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某同学为估测摩托车在水泥路上行驶时所受的牵引力,设计了下述实验:将输液用的500 mL玻璃瓶装适量水后,连同输液管一起绑在摩托车上,调节输液管的滴水速度,刚好每隔1.00 s滴一滴。该同学骑摩托车,先使之加速至某一速度,然后熄火,让摩托车沿直线滑行。下图为某次实验中水泥路面上的部分水滴(左侧为起点)的图示。设该同学的质量为50 kg,摩托车质量为75 kg,g=10 m/s
2
,根据该同学的实验结果可估算:
(1)摩托车加速时的加速度大小为________ m/s
2
;
(2)摩托车滑行时的加速度大小为________ m/s
2
;
(3)摩托车加速时的牵引力大小为________ N。
在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中。
(1)下述操作步骤的安排顺序不尽合理,请将合理的顺序以字母代号填写在横线上:_____________。
A. 保持小桶里沙子的质量不变,在小车里加砝码,测出加速度,重复几次;
B. 保持小车质量不变,改变小桶和沙子的质量,测出加速度,重复几次;
C. 用天平测出小车和小桶及沙子的质量;
D. 平衡摩擦力,使小车近似做匀速直线运动;
E. 挂上沙桶,接通打点计时器的电源,放开小车,在纸带上打下一系列的点;
F. 根据测量的数据,分别画出a-F和a-
的图线。
(2)本试验纸带的记录如图所示,从A点起每5个点取一个计数点,即两相邻计数点间的时间间隔为0.1s,则物体运动的加速度为_____________m/s
2
。(保留3位有效数字)
在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,采用下图所示的装置。
(1)本实验应用的实验方法是______________。
A.控制变量法
B.假设法
C.理想实验法
(2)下列说法中正确的是_____________。
A.在探究加速度与质量的关系时,应改变拉力的大小
B.在探究加速度与外力的关系时,应该改变小车的质量
C.在探究加速度a与质量m的关系时,为了直观判断二者间的关系,应作出a-
图象
D.当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时,才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小
(3)某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示:(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图象;
②图线不过原点的原因可能是________________________。
如图所示是某同学探究小车加速度与力的关系的实验装置(遮光条宽度为1.20cm),他将光电门固定在水平轨道上的B点,用不同重物通过细线拉同一小车,每次小车都从同一位置A由静止释放。
(1)实验时将小车从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t=2.0x10
-2
s,则小车经过光电门时的速度为_____________;(结果保留2位有效数字)
(2)实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等,则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为______________;
(3)测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间△t,并算出相应小车经过光电门时的速度v,通过描点作出线性图象,研究小车加速度与力的关系。处理数据时应作出(选填“v-m”或“v
2
-m”)图象;某同学作出的线性图象不通过坐标原点(如图所示)其原因是______________________。
下图为“探究加速度与力、质量的关系”实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带,纸带上A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的计数点,相邻计数点间的时间间隔为0.1 s,各计数点间距离如图中所示,单位是cm。则小车的加速度为____________m/s
2
。
在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时,计算出两个纸带的加速度后,将加速度与力、质量的有关数值记入表中,如下:
(1)请在给你提供的坐标纸上,根据题意及表格中的数据,建立相关的坐标系,标上相应的物理量和单位。画出a - F图像和a - 1/M图像。
(2)根据图像可以判定:当M一定时,a与F的关系是___________________;当F一定时,a与M的关系是___________________。
在探究“牛顿第二定律”时,某小组设计“双车位移比较法”来探究加速度与力的关系。实验装置如图所示,将轨道分上下双层排列,两小车后的刹车线穿过尾端固定板,由安装在后面的刹车系统同时进行控制(刹车系统未画出)。通过改变砝码盘中的砝码来改变拉力大小。通过比较两小车的位移来比较两小车的加速度大小。
已知两车质量均为200 g,实验数据如表中所示:
试根据该实验的情境,回答下列问题:
(1)两小车的位移S
、S
与加速度a
、a
的关系满足__________________。
(2)分析表中数据可得到结论:________________________________________。
(3)该装置中的刹车系统的作用是______________________________________。
在探究加速度与力、质量关系的实验中,以下操作正确的是_____________。
A.平衡摩擦力时,应将重物用细线通过定滑轮系在小车上
B.平衡摩擦力时,应将纸带连接在小车上并穿过打点计时器
C.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力
D.实验时,应先放开小车,后接通电源
如图为“位移传感器、数据采集器等仪器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(数字化信息系统)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。
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
在探究加速度与力、质量的关系实验中,采用如图a所示的实验装置,把附有滑轮的长木板平放在水平的实验桌上。小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车所受拉力用F表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打上的点计算出。
(1)如图b为甲同学根据测量数据作出的a-F图线,图线不过原点的原因是________________________________,若使图线过原点应对实验装置采取的改进方法是____________________________。
(2)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a-F图线如图c所示,两个同学做实验时取值不同的物理量是________________________________。
(3)在处理数据时,总是把托盘和砝码的重力当作小车所受合力。而实际上小车所受合力比托盘和砝码的重力要________一些(选填“大”或“小”)。因此,为使实验结论的可信度更高一些,应使托盘和砝码的总质量尽可能________一些(选填“大”或“小”)。
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