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在利用如图甲所示的实验装置 “验证牛顿第二定律”时,四个实验小组通过实验分别得到如图乙所示的 四个a-F关系图象,图中a是小车的加速度,F是细线作用于小车的拉力,下列说法正确的是
[ ]
A.图A说明小车的加速度与所受到的合外力成正比
B.图B中图线弯曲的原因是没有满足小车的质量远小于砂和桶的总质量
C.图C说明实验时一定未平衡摩擦力
D.图D说明在实验中平衡摩擦力时,长木板不带滑轮的一端垫得过高
为了“探究加速度与力、质量的关系”,现提供如图所示实验装置。请思考探究思路并回答下列问题
(1)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取的做法是
[ ]
A.将不带滑轮的木板一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B.将不带滑轮的木板一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动
C.将不带滑轮的木板一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D.将不带滑轮的木板一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动
(2)在“探究加速度与力、质量关系”的实验中,得到一条打点的纸带,如图所示,已知相邻计数点间的时间间隔为T,且间距x
1
、x
2
、 x
3
、x
4
、x
5
、x
6
已量出,则小车加速度的表达式为a=_____________;
(3)在“探究加速度与质量的关系”时,保持砝码质量不变,改变小车质量m,得到的实验数据如表:
为了验证猜想,请在坐标系中作出最能直观反映a与m之间关系的图象。
利用实验探究“当合外力大小一定时,物体运动的加速度大小与其质量成反比”给定的器材有:倾角可以调节的长斜面(如图所示)、小车、计时器、米尺、天平(含砝码)、钩码等。在实验过程中不考虑摩擦,重力加速度为g,请结合下列实验步骤回答相关问题:
(1)用天平测出小车的质量为m
0
;让小车自斜面上方一固定点A
1
从静止开始下滑到斜面底端A
2
,用计时器记下所用的时间为t
0
;用米尺测出A
1
与A
2
之间的距离为s;则:小车的加速度大小a=_____________;
(2)用米尺测出A
1
相对于A
2
的高度为h
0
,则:小车所受的合外力大小F=_______________;
(3)在小车中加钩码,用天平测出此时小车与钩码的总质量m,同时通过改变斜面的倾角来改变固定点A
1
相对于A
2
的高度h,测出小车从A
1
静止开始下滑到斜面底端A
2
所需的时间t;问:质量不相等的前后两次应怎样操作才能使小车所受合外力大小一定?答:_______________;
(4)多次改变小车与钩码的总质量进行实验,测出各次对应的m、h、t的值。以_______________为纵坐标、_______________为横坐标建立坐标系,根据各组数据在坐标系中描点,如果这些点在一条过原点的直线上,则可间接说明“当合外力大小一定时,物体运动的加速度大小与其质量成反比”。
如图所示的实验装置可以探究加速度与物体质量、物体受力的关系。小车上固定一个盒子,盒子内盛有沙子。沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量)记为m,小车的总质量(包括车、盒子及盒内沙子质量)记为M。
(1)验证在质量不变的情况下,加速度与合外力成正比:从盒子中取出一些沙子,装入沙桶中,称量并记录沙桶的总重力mg,将该力视为合外力F,对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出。多次改变合外力F的大小,每次都会得到一个相应的加速度。本次实验中,桶内的沙子取自小车中,故系统的总质量不变。以合外力F为横轴,以加速度a为纵轴,画出a-F图象,图象是一条过原点的直线。
①a-F图象斜率的物理意义是________________________________________。
②你认为把沙桶的总重力mg当作合外力F是否合理?答:________ (填“合理”或“不合理”)。
③本次实验中,是否应该满足
这样的条件?答:________(填“是”或“否”);
理由是_____________________________________________________________。
(2)验证在合外力不变的情况下,加速度与质量成反比:保持桶内沙子质量m不变,在盒子内添加或去掉一些沙子,验证加速度与质量的关系。本次实验中,桶内的沙子总质量不变,故系统所受的合外力不变。用图象法处理数据时,以加速度a为纵轴,应该以______倒数为横轴。
某同学在用如图甲所示的装置做“探究加速度与物体受力的关系”实验时,
(1)该同学在实验室找到了一个小正方体木块,用实验桌上的一把游标卡尺测出正方体木块的边长,如图乙所示,则正方体木块的边长为__________________cm;
(2)接着用这个小正方体木块把小车轨道的一端垫高,通过速度传感器发现小车刚好做匀速直线运动。设小车的质量为M,正方体木块的边长为a,并用刻度尺量出图中AB的距离为l(a
1
且已知很小时),则小车向下滑动时受到的摩擦力为____________________。
(3)然后用细线通过定滑轮挂上重物让小车匀加速下滑,不断改变重物的质量m,测出对应的加速度a,则下列图象中能正确反映小车加速度a与所挂重物质量m的关系的是
[ ]
A.
B.
C.
D.
探究小车加速度与外力、质量关系的实验装置如图所示。把带有滑轮的长木板左端垫高,在没有牵引的情况下让小车拖着纸带以一定的初速度沿木板运动,打点计时器在纸带打出一行小点,如果__________________________,就说明摩擦力和小车重力沿木板向下的分力平衡。
某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系弹簧秤固定在一合适的木板上,桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮,细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线MN、PQ, 并测出间距d开始时将木板置于MN处,现缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动为止,记下弹簧秤的示数F
0
,以此表示滑动摩擦力的大小,再将木板放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧秤的示数F
1
,然后释放木板,并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t。
(1)木板的加速度可以用d、t表示为a=______________;为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是(一种即可)____________________。
(2)改变瓶中水的质量重复实验,确定加速度a与弹簧秤示数F
1
的关系,下列图像能表示该同学实验结果的是
[ ]
A.
B.
C.
D.
(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,它的优点是
[ ]
A.可以改变滑动摩擦力的大小
B.可以更方便地获取多组实验数据
C.可以比较精确地测出摩擦力的大小
D.可以获得更大的加速度以提高实验精度
为了探究受到空气阻力时,物体运动速度随时间的变化规律,某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图所示)。实验时,平衡小车与木板之间的摩擦力后,在小车上安装一薄板,以增大空气对小车运动的阻力。
(1)往砝码盘中加入一小砝码,在释放小车______________ (选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源,在纸带上打出一系列的点。
(2)从纸带上选取若干计数点进行测量,得出各计数点的时间t与速度v的数据如表:
请根据实验数据作出小车的v-t图像。
(3)通过对实验结果的分析,该同学认为:随着运动速度的增加,小车所受的空气阻力将变大。你是否同意他的观点?请根据v-t图像简要阐述理由。
现要验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律,给定的器材如下:一倾角可以调节的长斜面(如图)、小车、计时器一个、 米尺
(1)填入适当的公式或文字,完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响):
①让小车自斜面上方一固定点A
1
从静止开始下滑到斜面底端A
2
,记下所用的时间t
1
②用米尺测量A
1
与A
2
之间的距离s,则小车的加速度a=_________。
③用米尺测量A
1
相对于A
2
的高度h。设小车所受重力为mg,则小车所受的合外力F=__________。
④改变______________,重复上述测量。
⑤以h为横坐标,l/t
2
为纵坐标,根据实验数据作图,如能得到一条过原点的直线,则可验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比” 这一规律。
(2)在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中,某同学设计的方案是:
①调节斜面倾角,使小车在斜面上匀速下滑,测量此时A1点相对于斜面底端A
2
的高度h。
②进行(1)中的各项测量,
③计算与作图时用(h-h
0
)代替h。
对此方案有以下几种评论意见:
A.方案正确可行
B.方案的理论依据正确,但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动
C.方案的理论依据有问题,小车所受摩擦力与斜面倾角有关
其中合理的意见是_________________。
“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示。
(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸带如图乙所示,计时器打点的时间间隔为0.02 s。从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度a=______m/s
2
(结果保留两位有效数字)。
(2)平衡摩擦力后,将5个相同的砝码都放在小车上挂上砝码盘,然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表:
请根据实验数据作出a-F的关系图像:
(3)根据提供的实验数据作出的a-F图线不通过原点,请说明主要原因。
0
9308
9316
9322
9326
9332
9334
9338
9344
9346
9352
9358
9362
9364
9368
9374
9376
9382
9386
9388
9392
9394
9398
9400
9402
9403
9404
9406
9407
9408
9410
9412
9416
9418
9422
9424
9428
9434
9436
9442
9446
9448
9452
9458
9464
9466
9472
9476
9478
9484
9488
9494
9502
176998
关 闭
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