题目内容

在探究“加速度与力、质量的关系”的实验中,打点计时器使用交流电频率为50Hz.
(1)某同学实验得到纸带上选择了标为0-3的4个计数点,相邻的两个计数点间还有四个点没有画出.纸带旁并排放着带有最小刻度为毫米的刻度尺,零刻线与0点对齐.请你从图中读出有关数据,并计算:小车运动的加速度为______m/s2,第2点对应的小车瞬时速度为______m/s.

(2)某同学探究加速度与质量关系时画出 a--m图象是一条曲线,则他应该画______图象.如果图象是一条______,则说明加速度与质量成反比.

解:(1)由于交流电的频率为50Hz,故打点时间间隔为0.02s,所以每两个计数点之间的时间间隔为T=0.1s,利用逐差法△x=aT2可得
x2-x1=aT2
则a===0.8m/s2
打2点时小车的瞬时速度等于从打1点到大2点时间内的平均速度,故v===0.24m/s
(2)由于画出 a--m图象是一条曲线,而曲线不容易判定a---m的具体关系,而直线容易判定自变量和因变量之间的关系,如果a与m成反比,则a与成正比,故可以做出 a---图象,而正比例函数图象是过坐标原点的直线,所以只要加速度与质量成反比,则该图象是一条过原点的倾斜直线.
故本题的答案为:(1)0.8 0.24
(2)a--- 一条过原点的倾斜直线
分析:(1)利用逐差法△x=aT2可得x2-x1=aT2,故物体的加速度a=
(2)由于画出 a--m图象是一条曲线,而曲线不容易判定a---m的具体关系,而直线容易判定自变量和因变量之间的关系,如果a与m成反比,则a与成正比,故可以做出 a---图象,而正比例函数图象是过坐标原点的直线
点评:掌握了实验的基本原理是解决此类问题的金钥匙,所以一定要将基本原理彻彻底底搞明白.
练习册系列答案
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(1)为了“探究加速度与力、质量的关系”,现提供如图甲所示的器材:A为小车,B为电火花计时器,C为装有砝码的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重量.请思考探究思路并回答下列问题:
(a)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取什么做法?
(b)在“探究加度与质量的关系”时,保持砝码和小桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m数据如下表:
 次数
 小车加速度a/m?s-2  0.78  0.38 0.25  0.20  0.16
 小车质量m/kg  0.20 0.40  0.60  0.80  1.00 
根据上述实验数据,用计算机绘制出a-m图象如图乙所示:通过对图象(图乙)的观察,可猜想在拉车F一定的情况下a与m的关系可能是:a∝m-1、a∝m-2、a∝m-3等等,为了验证猜想,请在图丙中作出最能直观反映a与m之间关系的图象.
(c)在“探究加速度与力的关系”时,保持小车的质量不变,改变小桶中砝码的质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与力F图线如图丁,该图线不通过坐标原点,试分析图线不通过坐标原点的原因是
没有平衡摩擦力或平衡摩擦力充分
没有平衡摩擦力或平衡摩擦力充分

(2)在“测定金属的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示,用米尺测量金属丝的长度l=0.810m.金属丝的电阻大约为4Ω.先用伏安法测出金属丝的电阻,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率.
(a)从图中读出金属丝的直径为
0.520
0.520
mm.
(b)在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测电阻丝外,还有如下供选择的实验器材:
A.直流电源:电动势约4.5V,内阻很小;
B.电流表A1:量程0~0.6A,内阻0.125Ω;
C.电流表A2:量程0~3.0A,内阻0.025Ω;
D.电压表V:量程0~3V,内阻3kΩ;
E.滑动变阻器R1:最大阻值10Ω;
F.滑动变阻器R2:最大阻值50Ω;
G.开关、导线等.
在可供选择的器材中,应该选用的电流表是
B
B
,应该选用的滑动变阻器是
E
E

(c)根据所选的器材,在右边的方框中画出实验电路图.
(d)若根据伏安法测出电阻丝的电阻为Rx=4.1Ω,则这种金属材料的电阻率为
1.6
×10
-7
 
1.6
×10
-7
 
Ω?m.(保留二位有效数字)

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