题目内容

13.在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时,计算出纸带的加速度后,将加速度与力、质量的有关数值记入表中,如图,
a(m/s21.984.065.958.12
F(N)1.002.003.004.00
a(m/s22.402.663.233.98
$\frac{1}{M}$(kg-10.500.670.801.00
(1)从图象可以判定:当M一定时,a与F的关系是a与F成正比;  当F一定时,a与M的关系是a与M成反比.
(2)某两个同学分别按步骤做该实验时,各自得到的图象如图甲和乙所示,则出现此种现象的原因甲是平衡摩擦力过小,乙是平衡摩擦力过大.(选填“平衡摩擦力过大”、“平衡摩擦力过小”)

分析 作出a-F图线和a-$\frac{1}{M}$图线,结合图线分析a与F的关系、a与M的关系.在a-F图线中,通过初始时刻a和F的值分析图线不过原点的原因.

解答 解:(1)分别作出a-F图线和a-$\frac{1}{M}$图线,如图所示,M一定时,a与F成正比,当F一定时,a与M成反比.
(2)在甲图线中,当F不等于零时,a仍然为零,出现此种现象的原因是平衡摩擦力过小.
在图线中,当F=0时,加速度a不为零,可知平衡摩擦力过大.
故答案为:(1)a与F成正比,a与M成反比,(2)平衡摩擦力过小,平衡摩擦力过大.

点评 本实验采取控制变量法,当M一定,a与F成正比,当F一定,a与M成反比.会分析图线不过原点的原因,基础题.

练习册系列答案
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4.如图1所示,将打点计时器固定在铁架台上,用重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可“验证机械能守恒定律”. 

①已准备的器材有:打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带 铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还必需的器材是D(只有一个选项符合要求.填选项前的符号). 
A.直流电源、天平及砝码    B.直流电源、刻度尺 
C.交流电源、天平及砝码    D.交流电源、刻度尺 
②安装好实验装置,正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图2所示(其中一段纸带图中未画出).图中O点为打出的起始点,且速度为零. 选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F、G作为计数点.其中测出D、E、F点距起始点O的距离如图所示.已知打点计时器打点周期为T=0.02s.由此可计算出物体下落到E点时的瞬时速度vE=3.04m/s(结果保留三位有效数字).
③若已知当地重力加速度为g,代入图3中所测的数据进行计算,并将$\frac{1}{2}$vE2与gh2进行比较(用题中所给字母表示),即可在误差范围内验证,从O点到E点的过程中机械能是否守恒. 
④某同学进行数据处理时不慎将纸带前半部分损坏,找不到打出的起始点O了,如图3所示.于是他利用剩余的纸带进行如下的测量:以A点为起点,测量各点到A点的距离h,计算出物体下落到各点的速度v,并作出v2-h图象.图4中给出了a、b、c三条直线,他作出的图象应该是直线a;由图象得出,A点到起始点O的距离为10.0cm(结果保留三位有效数字).

⑤某同学在家里做“验证机械能守恒定律”的实验,他设计的实验装置如图5所示,用细线的一端系住一个较重的小铁锁(可看成质点),另一端缠系在一支笔上,将笔放在水平桌面的边上,用较重的书压住.将铁锁拉至与桌面等高处(细线拉直),然后自由释放.在笔的正下方某合适位置放一小刀,铁锁经过时,细线立即被割断,铁锁继续向前运动,落在水平地面上.测得水平桌面高度为h,笔到铁锁的距离为l,笔到铁锁落地的水平距离为s.若满足s2=4l(h-l)(用l、h表示),即可验证铁锁从释放至运动到笔的正下方的过程中机械能守恒.

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