5.如图实-3-12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.

图实-3-12

(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aF图象,图象是一条过原点的直线.

aF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Mm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为纵横,应该以______倒数为横轴.

解析:(1)将车内的沙子转移到桶中,就保证了M+m不变,即系统的总质量不变,研究对象是整个系统,a==,可见aF图象斜率的物理意义是,系统的合外力就等于所悬挂沙桶的重力mg,不必满足Mm这样的条件.

(2)向小车内添加或去掉部分沙子,是改变系统的总质量M+m,而系统的合外力仍等于所悬挂沙桶的重力mg,保证了合外力不变.

答案:(1)① ②合理 ③否 因为实验的研究对象是整个系统,系统受到的合外力就等于mg

(2)M+m

3.(2010·淮安模拟)为了探究加速度与力的关系,使用如图实-3-9所示的气垫导轨装置进行实验.其中G1G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器通过G1G2光电门时,光束被遮挡的时间Δt1、Δt2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,光电门间距离为x,牵引砝码的质量为m.回答下列问题:

图实-3-9

(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉,使气垫导轨水平,在不增加其他仪器的情

况下,如何判定调节是否到位?

答:_______________________________________________________________________

(2)若取M=0.4kg,改变m的值,进行多次实验,以下m的取值不合适的一个是_____________________________________________________________________.

A.m1=5 g         B.m2=15 g

C.m3=40 g         D.m4=400 g

(3)在此实验中,需要测得每一个牵引力对应的加速度,其中求得的加速度的表达式

为:_____________________________________________________________________

(用Δt1、Δt2Dx表示).

解析:(1)如果气垫导轨水平,则不挂砝码时,M应能在任意位置静止不动,或推动M

后能使M匀速运动.

(2)应满足Mm,故m4=400 g 不合适.

(3)由v1=,v2=,vv=2ax

可得:a=.

答案:(1)取下牵引砝码,M放在任意位置都不动;或取下牵引砝码,轻推滑行器M,数字计时器记录每一个光电门的光束被挡的时间Δt都相等.

(2)D (3)a

 0  412438  412446  412452  412456  412462  412464  412468  412474  412476  412482  412488  412492  412494  412498  412504  412506  412512  412516  412518  412522  412524  412528  412530  412532  412533  412534  412536  412537  412538  412540  412542  412546  412548  412552  412554  412558  412564  412566  412572  412576  412578  412582  412588  412594  412596  412602  412606  412608  412614  412618  412624  412632  447090 

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