题目内容

15.如图甲所示为“探究合力的方法“的实验装置图,在实验中

(1)下列要求或做法正确的是BC.
A.两根细绳必须等长
B.两根细绳应适当长些,便于确定力的方向
C.拉弹簧秤时,弹簧秤的外壳不能与木板表面接触发生摩擦
D.用一个弹簧秤或两个弹簧秤通过细绳拉橡皮条时,只需记下弹簧秤的读数
(2)图乙中,F′是用一个弹簧秤拉橡皮条到O点时的拉力,F1和F2是用两个弹簧秤拉橡皮条到O点时的拉力,F是根据平行四边形定则作图得出F1和F2的合力,则在F和F′中,方向一定沿AO方向的是F′.在本实验中,两次拉橡皮条时,一定(一定、不一定)需要将橡皮条拉到相同位置O.

分析 (1)根据实验的原理以及操作中的注意事项逐项分析,得出正确答案;
(2)在实验中F和F′分别由平行四边形定则及实验得出,明确理论值和实验值的区别即可正确答题.

解答 解:(1)A、两根细绳不一定需要等长,故A错误.
B、为了减小测量的误差,两根细绳应适当长些,故B正确.
C、拉弹簧秤时,应与木板平行,弹簧秤的外壳不能与木板表面接触发生摩擦,故C正确.
D、用一个弹簧秤或两个弹簧秤通过细绳拉橡皮条时,需记下弹簧秤的读数、拉力的方向以及结点O的位置,故D错误.
故选:BC.
(2)在F和F′中,F是根据平行四边形定则作图得出,F′是用一个弹簧秤拉橡皮条到O点时的拉力,方向一定沿AO方向.为了产生相同的效果,两次拉橡皮条时,一定需要将橡皮条拉到相同的位置O.
故答案为:(1)BC,(2)F′,一定.

点评 本实验采用的是“等效替代”的方法,即一个合力与几个分力共同作用的效果相同,可以互相替代,明确“理论值”和“实验值”的区别.

练习册系列答案
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9.图a所示为两位同学探究“物体的加速度与其质量、所受合外力的关系”的实验装置图.
(1)实验中,两位同学安装好实验装置后,首先平衡摩擦力,他们将长木板的一端适当垫高些后,在不挂砝码盘的情况下,使小车靠近打点计时器后,先接通电源,后用手轻拨小车,小车便拖动纸带在木板上自由运动.若打点计时器第一次在纸带上打出的计时点越来越稀疏(从打出的点的先后顺序看),则第二次打点前应将长木板底下的小木块垫的比原先更加低(选填“高”或“低”)些;重复以上操作步骤,直到打点计时器在纸带上打出一系列间隔均匀的计时点,便说明平衡摩擦力合适.
(2)平衡摩擦力后,在盘及盘中砝码的总质量远小于小车质量的条件下,两位同学可以认为砝码盘(连同砝码)的总重力近似等于小车的所受的合外力.
(3)接下来,这两位同学先保持小车的质量不变的条件下,研究小车的加速度与受到的合外力的关系;图b为某次操作中打出的一条纸带,他们在纸带上标出了5个计数点,在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出,图中数据的单位是cm.实验中使用的是频率f=50Hz的交变电流.根据以上数据,可以算出小车的加速度a=0.34m/s2.(结果保留两位有效数字)
(4)然后,两位同学在保持小车受到的拉力不变的条件下,研究小车的加速度a与其质量M的关系.他们通过给小车中增加砝码来改变小车的质量M,得到小车的加速度a与质量M的数据,画出a-$\frac{1}{M}$ 图线后,发现:当$\frac{1}{M}$ 较大时,图线发生弯曲.于是,两位同学又对实验方案进行了进一步地修正,避免了图线的末端发生弯曲的现象,那么,两位同学的修正方案可能是C
A.改画a与(M+m)的关系图线       B.改画a与 $\frac{m}{M}$ 的关系图线
C.改画a与 $\frac{1}{M+m}$ 的关系图线       D.改画a与$\frac{1}{{(M+m)}^{2}}$的关系图线
(5)探究“物体的加速度与其质量、所受合外力的关系”实验完成后,两位同学又打算测出小车与长木板间的动摩擦因数.于是两位同学先取掉了长木板右端垫的小木块,使得长木板平放在了实验桌上,并把长木板固定在实验桌上,具体的实验装置如第13题图c所示;在砝码盘中放入适当的砝码后,将小车靠近打点计时器,接通电源后释放小车,打点计时器便在纸带上打出了一系列的点,并在保证小车的质量M、砝码(连同砝码盘)的质量m不变的情况下,多次进行实验打出了多条纸带,分别利用打出的多条纸带计算出了小车运动的加速度a,并求出平均加速度$\overline{a}$,则小车与长木板间的动摩擦因数μ=$\frac{mg-(m+M)\overline{a}}{Mg}$.(用m、M、$\overline{a}$、g表示)

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