题目内容

某同学用如下图所示装置来探究物体的加速度a与物体的受力f和质量m的关系.

小车作为研究对象,车内可以加减砝码,在小桶内装砂,当小桶连同砂的总质量远小于小车连同砝码的总质量时,可以认为小车受到细线的拉力等于小桶连同砂的重力.试回答下列问题:

(1)本实验怎样探究a与F、m的关系?

(2)为了减小误差,可以作何改进?

(3)实验中,测出某条纸带各相邻计数点之间的距离分别为s1、s2、s3、s4,如图下所示,为使实验数据计算的结果更精确一些,计算加速度a的表达式为a=________.(相邻计数点间的时间间隔为t)

答案:
解析:

  答案:见思路启迪

  思路启迪:(1)小车同砝码的质量、小桶连同砂的质量用天平测出,小车的加速度由打点计时器打出的纸带测出,具体分两步来探究a与F、m的关系:

  ①保持小车总质量不变,改变小桶内砂的质量,从而改变细线对小车的拉力,测出小车的对应加速度,作出加速度和力的关系图线,探究加速度与力的关系.

  ②保持小桶和砂的总质量不变,在小车上加减砝码,改变小车的总质量,测出小车的对应加速度,作出加速度和质量倒数的关系图线,探究加速度与质量的关系.

  (2)小车受到的摩擦力,可以利用重力的分力来平衡摩擦力;不悬挂小桶,在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫木,反复移动垫木的位置,直至小车在斜面上做匀速直线运动(可以从纸带上打的点是否均匀来判断),这时小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡.

  


练习册系列答案
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(2011?蚌埠模拟)Ⅰ.为了探究平抛运动的规律,某同学采用图示的装置进行实验,他用小锤打击弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球松开,自由下落,由此实验结果可以得出的结论是
平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,
平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,
若增大打击金属片的力度,上述结论将
仍然
仍然
(填“不”或”仍然”)成立.
Ⅱ.某实验小组利用图示的装置来验证加速度与物体质量的关系.实验时,平衡摩擦后,将两辆小车拉至木板尾端附近后释放,动力系统拉着两小车做匀加速运动,打点计时器使在纸带上打出一列点,根据打出的纸带求出两小车的加速度a1、a2.

(1)若纸带l如下图所示,A、B、C、D为相邻的四个记数点,每两个记数点之间还有四个点来标出.电源频率为50Hz.则小车1的加速度为
0.70
0.70
 m/s2(保留两位小数).
(2)求出a1、a2后,还需要测量的量为
钩码重力mg、小车质量m1、m2
钩码重力mg、小车质量m1、m2
(用文字和符号表示).需要验证的公式为
mg=m1a1+m2a2
mg=m1a1+m2a2
(用求出的量和测出的量表示)

Ⅲ.某同学要测定自来水的电阻率,他先在一根均匀的长玻璃管两端备装了一个电极,电极间装满待测的自来水.其他器材包括(如图):
电压表(量程I5V.内阻约30kΩ);
电流表(量程300μA.内阻约50Ω);
滑动变阻器(100Ω,1A);
电池组(电动终E=12V.内阻r=6Ω);
开关一个、导线若干.,
他测出水柱的长度L、玻璃管的内径d,设计电路并测出两电极间的电压U和电流I.下表为U和I实验数据
U/V 1.0 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0
I/μA 22 65 109 155 190 240
(1)请在图示的实物图上画出连线.完成该同学的电路设计.
(2)自来水电阻率的表达式为ρ=
πUd2
4ρIL
πUd2
4ρIL
(用符号投示).
Ⅰ.为了探究平抛运动的规律,某同学采用图示的装置进行实验,他用小锤打击弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球松开,自由下落,由此实验结果可以得出的结论是______若增大打击金属片的力度,上述结论将______(填“不”或”仍然”)成立.
Ⅱ.某实验小组利用图示的装置来验证加速度与物体质量的关系.实验时,平衡摩擦后,将两辆小车拉至木板尾端附近后释放,动力系统拉着两小车做匀加速运动,打点计时器使在纸带上打出一列点,根据打出的纸带求出两小车的加速度a1、a2.

(1)若纸带l如下图所示,A、B、C、D为相邻的四个记数点,每两个记数点之间还有四个点来标出.电源频率为50Hz.则小车1的加速度为______ m/s2(保留两位小数).
(2)求出a1、a2后,还需要测量的量为______(用文字和符号表示).需要验证的公式为______(用求出的量和测出的量表示)

Ⅲ.某同学要测定自来水的电阻率,他先在一根均匀的长玻璃管两端备装了一个电极,电极间装满待测的自来水.其他器材包括(如图):
电压表(量程I5V.内阻约30kΩ);
电流表(量程300μA.内阻约50Ω);
滑动变阻器(100Ω,1A);
电池组(电动终E=12V.内阻r=6Ω);
开关一个、导线若干.,
他测出水柱的长度L、玻璃管的内径d,设计电路并测出两电极间的电压U和电流I.下表为U和I实验数据
U/V1.03.05.07.09.011.0
I/μA2265109155190240
(1)请在图示的实物图上画出连线.完成该同学的电路设计.
(2)自来水电阻率的表达式为ρ=______(用符号投示).

在做“验证牛顿第二定律”的实验时(装置如图所示)。
(1)研究在作用力F一定时,小车的加速度a与小车质量M的关系,某位同学设计的实验步骤如下:
A.用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量
B.按图装好实验器材,使带滑轮长木板右端抬起,平衡摩擦力
C.把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶
D.将打点计时器接在6V电压的蓄电池上,接通电源,放开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,并在纸带上标明小车质量
E.保持小桶及其中砂子的质量不变,增加小车上的砝码个数,并记录每次增加后的M值,重复上述实验
F.分析每条纸带,测量并计算出加速度的值
G.作a-M关系图像,并由图像确定a、M关系
在上述步骤中,有错误或处理不恰当的是:
步骤______,应把____________改为____________;
步骤______,应把____________改为____________。
(2)利用上述装置做“验证牛顿第二定律”的实验时:甲同学根据实验数据画出的小车的加速度a和小车所受拉力F的图像为下图所示中的直线Ⅰ,乙同学画出的图像为图中的Ⅱ直线。直线Ⅰ、Ⅱ在纵轴或横轴上的截距较大,明显超出了误差范围,下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释,其中可能正确的是
[     ]
A.实验前甲同学没有平衡摩擦力
B.甲同学在平衡摩擦力时,把长木板的末端抬得过高了
C.实验前乙同学没有平衡摩擦力
D.乙同学在平衡摩擦力时,把长木板的末端抬得过高了

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