某实验小组设计了“探究加速度与合外力关系”的实验,实验装置如图1所示。已知小车的质量为500克,g取10 m/s2,不计绳与滑轮间的摩擦。实验步骤如下:
①细绳一端系在小车上,另一端绕过定滑轮后挂一个小砝码盘;
②在盘中放入质量为m的砝码,用活动支柱将木板固定有定滑轮的一端垫高,调整木板倾角,恰好使小车沿木板匀速下滑;
③保持木板倾角不变,取下砝码盘,将纸带与小车相连,并穿过打点计时器的限位孔,接通打点计时器电源后,释放小车;
④取下纸带后,计算小车加速度a;将砝码的质量m和对应的小车加速度a记入下表;
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
m/kg | 0.02 | 0.04 | 0.05 | 0.06 | 0.07 | 0.08 | 0.10 |
a/(m·s-2) | 1.40 | 1.79 | 2.01 | 2.20 | 2.38 | 2.61 | 3.02 |
⑤改变盘中砝码的质量,重复②③④步骤进行实验。
(1)在坐标纸上作出a-mg图象,如图2所示,该图象中直线不过坐标原点的原因是___________。
(2)根据上述图象能求解的物理量是____________,其大小为_____________。
(3)你认为本实验中小车的质量 ____________ (填“是”或“否”)需要远远大于砝码的质量。
高一物理实验题困难题
某实验小组设计了“探究加速度与合外力关系”的实验,实验装置如图1所示。已知小车的质量为500克,g取10 m/s2,不计绳与滑轮间的摩擦。实验步骤如下:
①细绳一端系在小车上,另一端绕过定滑轮后挂一个小砝码盘;
②在盘中放入质量为m的砝码,用活动支柱将木板固定有定滑轮的一端垫高,调整木板倾角,恰好使小车沿木板匀速下滑;
③保持木板倾角不变,取下砝码盘,将纸带与小车相连,并穿过打点计时器的限位孔,接通打点计时器电源后,释放小车;
④取下纸带后,计算小车加速度a;将砝码的质量m和对应的小车加速度a记入下表;
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
m/kg | 0.02 | 0.04 | 0.05 | 0.06 | 0.07 | 0.08 | 0.10 |
a/(m·s-2) | 1.40 | 1.79 | 2.01 | 2.20 | 2.38 | 2.61 | 3.02 |
⑤改变盘中砝码的质量,重复②③④步骤进行实验。
(1)在坐标纸上作出a-mg图象,如图2所示,该图象中直线不过坐标原点的原因是___________。
(2)根据上述图象能求解的物理量是____________,其大小为_____________。
(3)你认为本实验中小车的质量 ____________ (填“是”或“否”)需要远远大于砝码的质量。
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在“探究加速度与合外力关系”的实验中,某兴趣小组重新设计实验,实验装置如图所示,并进行如下实验步骤:
①细绳一端系在小车上,另一端绕过定滑轮后挂一个小砝码盘(不计绳与滑轮间的摩擦).
②在盘中放入质量为m的砝码,用活动支柱将木板装有定滑轮的一端垫高,调整木板倾角.恰好使小车沿木板匀速下滑.
③保持木板倾角不变,取下砝码盘,将纸带与小车相连,并穿过打点计时器的限位孔,接通打点计时器电源后,释放小车.
④取下纸带后,记录砝码和砝码盘的质量m+m0和对应的小车加速度a。
⑤改变盘中砝码的质量,重复②③④步骤进行实验.
回答下列问题
(1)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为无个相邻的计数点,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。小车的加速度为____ m/s2,D点的速度为____m/s(保留3位有效数字).
(2)在上述步骤④中,如果只记录砝码的质量,其他步骤与计算都正确的情况下,得到的图像是图中____.(填“甲”或“乙”)
(3)你认为本次实验中小车的质量是否需要远远大于砝码的质量__(填“是”或“否”)
(4)本实验中是否要平衡摩擦力__(填“是”或“否”)
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在探究“ 物体质量一定时加速度与力的关系” 的实验中, 某兴趣小组对教材介绍的实验方案进行了优化, 设计了如图所示的实验装置。 其中 M 为带滑轮的小车的质量, m为砂和砂桶的质量( 滑轮质量不计)。
(1).依据优化后实验原理图, 该实验______( 填“需要” 或“ 不需要”) 将带滑轮的长木板右端垫高, 以平衡摩擦力; 实验中______( 填“ 一定要” 或“ 不必要”) 保证砂和砂桶的质量 m 远小于小车的质量 M;
(2).该同学在实验中得到如图(a)所示的一条纸带( 两计数点间还有四个点没有画出), 已知打点计时器采用的是频率为 50Hz 的交流电, 根据纸带可求出小车的加速度为____ m/s2( 结果保留两位有效数字)。
(3).如图(b)所示, 以弹簧测力计的示数 F 为横坐标, 加速度为纵坐标, 画出的 a-F 图象是一条直线, 求得直线的斜率为 k, 则小车的质量为______。
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在探究“ 物体质量一定时加速度与力的关系” 的实验中, 某兴趣小组对教材介绍的实验方案进行了优化, 设计了如图所示的实验装置。 其中 M 为带滑轮的小车的质量, m为砂和砂桶的质量( 滑轮质量不计)。
(1).依据优化后实验原理图, 该实验______( 填“需要” 或“ 不需要”) 将带滑轮的长木板右端垫高, 以平衡摩擦力; 实验中______( 填“ 一定要” 或“ 不必要”) 保证砂和砂桶的质量 m 远小于小车的质量 M;
(2).该同学在实验中得到如图(a)所示的一条纸带( 两计数点间还有四个点没有画出), 已知打点计时器采用的是频率为 50Hz 的交流电, 根据纸带可求出小车的加速度为____ m/s2( 结果保留两位有效数字)。
(3).如图(b)所示, 以弹簧测力计的示数 F 为横坐标, 加速度为纵坐标, 画出的 a-F 图象是一条直线, 求得直线的斜率为 k, 则小车的质量为______。
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在探究“ 物体质量一定时加速度与力的关系” 的实验中, 某兴趣小组对教材介绍的实验方案进行了优化, 设计了如图所示的实验装置。 其中 M 为带滑轮的小车的质量, m为砂和砂桶的质量( 滑轮质量不计)。
(1).依据优化后实验原理图, 该实验______( 填“需要” 或“ 不需要”) 将带滑轮的长木板右端垫高, 以平衡摩擦力; 实验中______( 填“ 一定要” 或“ 不必要”) 保证砂和砂桶的质量 m 远小于小车的质量 M;
(2).该同学在实验中得到如图(a)所示的一条纸带( 两计数点间还有四个点没有画出), 已知打点计时器采用的是频率为 50Hz 的交流电, 根据纸带可求出小车的加速度为____ m/s2( 结果保留两位有效数字)。
(3).如图(b)所示, 以弹簧测力计的示数 F 为横坐标, 加速度为纵坐标, 画出的 a-F 图象是一条直线, 求得直线的斜率为 k, 则小车的质量为______。
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某实验探究小组为了探究物体的加速度与所受合外力之间的关系,设计了如图a所示的实验装置。该实验小组成员用钩码的重力作为小车所受的合力,用传感器测小车的加速度,通过改变钩码的数量,多次重复测量,可得小车运动的加速度a和所受合力F的关系图象,他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图象,如图b所示。
(1)图b中的图象____________是在轨道右侧抬高的情况下得到的(填“①”或“②”)。当钩码的数量增大到一定程度时,图b中的图象明显偏离直线,造成此误差的主要原因是________。
(2)小车和传感器接收器的总质量m=________kg,小车和轨道间的动摩擦因数μ=________(g=10m/s2)。
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某物理兴趣小组设计了一个探究加速度a与物体所受合外力F及质量M的关系实验。图为实验装置简图,A为小车,B为打点计时器,C为装有砂的砂桶(总质量为m),D为一端带有定滑轮的长木板。
(1)在这个实验中,为了探究加速度、力、质量三个物理量之间的关系,用到了一种常用的探究方法,这种方法叫做
(2)在“探究加速度与力、质量关系”的实验中,以下做法正确的两项是( )
A.平衡摩擦力时,应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上
B.平衡摩擦力时,小车后面的纸带必须连好,因为运动过程中纸带也要受到阻力
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,先放开小车,后接通电源
(3)保持小车质量M不变,改变砂和砂桶总质量m,把砂和砂桶的总重力当作小车的合外力F,探究a与F的关系。小东和小雅两位同学分别做了实验并作出了a-F图线,如上图所示,小辉和小吴初步分析后认为:
小东的图线出现偏差的原因是
小雅的图线上部弯曲的原因是
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如图所示,下关一中某物理兴趣小组利用如下实验装置“探究小车加速度与力、质量的关系”。已知小车的质量为M,每个钩码的质量为m,打点计时器所接的交流电源的频率为50 Hz,动滑轮质量不计,实验步骤如下:
①按图所示安装好实验装置,其中与定滑轮及弹簧测 力计相连的细线竖直;
②调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下匀速运动;
③挂上钩码,接通电源后,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求出小车的加速度,读出弹簧测力计的示数;
④改变钩码的数量,重复步骤③,求得小车在不同拉力作用下的加速度。
根据上述实验过程,回答以下问题:
(1)对于上述实验,下列说法正确的是__________(填选项前的字母)。
A.钩码的质量应远小于小车的质量
B.步骤②是平衡摩擦力的操作
C.与小车相连的细线与长木板一定要平行
D.不需要记录所挂钩码的质量
E.每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力
(2)实验中打出的一条纸带如图所示,图中相邻两计数点间还有4个点未画出,由该纸带可求得小车在B点的瞬时速度是vB=_______m/s,小车的加速度a=________m/s2(结果保留两位有效数字)。
(3)若交流电的实际频率大于50 Hz,则上述(2)中加速度a计算结果与实际值相比_________(选填“偏大”、“偏小”、“不变”)。
(4)在研究小车质量M、合力F对小车加速度a的影响时,应采用____________的方法。
(5)由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图像,与本实验相符合的是________;若已图像的斜率为k,则小车的质量表达式为__________。
A. B. C. D.
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在用DIS研究小车加速度与外力的关系时,某实验小组先用如图(a)所示的实验装置,重物通过滑轮用细线拉小车,在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器,位移传感器(发射器)随小车一起沿水平轨道运动,位移传感器(接收器)固定在轨道一端.实验中力传感器的拉力为F,保持小车(包括位移传感器发射器)的质量不变,改变重物重力重复实验若干次,得到加速度与外力的关系如图(b)所示.
(1)小车与轨道的滑动摩擦力Ff=___ N.
(2)从图像中分析,小车(包括位移传感器发射器)的质量为____kg.
(3)该实验小组为得到a与F成正比的关系,应将斜面的倾角θ调整到tanθ=____.
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某研究性学习小组分别用如图甲所示的装置进行以下实验:“探究 加速度与合外力的关系”.装置中,小车质量为 M,砂桶和砂子的总质量为 m, 通过改变 m 来改变小车所受的合外力大小,小车的加速度 a 可由打点计时器和 纸带测出.现保持小车质量 M 不变,逐渐增大砂桶和砂的总质量 m 进行多次实 验,得到多组 a、F 值(F 为弹簧秤的示数).
(1)为了减小实验误差,下列做法正确的是_______
A.需平衡小车的摩擦力
B.砂桶和砂的总质量要远小于小车的质量
C.滑轮摩擦足够小,绳的质量要足够轻
D.先释放小车,后接通打点计时器的电源
(2)某同学根据实验数据画出了图 2 所示的一条过坐标原点的斜直线,其中纵 轴为小车的加速度大小,横轴应为_____;
A. B. C.mg D.F
(3)当砂桶和砂的总质量较大导致 a 较大时,图线_______(填选项前的字母)
A.逐渐偏向纵轴
B.逐渐偏向横轴
C.仍保持原方向不变
(4)图3为上述实验中打下的一条纸带,A点为小车刚释放时打下的起始点, 每两点间还有四个计时点未画出,测得 AB=2.0cm、AC=8.0cm、AE=32.0cm,打 点计时器的频率为50Hz,则小车的加速度______m/s2.
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