作用力时,小车已经有加速度,原因可能是平衡摩擦力时长木板倾角过大,故A正确,B错误;
C、由图可知,当F≠0时,a=0,原因可能是平衡摩擦力时长木板倾角过小,故C错误,D正确;
故选:AD.
故答案为:(1)打点计时器接的是直流电源;实验前小车应靠近打点计时器;
(2)①;平衡摩擦力时,不应用小桶拉动小车做匀速运动,应让小车自身下滑(即无动力)来平衡摩擦力即可.
(3)0.20
(4)AD
点评 实验时需要注意的问题我们可以结合实验原理记忆,明确实验原理是处理实验题的重中之重,从纸带上求解速度和加速度是处理纸带的两个主要问题,一定要熟练掌握.
| A. | 水平抛时重力做的功较多 | B. | 由静止释放时重力做的功较多 | ||
| C. | 两种情况重力做功一样多 | D. | 无法确定 |
| A. | 开普勒发现了万有引力定律 | |
| B. | 伽利略首创了理想实验的研究方法 | |
| C. | 牛顿通过扭秤实验测出了万有引力常量 | |
| D. | 亚里士多德发现了力是改变物体运动状态的原因 |
| A. | 保持开关S闭合,把滑动变阻器R1的滑片向上滑动,电流表的示数变大,电压表的示数变小 | |
| B. | 保持开关S闭合,不论滑动变阻器R1的滑片是否滑动,都有电流流过R2 | |
| C. | 保持开关S闭合,将电容器上极板与下极板距离稍微增大一些的过程中,R2中有由b到a的电流 | |
| D. | 断开开关S,若此时刚好有一带电油滴P静止在两平行板电容器之间,将电容器上极板与下极板稍微错开一些的过程中,油滴将向上运动 |