(1)某同学设计了如图所示的装置来探究牛顿第二定律,实验时将拉力传感器固定在水平放置的木板上,与细线相连,细线绕过定滑轮与水瓶相连,调节滑轮的高度,使细线平行于桌面。已知木板与桌面间的滑动摩擦力等于最大静摩擦力。
①将质量为m0的木板右端移至与标识线MN对齐,在水瓶中加水直到木板刚要滑动时计下此时传感器的示数F0,再加一定量的水,当拉力传感器示数为F1时释放木板,记录木板右端运动到与MN间距为L的PQ处所用时间t,为减小误差,多次测量取时间的平均值t,由此可知木板运动的加速度a=________。
②改变瓶中水的质量重复实验,确定加速度a与拉力传感器示数F1的关系。下列图像能表示该同学实验结果的是________。
③在保持m0一定的情况下,通过改变水瓶中水的质量来改变外力,与用钩码拉动小车相比较,其优点是________。
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滑动摩擦力的大小
D.可以获得更大的加速度以提高实验精度
④保持水瓶中水的质量一定时,通过在木板上叠放重物来改变其质量,这种情况下________(填“能”或“不能”)探究a和m0的关系。
高三物理实验题中等难度题
某同学设计了如图所示的装置来探究牛顿第二定律,实验时将拉力传感器固定在水平放置的木板上,与细线相连,细线绕过定滑轮与水瓶相连,已知木板与桌面间的滑动摩擦力等于最大静摩擦力。
(1)将质量为m0的木板右端移至与标识线MN对齐,在水瓶中加水直到木板刚要滑动时计下此时传感器的示数F0,再加一定量的水,当拉力传感器示数为F1时释放木板,记录木板右端运动到与MN间距为L的PQ处所用时间,为减小误差,多次测量取时间的平均值t,由此可知木板运动的加速度为______________。
(2)保持水瓶中水的质量一定时,通过在木板上叠放重物来改变其质量,这种情况下_____(选填“能”或“不能”)探究m0和a的关系。
(3)在保持m0一定的情况下,通过改变水瓶中水的质量来改变外力,与用钩码拉动小车相比较,其优点是_____________。
A.可以改变滑动摩擦力的大小
B.可以比较准确地测出摩擦力的大小
C.可以获得更大的加速度以提高实验精确度
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为了验证牛顿第二定律中加速度与力的关系,小光同学设计了如图的实验状态。
水平桌面放置带有加速度传感器的总质量为M的小车,车的两端由轻质细线绕过桌面两端滑轮并在两端各悬挂总质量为m的多个钩码。
实验中,小光每次由左侧取下质量为的钩码并挂至右侧悬线下方,将下车由静止释放,利用传感器测量小车加速度并逐次记录移动过的砝码质量和相应加速度值,根据多次实验得出的数据,小光同学作出如下的图像。
(1)根据上述设计,以下说法正确的是____
A.由于系统存在摩擦,实验中必须先平衡摩擦力,才能继续进行实验
B.本实验中虽存在摩擦力影响,但无需平衡摩擦力也可以进行实验
C.本实验中必须要求小车质量
D.本实验中无须要求小车质量
(2)利用实验中作出图线,可以分析出系统摩擦力大小为___________,加速度a与移动的质量间存在关系为_______________。
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小明同学用所示的实验装置验证牛顿第二定律,一端固定有定滑轮的长木板水平放在桌面上,沙桶通过绕过定滑轮的细线拉动小车,细线与长木板平行,小车上固定盒子,盒子内盛有沙子。
1.她想用砂和砂桶的重力表示系统(小车、盒子及盒内沙子、悬挂的桶以及桶内沙子)受到的合外力,为了减少这种做法带来的实验误差,你认为实验中还应该采取的措施是:
________
2.验证在系统质量不变的情况下,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,将该力视为合外力F,对应的加速度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,以加速度为纵轴,画出—F图像,图像是一条过原点的直线。
—F图像斜率的物理意义是________
________________________________________
本次实验中,是否应该满足悬挂的沙桶总质量一定要远远小于小车(包括盛沙的盒及盒内的砂)的总质量? 答:____________(填“是”或“否”);理由是________________________________________.
3.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,故系统的所受的合外力不变。用图像法处理数据时,以加速度为纵轴,应该以哪一个质量的倒数为横轴?
A.小车质量、盒子及盒内沙子质量之和
B.小车质量、盒子及盒内沙子与悬挂的沙桶(包括桶与桶内的沙)质量之和
答:_____________(填“A”或“B”)
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小明同学用所示的实验装置验证牛顿第二定律,一端固定有定滑轮的长木板水平放在桌面上,沙桶通过绕过定滑轮的细线拉动小车,细线与长木板平行,小车上固定盒子,盒子内盛有沙子。
1.她想用砂和砂桶的重力表示系统(小车、盒子及盒内沙子、悬挂的桶以及桶内沙子)受到的合外力,为了减少这种做法带来的实验误差,你认为实验中还应该采取的措施是:
________
2.验证在系统质量不变的情况下,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,将该力视为合外力F,对应的加速度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,以加速度为纵轴,画出—F图像,图像是一条过原点的直线。
—F图像斜率的物理意义是________
________________________________________________
本次实验中,是否应该满足悬挂的沙桶总质量一定要远远小于小车(包括盛沙的盒及盒内的砂)的总质量? 答:____________(填“是”或“否”);理由是________________________________________.
3.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,故系统的所受的合外力不变。用图像法处理数据时,以加速度为纵轴,应该以哪一个质量的倒数为横轴?
A.小车质量、盒子及盒内沙子质量之和
B.小车质量、盒子及盒内沙子与悬挂的沙桶(包括桶与桶内的沙)质量之和
答:_____________(填“A”或“B”)
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(10分)某试验小组利用拉力传感器来验证牛顿第二定律,实验装置如图。他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连,用拉力传感器记录小车受到的拉力F的大小;小车后面固定一打点计时器,通过拴在小车上的纸带,可测量小车匀加速运动的速度与加速度。
①为了尽量减小实验的误差,以下采取的措施中必要的是:________
A.适当垫高长木板无滑轮的一端,使未挂钩码的小车被轻推后恰能拖着纸带匀速下滑
B.应使钩码总质量m远小于小车(加上传感器)的总质量M
C.定滑轮的轮轴要尽量光滑
D.先放手让小车运动起来,速度足够大之后再让打点计时器通电打点
②若交流电的频率为50Hz,则根据下图所打纸带的打点记录,小车此次运动经B点时的速度
vB=________m/s,小车的加速度a=________m/s2.
③保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据如下表:
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
小车加速度a/m·s-2 | 1.95 | 1.72 | 1.51 | 1.25 | 1.00 | 0.75 | 0.50 | 0.30 |
小车质量m/kg | 0.25 | 0.29 | 0.33 | 0.40 | 0.50 | 0.71 | 1.00 | 1.67 |
/kg-1 | 4.00 | 3.45 | 3.03 | 2.50 | 2.00 | 1.41 | 1.00 | 0.60 |
请在在答题卷相应位置的坐标纸中完成实验8组数据的描点,并画出a-图线,并由图线求出小车加速度a与质量倒数之间的定量关系式是_______________.
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(10分)某试验小组利用拉力传感器来验证牛顿第二定律,实验装置如图。他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连,用拉力传感器记录小车受到的拉力F的大小;小车后面固定一打点计时器,通过拴在小车上的纸带,可测量小车匀加速运动的速度与加速度。
(1)为了尽量减小实验的误差,以下采取的措施中必要的是:________
A.适当垫高长木板无滑轮的一端,使未挂钩码的小车被轻推后恰能拖着纸带匀速下滑
B.应使钩码总质量m远小于小车(加上传感器)的总质量M
C.定滑轮的轮轴要尽量光滑
D.先放手让小车运动起来,速度足够大之后再让打点计时器通电打点
(2)若交流电的频率为50Hz,则根据下图所打纸带的打点记录, 小车此次运动经B点时的速度vB=________m/s,小车的加速度a=________m/s2。
(3)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据如下表:
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
小车加速度a/m·s-2 | 1.95 | 1.72 | 1.51 | 1.25 | 1.00 | 0.75 | 0.50 | 0.30 |
小车质量m/kg | 0.25 | 0.29 | 0.33 | 0.40 | 0.50 | 0.71 | 1.00 | 1.67 |
/kg-1 | 4.00 | 3.45 | 3.03 | 2.50 | 2.00 | 1.41 | 1.00 | 0.60 |
请在在答题卷相应位置的坐标纸中完成实验次数5、6、7三个数据的描点,并画出a-图线,并由图线求出小车加速度a与质量倒数 之间的定量关系式是________.
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(5分)某探究学习小组的同学要验证“牛顿第二定律”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,水平轨道上安装两个光电门,小车上固定有力传感器和挡光板,细线一端与力传感器连接另一端跨过定滑轮挂上砝码盘,实验时,调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力(图中未画出).
(1)该实验中小车所受的合力________ (填“等于”或“不等于”)力传感器的示数,该实验是否________(填”需要”或”不需要”) 满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量?
(2)实验获得以下测量数据:小车、传感器和挡光板的总质量M,挡光板的宽度d,光电门1和2的中心距离为s. 某次实验过程:力传感器的读数为F,小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1、t2(小车通过光电门2后,砝码盘才落地),已知重力加速度为g,则该实验要验证的式子是___________________.
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某探究学习小组的同学要验证“牛顿第二定律”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,水平轨道上安装两个光电门,小车上固定有力传感器和挡光板,细线一端与力传感器连接,另一端跨过定滑轮挂上砝码盘,实验时,调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力(图中未画出)。
(1)该实验中小车所受的合力________(填“等于”或“不等于”)力传感器的示数,该实验________(填“需要”或“不需要”)满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量;
(2)通过实验可以获得以下测量数据:小车、传感器和挡光板的总质量M,挡光板的宽度d,光电门1和2的中心距离为s.若某次实验过程中测得力传感器的读数为F,小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1、t2(小车通过光电门2后,砝码盘才落地),已知重力加速度为g,则该实验要验证的表达式是F=________。
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