题目内容
18.某课外小组利用如图所示的装置研究合外力一定时,加速度与质量的关系.主要实验步骤如下:①用天平测量并记录小桶(包括放在桶内的砝码)的质量m,滑块(包括加装在滑块两侧的铜片和固定在滑块上的加速度传感器)的质量M,每个钢片的质量;
②接通气泵,将滑块(不挂小桶)置于气垫导轨上,将固定在滑块上的加速度传感器调零,轻推滑块,观察滑块的运动,在滑块运动的大部分时间内,当加速度传感器的示数0时,说明气垫导轨已经水平;
③挂上小桶和砝码,调整定滑轮的高度,使气垫导轨上方的细绳水平;
④将加速度传感器调零,在气垫导轨上合适位置释放滑块,记录加速度传感器的示数a;
⑤利用在滑块上增加钢片的方法改变滑块的质量M,重复步骤④…
数据记录及处理如下:
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 小桶质量m(单位:kg) | 0.105 | |||||
| 小桶重力mg(单位:N) | 1.028 | |||||
| 滑块质量M(单位:kg) | 0.397 | 0.496 | 0.596 | 0.696 | 0.796 | 0.896 |
| $\frac{1}{M}$(单位:kg-1) | 2.519 | 2.016 | 1.678 | 1.437 | 1.256 | 1.116 |
| $\frac{1}{M+m}$(单位:kg-1) | 1.992 | 1.664 | 1.427 | 1.248 | 1.110 | 0.999 |
| 滑块加速度的测量值a(单位:m/s2) | 2.014 | 1.702 | 1.460 | 1.268 | 1.110 | 1.004 |
| 滑块加速度的理论值a(单位:m/s2) | 2.048 | 1.711 | 1.467 | 1.283 | 1.141 | |
(1)实验步骤②中的横线上应填写0;
(2)上表中,滑块加速度的理论值是在忽略阻力的情况下根据牛顿第二定律计算得出的,其表达式是$\frac{mg}{M}$(用表中物理量的符号表示),最后一行的空格内的数据是1.147;
(3)观察上表中最后两行,滑块加速度的理论值均大于其测量值,原因可能是小桶的重力还提供自身加速运动(写出一个原因即可)
分析 (1)小车在气垫导轨上匀速运动,说明导轨水平,故加速度传感器上的示数为0;
(2)理论值为$a=\frac{mg}{M}$,代入数据解得
(3)小桶的重力还提供自身做加速运动
解答 解:(1)当小车在气垫导轨上匀速运动,说明气垫导轨已经水平,故加速传感器的示数为0
(2)桶和桶内砝码的重力提供小车做加速运动,根据mg=Ma,解得:a=$\frac{mg}{M}$,a=$\frac{mg}{M}=\frac{1.028}{0.896}m/{s}^{2}=1.147m/{s}^{2}$
(3)通过分析可知,加速度实际值要小于理论值,可能原因是小桶的重力还提供自身加速运动
故答案为:(1)0;(2)$\frac{mg}{M}$,1.147;(3)小桶的重力还提供自身加速运动
点评 本题主要考查了气垫导轨的调整和加速度的理论值与实验值的比较,能分析出实验误差的原因
练习册系列答案
相关题目
8.2016年2月11日来自美国的科研人员宣布,他们利用激光干涉引力波天文台(LIGO)于去年9月首次探测到引力波,天文物理学大师霍金表示,这是科学史上非常重要的一刻,引力波可以提供一种全新的方式来观测宇宙,并且可能彻底改变天文学.在人类科学史上有过许多这样重要的事件,下列叙述中错误的是( )
| A. | 伽得略做了数百次“铜球从阻力很小的斜槽上由静止滚下”的实验,证实了“运动距离与时间的平方成正比”的关系,他首先采用了以实验检验猜想和假设的科学方法,奠定了现代科学的基础 | |
| B. | 开普勒研究了第谷20余年的行星观测记录,提出了“所有行星绕太阳做匀速圆周运动”等行星运动规律,澄清了许多年来人们对天体运动的神秘、模糊认识,也为牛顿创立天体力学理论奠定了观测基础 | |
| C. | 奥斯特发现的电流磁效应,震动了整个科学界,引起了科学家们关于“磁也能生电”的对称性的思考,最终导致法拉第发现电磁感应现象,使人们对电与磁内在联系的认识更加完善 | |
| D. | 汤姆孙通过实验对“阴极射线在电场和磁场中偏转情况”进行研究发现了电子,否定了2000多年来“原子是物质的不可分割的最小单元”这一传统观念,标志着人类对物质结构的认识进入了一个崭新的阶段 |
10.
电源和一个水平放置的平行板电容器、二个变阻器R1、R2和定值电阻R3组成如图所示的电路.当把变阻器R1、R2调到某个值时,闭合开关S,电容器中的一个带电液滴恰好处于静止状态.当再进行其他相关操作时(只改变其中的一个),以下判断正确的是( )
| A. | 将R1的阻值增大时,液滴将向下运动 | |
| B. | 将R2的阻值增大时,液滴仍保持静止状态 | |
| C. | 断开开关S,电容器上的带电荷量将减为零 | |
| D. | 把电容器的上极板向上平移少许,电容器的电荷量将减小 |