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“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图所示。
(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所示。计时器打点的时间间隔为0.02s。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)根据提供的试验数据作出的a-F图线不通过原点,请说明主要原因。__________________________
如图为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置。
(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持_____________不变,用钩码所受的重力作为_____________,用DIS测小车的加速度。
(2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线(如图所示)。
①分析此图线的OA段可得出的实验结论是__________________________;
②此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是
[ ]
A.小车与轨道之间存在摩擦
B.导轨保持了水平状态
C.所挂钩码的总质量太大
D.所用小车的质量太大
实验小组利用如图甲所示的实验装置来探究当合外力一定时,物体运动的加速度与其质量之间的关系。
(1)由图甲中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离
,由图乙中游标卡尺测得遮光条的宽度
______________cm。该实验小组在做实验时,将滑块从图甲所示位置由静止释放,由数字计时器可以读出遮光条通过电门1的时间
和遮光条通过光电门2的时间
,则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式为______________,滑块的加速度的表达式为______________。(以上表达式均用字母表示)
(2)在本次实验中,实验小组通过改变滑块质量总共做了6组实验,得到如下表所示的实验数据,其中当滑块的质量是350g时,
,请根据(1)中得到的表达式计算出此时的加速度,并将结果填在下表中相应的位置。
为了探究加速度与力、质量的关系,使用如图所示的气垫导轨装置进行实验。其中G
1
、G
2
为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器通过G
1
、G
2
光电门时,光束被遮挡的时间Δt
1
、Δt
2
都可以被测量并记录,滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M,挡光片宽度为d,光电门间距为x(满足x>>d),牵引砝码的质量为m。回答下列问题:
(1)若实验测得Δt足够小,且Δt
1
=150ms、Δt
2
=100ms,d=3.0cm,X=50.0cm,则滑行器运动的加速度a=_______________m/s
2
。 若取M=400g,在保证M>>m的条件下,如果认为绳子牵引滑块的力等于牵引砝码的总重力,则牵引砝码的质量m=_______________kg。(取g=10m/s
2
)
(2)在(1)中,实际牵引砝码的质量与上述的计算值相比_______________。(填偏大、偏小或相等)
某同学为验证牛顿第二定律中“力与加速度”的关系,采用光电门系统来代替位移和时间测量工具,实验装置如图所示。光滑导轨水平放置,细线绕过可转动的圆形光栅连接小车与重物(重物质量远小于小车质量),挡板可以在小车到达的时候使小车停下并粘住。光电门在每次有红外线通过光栅时会记下l次信号,如图所示,圆形光栅每转过1圈将会记下10次信号。不计一切摩擦,每次都将小车静上释放,在小车停止后,记下重物质量m、信号次数n、小车运动时间t。
(1)小车经过的位移S与光电门记下的信号次数n的关系应是_____________。
A、
B、
C、
D、
(2)若实验后得到了下表所示的数据,试分析,运动时间t
3
应约为_____________s。
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=____________。
(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。下列图象能表示该同学实验结果的是____________。
(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
在“探究加速度与力、质量的关系”的实验时:
(1)我们已经知道,物体的加速度(a)同时跟合外力(F)和质量(m)两个因素有关。要研究这三个物理量之间的定量关系的基本思路是____________________________________________________。
(2)某同学的实验方案如图所示,她想用砂和砂桶的重力表示小车受到的合外力,为了减少这种做法而带来的实验误差,你认为在实验中还应该采取的两项措施是:
a.____________________________________________________;
b.____________________________________________________。
(3)该同学利用实验中打出的纸带求加速度时,处理方案有两种:
A、利用公式
计算;
B、根据
利用逐差法计算。
两种方案中,你认为选择方案_____________比较合理。
在“验证牛顿第二定律”实验中,在保持拉力F=5N不变时,某同学根据测出的数据,画出图线如图。但该同学未标注横坐标所对应的符号,请你在图中括号处补全。
“探究加速度与力的关系”的实验装置如图。
(1)本实验中使用的电火花计时器,使用___________(选填“直流”或“交流”)电源。已知电火花计时器打点的时间间隔为0.02s,每五个点取一个计数点,则相邻两计数点间的时间间隔为___________s。
(2)为减小实验误差,盘和砝码的质量应比小车的质量___________(选填“小”或“大”)得多。
(3)改变砂和砂桶质量,重新测出对应的加速度,多次测量后得到小车的加速度a和拉力F的数据如下表(小车质量保持不变)。
①根据表中的数据在坐标图上作出a-F图像;
②由图像得到的实验结论是______________________。
某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验。图(a)为实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有细砂的小桶,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等于细砂和小桶的总重量,小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得。
(1)图(b)为某次实验得到的纸带,已知实验所用电源的频率为50Hz。根据纸带可求出小车的加速度大小为_____________m/s
2
。(结果保留二位有效数字)
(2)在“探究加速度a与质量m的关系”时,保持细砂和小桶质量不变,改变小车质量m,分别记录小车加速度a与其质量m的数据。在分析处理数据时,该组同学产生分歧:甲同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量m的图象。乙同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量倒数
的图象。两位同学都按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注,但尚未完成图象(如下图所示)。你认为同学_____________(填“甲”、“乙”)的方案更合理,请继续帮助该同学作出坐标系中的图象。
(3)在“探究加速度a与合力F的关系”时,保持小车的质量不变,改变小桶中细砂的质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图(c),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。答:__________________________。
0
9313
9321
9327
9331
9337
9339
9343
9349
9351
9357
9363
9367
9369
9373
9379
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9391
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