题目内容

Ⅰ、图1为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图.砂和砂桶的总质量为m,小车和砝码的总质量为M.实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小.

(1)试验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一滑轮的高度,使细线与长木板平行.接下来还需要进行的一项操作是
A.将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节m的大小,使小车在砂和砂桶的牵引下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动.
B.将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂和砂桶,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动.
C.将长木板的一端垫起适当的高度,撤去纸带以及砂和砂桶,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动.
(2)实验中要进行质量m和M的选取,以下最合理的一组是______m/s2(结果保留2位有效数字).
Ⅱ、如图为“测绘小灯伏安特性曲线”实验的实物电路图,已知小灯泡额定电压为2.5V.

(1)完成下列实验步骤:
①闭合开关前,调节滑动变阻器的滑片,______
②闭合开关后,逐渐移动变阻器的滑片,______;
③断开开关,….根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线.
(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图.

解:I.(1)将不带滑轮的木板一端适当垫高,在不挂沙和沙桶的情况下使小车恰好做匀速运动,以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消,那么小车的合力就是绳子的拉力.要判断是否是匀速运动,我们可以从打出的纸带相邻的点的间距来判断小车是否做匀速运动,故选B.
(2)当m<<M时,即当沙和沙桶的总重力要远小于小车的重力,绳子的拉力近似等于沙和沙桶的总重力.故选C.
(3)相邻的两个计数点之间还有四个点未画出,相邻的计数点时间间隔为0.1s
利用匀变速直线运动的推论△x=at2,
sDE-sAB=3a1T2
sEF-sBC=3a2T2
sFG-sCD=3a3T2
a==0.42m/s2.
Ⅱ.(1)①由于滑动变阻器的分压作用,使开始实验时小灯泡两端电压为0,应使滑动变阻器的滑片靠近变阻器左端的接线柱.
②描绘小灯泡灯丝的伏安特性曲线,必须测量多组数据,即增加小灯泡两端的电压,记录电流表和电压表的多组读数,直至电压达到额定电压
(2)如图所示

故答案为:Ⅰ.(1)B (2)C (3)0.42
Ⅱ.(1)①使它靠近变阻器左端的接线柱
②增加小灯泡两端的电压,记录电流表和电压表的多组读数,直至电压达到额定电压
(2)如图所示
分析:Ⅰ.解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项.
该实验采用的是控制变量法研究,其中加速度、质量、合力三者的测量很重要.
纸带法实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的两个推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度.
Ⅱ.从小灯泡的伏安特性曲线的实验原理去分析考虑,知道实验前滑动变阻器应处于最大值.
点评:I.实验问题需要结合物理规律去解决.实验中的第2题考查的是力学问题,把长木板的一端垫得过高,使得倾角偏大,会导致重力沿斜面向下的分力增大,摩擦力减小等现象,这些我们都要从学过的力学知识中解决.纸带的处理是运用匀变速直线运动的两个推论去完成的.
Ⅱ.本题比较简单,考查了有关电学实验的基础操作,对于电学实验要明确其实验原理.
练习册系列答案
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图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用△t表示.在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”.
(1)完成下列实验步骤中的填空:
①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列
间隔均匀
间隔均匀
的点.
②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码.
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点列的纸袋,在纸袋上标出小车中砝码的质量m.
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③.
⑤在每条纸带上清晰的部分,没5个间隔标注一个计数点.测量相邻计数点的间距s1,s2,….求出与不同m相对应的加速度a.
⑥以砝码的质量m为横坐标1/a为纵坐标,在坐标纸上做出1/a-m关系图线.若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则1/a与m处应成
线性
线性
关系(填“线性”或“非线性”).

(2)完成下列填空:
(Ⅰ)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是
远小于小车和砝码的总质量
远小于小车和砝码的总质量
.
(Ⅱ)图23为所得实验图线的示意图.设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为
1
k
1
k
,小车的质量为
b
k
b
k
.
图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用△t表示.在小车质量M未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”.
(1)完成下列实验步骤中的填空:

①平衡小车所受的阻力:撤去砂和砂桶,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列
间隔均匀
间隔均匀
的点.
②按住小车,在左端挂上适当质量的砂和砂桶,在小车中放入砝码.
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m.
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③.
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点.测量相邻计数点的间距s1,s2,….求出与不同m相对应的加速度a.
⑥以砝码的质量m为横坐标,
1
a
为纵坐标,在坐标纸上做出
1
a
-m关系图线.若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则
1
a
与m应成
线性
线性
关系(填“线性”或“非线性”).
(2)完成下列填空:
①本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,悬挂砂和砂桶的总质量应满足的条件是
远小于小车和砝码的总质量
远小于小车和砝码的总质量
.
②如图2所示是该同学在某次实验中利用打点计时器打出的一条纸带,A、B、C、D是该同学在纸带上选取的连续四个计数点.该同学用刻度尺测出AC间的距离为SⅠ,测出BD间的距离为SⅡ.a可用SⅠ、SⅡ和△t(打点的时间间隔)表示为a=
SⅡ-SⅠ
2(△t)2
,
SⅡ-SⅠ
2(△t)2
,
.
③图3为所得实验图线的示意图.设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为
1
k
1
k
,小车的质量为
b
k
b
k
.
图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用△t表示.在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”.
(1)完成下列实验步骤中的填空:
①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列
间隔均匀
间隔均匀
的点.
②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码.
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m.
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③.
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点.测量相邻计数点的间距s1,s2,….求出与不同m相对应的加速度a.
⑥以砝码的质量m为横坐标,
1
a
为纵坐标,在坐标纸上做出
1
a
--m关系图线.若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则
1
a
与m处应成
线性
线性
关系(填“线性”或“非线性”).
(2)完成下列填空:
(ⅰ)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是
远小于小车的质量
远小于小车的质量
.
(ⅱ)设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3.a可用s1、s3和△t表示为a=
s2-s1
50(△t)2
s2-s1
50(△t)2
.图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况,由图可读出s1=
24.2
24.2
mm,s3=
47.2
47.2
mm.由此求得加速度的大小a=
1.15
1.15
m/s2.

(ⅲ)图3为所得实验图线的示意图.设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为
1
k
1
k
,小车的质量为
b
k
b
k
.
图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用△t表示.在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”.

(1)完成下列实验步骤中的填空:
①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列间隔均匀的点.
②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码.
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点列的纸袋,在纸袋上标出小车中砝码的质量m.
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③.
⑤在每条纸带上清晰的部分,没5个间隔标注一个计数点.测量相邻计数点的间距s1,s2,….求出与不同m相对应的加速度a.
⑥以砝码的质量m为横坐标
1
a
为纵坐标,在坐标纸上做出
1
a
-m关系图线.若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则
1
a
与m处应成
线性
线性
关系(填“线性”或“非线性”).
(2)完成下列填空:
(ⅰ)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是
远小于小车和砝码的总质量
远小于小车和砝码的总质量
.
(ⅱ)设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3.a可用s1、s3和△t表示为a=
s3-s1
50△t2
s3-s1
50△t2
.图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况,由图可读出s1、s3,由此求得加速度的大小a=
1.15
1.15
m/s2.
(ⅲ)图3为所得实验图线的示意图.设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为
1
k
1
k
,小车的质量为
b
k
b
k
.
Ⅰ、图1为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图.砂和砂桶的总质量为m,小车和砝码的总质量为M.实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小.
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(1)试验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一滑轮的高度,使细线与长木板平行.接下来还需要进行的一项操作是
A.将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节m的大小,使小车在砂和砂桶的牵引下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动.
B.将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂和砂桶,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动.
C.将长木板的一端垫起适当的高度,撤去纸带以及砂和砂桶,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动.
(2)实验中要进行质量m和M的选取,以下最合理的一组是
 

A.M=20g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
B.M=200g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C.M=400g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
D.M=400g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
(3)图2 是试验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出.量出相邻的计数点之间的距离分别为sAB=4.22cm、sBC=4.65cm、sCD=5.08cm、sDE=5.49cm、sEF=5.91cm、sFG=6.34cm.已知打点计时器的工作频率为50Hz,则小车的加速度a=
 
m/s2(结果保留2位有效数字).
Ⅱ、如图为“测绘小灯伏安特性曲线”实验的实物电路图,已知小灯泡额定电压为2.5V.
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(1)完成下列实验步骤:
①闭合开关前,调节滑动变阻器的滑片,
 

②闭合开关后,逐渐移动变阻器的滑片,
 
;
③断开开关,….根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线.
(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图.

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