题目内容

7.用如图所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系(交流电频率为50Hz):
(一)图所示是某同学通过实验得到的一条纸带,他在纸带上取A、B、C、D、E、F、G等7个计数点(每相邻两个计数点之间还有4个点没有画出),将毫米刻度尺放在纸带上.
根据下图可知,打下E点时小车的速度为0.20m/s.小车的加速度为0.40m/s2.(计算结果均保留两位有效数字)

(二)另一同学在该实验中得到如下一组实验数据(表中F表示细线对小车的拉力,a表示小车的加速度):
R=UI0.1960.2940.3920.4900.588
a/m•s-20.250.580.901.201.53
(1)请在坐标系中画出a-F图线;

(2)根据图表分析,实验操作中存在的问题可能是AB(填字母序号)
A.没有平衡摩擦力
B.平衡摩擦力时木板倾角过小
C.平衡摩擦力时木板倾角过大
D.小车质量太大
E.钩码的质量太大.

分析 (一)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出E点的瞬时速度,根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度.
(二)根据表格中的数据描点作图,结合图线分析图线不过原点的原因.

解答 解:(一)、E点的瞬时速度为:
${v}_{E}=\frac{{x}_{DF}}{2T}=\frac{0.40}{0.2}m/s=0.20m/s$,
根据△x=aT2,运用逐差法得:
a=$\frac{{x}_{DG}-{x}_{AD}}{9{T}^{2}}=\frac{(6.60-3.00)×1{0}^{-2}}{9×0.01}$=0.40m/s2,
(二)(1)根据表格中的数据描点作图,如图所示.
(2)由图可知,F不等于零时,a仍然为零,操作中存在的问题可能是没有平衡摩擦力,或平衡摩擦力不足,即平衡摩擦力时木板倾角过小,故A、B正确,C、D错误.
故选:AB.
故答案为:(一)0.20,0.40;(二) (1)如图所示;(2)AB.

点评 本题考查了“探究加速度与力、质量的关系”基础实验,意在考查考生对该实验的原理分析和实验数据处理能力.掌握纸带的处理方法,会通过纸带求解瞬时速度和加速度.

练习册系列答案
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2.在“探究滑块速度随时间变化的规律”实验中,某研究性学习小组在一端装有定滑轮的长木板的中段粘上均匀的薄砂纸,砂面朝上,还选用了质量为100g的长方体木块、一段较长的棉绳、一盒钩码(单个质量为50g)、电磁打点计时器、纸带、复写纸、学生电源和导线若干,实验装置如图甲所示,实验时在小车上加载四个钩码,在棉绳的右端悬挂三个钩码,接通电源,释放小车,成功打出了一条纸带,纸带的局部如图乙,大部分点的时刻和速度的对应关系已经描绘在图丙里.

(1)根据图乙,请计算0.20s时刻点的瞬时速度,填入表中.
时刻(s)0.200.240.280.320.36
速度(m/s)0.660.750.870.931.01
(2)根据上述表格中的五组数据,请在图丙中描绘出对应的五个点,再根据图中所有的点,描绘出最能反映出木块运动性质的v-t图象.

(3)根据上述图象,请说明滑块的运动性质:滑块先做匀加速运动,接着做匀速运动,最后再做匀加速运动
(4)在实验结束后,同学们对实验进行了反思:A同学认为本实验有必要在左端垫上小垫块以平衡摩擦力,B同学认为没有必要,你认为B的观点正确; C同学认为本实验中三个钩码质量太大,有必要换质量更小的配重,以满足“重物质量m远小于滑块质量M”这一条件,D同学认为没有必要,你认为D的观点正确;同学们都认为可以由实验数据粗略计算出木块与砂纸之间的动摩擦因数,其值为0.50(保留两位有效数字).

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