如图所示为“探究物体加速度与所受合外力关系”的实验装置。
某同学的实验步骤如下:
①用天平测量并记录物块和拉力传感器的总质量M;
②调整长木板和滑轮,使长木板水平且细线平行于长木板;
③在托盘中放入适当的砝码,接通电源,释放物块,记录拉力传感器的读数F1,根据相对应的纸带,求出加速度a1;
④多次改变托盘中砝码的质量,重复步骤③,记录传感器的读数Fn,求出加速度an。
请回答下列问题:
(1)图乙是某次实验得到的纸带,测出连续相邻计时点O、A、B、C、D之间的间距为x1、x2、x3、x4,若打点周期为T,则物块的加速度大小为a=________________(用x1、x2、x3、x4、T表示)。
(2)根据实验得到的数据,以拉力传感器的读数F为横坐标、物块的加速度a为纵坐标,画出a-F图线如图丙所示,图线不通过原点的原因是____________,图线斜率的倒数代表的物理量是__________。
(3)根据该同学的实验,还可得到物块与长木板之间动摩擦因数μ,其值可用M、a-F图线的横截距F0和重力加速度g表示为μ=____________,与真实值相比,测得的动摩擦因数__________(填“偏大”或“偏小”)。
高一物理实验题中等难度题
如图所示为“探究物体加速度与所受合外力关系”的实验装置。
某同学的实验步骤如下:
①用天平测量并记录物块和拉力传感器的总质量M;
②调整长木板和滑轮,使长木板水平且细线平行于长木板;
③在托盘中放入适当的砝码,接通电源,释放物块,记录拉力传感器的读数F1,根据相对应的纸带,求出加速度a1;
④多次改变托盘中砝码的质量,重复步骤③,记录传感器的读数Fn,求出加速度an。
请回答下列问题:
(1)图乙是某次实验得到的纸带,测出连续相邻计时点O、A、B、C、D之间的间距为x1、x2、x3、x4,若打点周期为T,则物块的加速度大小为a=________________(用x1、x2、x3、x4、T表示)。
(2)根据实验得到的数据,以拉力传感器的读数F为横坐标、物块的加速度a为纵坐标,画出a-F图线如图丙所示,图线不通过原点的原因是____________,图线斜率的倒数代表的物理量是__________。
(3)根据该同学的实验,还可得到物块与长木板之间动摩擦因数μ,其值可用M、a-F图线的横截距F0和重力加速度g表示为μ=____________,与真实值相比,测得的动摩擦因数__________(填“偏大”或“偏小”)。
高一物理实验题中等难度题查看答案及解析
滑块的质量(kg) | 滑块受的拉力(F/N) | 滑块的加速度 |
1.00 | 0.100 | 0.06 |
0.300 | 0.22 | |
0.500 | 0.42 | |
0.700 | 0.59 |
高一物理填空题中等难度题查看答案及解析
如图所示为用拉力传感器(能测量拉力的仪器)和速度传感器(能测量瞬时速度的仪器)探究“加速度与物体受力的关系”的实验装置.用拉力传感器记录小车受到拉力的大小,在长木板上相距L=48.0 cm的A、B两点各安装一个速度传感器,分别记录小车到达A、B时的速率.
(1)实验主要步骤如下:
①将拉力传感器固定在小车上.
②平衡摩擦力,让小车在不受拉力时做________运动.
③把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;为保证细线的拉力不变,必须调节滑轮的高度使______________________________________________________.
④接通电源后自C点释放小车,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB.
⑤改变所挂钩码的数量,重复④的操作.
(2)下表中记录了实验测得的几组数据,是两个速度传感器记录速度的平方差,则加速度的表达式a=________,请将表中第4次的实验数据填写完整_______________________(结果保留三位有效数字).
(3)由表中数据,在图中坐标纸上作出a-F关系图线____________________________.
(4)对比实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已画出理论图线),造成上述偏差的原因除了拉力传感器读数可能偏大外,还可能是_________________________________________.
高一物理实验题中等难度题查看答案及解析
在探究物体的加速度与物体所受外力F、物体质量M间的关系时,采用如图1所示的实验装置.小车及车中的砝码质量用M表示,盘及盘中的砝码质量用m表示。
(1)为了把细绳对小车的拉力视为小车的合外力,要完成的一个重要步骤是_____________;
(2)为使图示中钩码的总重力大小视为细绳的拉力大小,必须满足的条件是钩码的总质量_______小车的总质量(填“大于”、“小于”、“远大于”或“远小于”)
(3)某一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验,其具体操作步骤如下,以下做法正确的是_______。
A.平衡摩擦力时,应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力
C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器的电源
D.用天平测出m以及小车质量M,小车运动的加速度可直接用公式a=求出
(4)一组同学保持小车及车中的砝码质量M一定,探究加速度a与所受外力F的关系,由于他们操作不当,这组同学得到的a-F关系图象如图2所示,其原因是_____________。
(5)如图3所示为一次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点,相邻计数点的时间间隔T=0.1s.小车获得的加速度大小是______。
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某实验小组用如图所示装置“探究加速度与物体受力的关系”,已知重力加速度为g,打点计时器所接的交流电的频率为50Hz,滑轮足够光滑,力传感器可测出轻绳中的拉力大小。实验步骤如下:
①按图所示,安装好实验器材,但不挂砝码盘;
②垫高长木板右侧,轻推小车后,使小车能沿长木板向下匀速运动;
③挂上砝码盘,调节木板左侧定滑轮,使牵引动滑轮的细线与木板平行;
④砝码盘中放入砝码,先通电,再放车,由打出的纸带求出小车的加速度并记录传感器示数;
⑤改变砝码盘中砝码的质量,重复步骤④,求得小车在不同合力作用下的加速度。
根据以上实验过程,回答以下问题:
(1)对于上述实验,下列说法正确的是_______。
A.必须要测出砝码和砝码盘的总质量
B.传感器的示数等于小车受到的合力
C.小车向左加速时,砝码处于失重状态
D.砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量
(2)如图(甲)是在实验中得到的一条纸带,相邻计数点间还有四个计时点没有画出,如图(乙)是以传感器的示数F为横坐标,加速度a为纵坐标,画出的a-F图象。
①小车的加速度大小为_______m/s2;打下计数点2时,小车的速度大小为_______m/s(结果保留两位有效数字)。
②若实验过程中,交流电的实际频率比50Hz稍大一些,则①中计算所得的小车加速度应比小车的实际加速度_____(选填“大”或“小”)。
③分析(乙)图时,该小组用量角器测得图线与横坐标的夹角为θ,通过计算式求得图线的斜率为k,则小车的质量为_______
A. B. C. D.
(3)本实验中,随着砝码质量的增加,测得的小车加速度也会增加,当砝码和砝码盘的质量远大于小车的质量时,小车的加速度大小约为_______。
A.2g B.1.5g C.g D.0.5g
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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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某兴趣小组通过物块在斜面上运动的试验,探究“合外力做功与物体动能的变化的关系”. 他们的实验装置如图甲所示,PQ为一块倾斜放置的木板,在Q处固定一个速度传感器(用来测量物体每次通过Q点时的速度v),每次实验,物体从不同高度h处由静止释放,但始终保持斜面底边长L=0.5 m不变.他们最后做出了如图乙所示的v2-h图象.图象与横轴的交点为0.25.
(1)图象乙不过坐标原点的原因是________________________________.
(2)物块与斜面间的滑动摩擦因数μ=________.
(3)若最后得到的图象如图丙所示,则可能的原因是(写出一个)________________.
(4)若更换光滑的斜面,重复上述步骤得到如图乙所示的图象,图象的斜率将________.(填“增大”“减小”“不变”)
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用图所示的装置做“探究加速度与物体受力的关系”的实验。主要实验步骤如下:
a.测量小车的质量为M,砝码和托盘的质量为m,满足m<<M,可以认为砝码和托盘的重力等于小车所受拉力,记为F。
b.把纸带系在小车上,并使纸带穿过打点计时器。把装有打点计时器的木板一端稍微垫高,使小车在木板上做匀速运动。
c.把连接砝码和托盘的细线绕过木板上的定滑轮后系在小车上,接通电源,释放小车,使小车沿长木板运动。
d.打点计时器在纸带上打下一系列的点,根据计数点间距离求出加速度a。
e.换上新纸带,保持小车的质量不变,改变砝码的质量,重复实验。
f.实验过程中,小车所受拉力记为F1、F2、F3、F4、F5,对应的加速度记为a1、a2、a3、a4、a5。以加速度a为纵轴、小车所受拉力F为横轴建立直角坐标系,在坐标纸上描点,如图所示。
结合上述实验步骤,请你完成下列任务:
(1)小车受到拉力为F2时,打出的一条清晰纸带如图所示。找一个合适的点当作计时起点0,然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点,分别记为1、2、3、4,用刻度尺测量出相邻计数点间的距离分别为x1、x2、x3、x4。则小车的加速度大小为______。根据纸带还可以求出打点计时器打下点1时,小车的速度大小为_______。
(2)在图中已标出加速度a1、a3、a4、a5对应的坐标点,请在该图中标出加速度a2对应的坐标点,并画出a-F图像____。
(3)另一组同学实验时,忘记了平衡摩擦力,绘制出a-F图线如图所示。该图线的斜率为k,纵轴截距为b。由此可知:小车的质量为______,小车所受摩擦力大小为______。
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探究加速度与力、质量的关系,可以采用不同的研究方案。
(1)甲同学采用的方案如图所示,将两个相同的小车放在水平木板上,前端各系一条细绳,线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘中可以放不同的砝码,盘与砝码的总重力可以近似认为是小车受到的拉力。两小车后端各系一条细线,用黑板擦可以同时按住或放开这两条细线,使两车同时停止或运动。某次操作中,在相同时间内测得小车的位移分别为x1、x2,若小车的加速度分别为a1、a2,则 a1∶a2=_________,这么做的依据是________________________________。
(2)乙同学用如图所示器材进行定量探究。用拉力传感器(能测量拉力的仪器)和速度传感器(能测量瞬时速度的仪器)探究加速度与物体受力的关系。用拉力传感器记录小车受到拉力的大小,在长木板上相距L=48.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器,分别测量小车到达A、B时的速率。
①乙同学认为,运动时小车受到的拉力_____悬挂物的总重力(选填“>”或“<”),所以乙同学采用力传感器进行实验。
②实验主要步骤如下:
Ⅰ、将拉力传感器固定在小车上;
Ⅱ、垫高木板右端,让小车在不受拉力时做__________运动;
Ⅲ、把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;为保证细线的拉力不变,必须调节滑轮的高度使___________________________________;
Ⅳ、接通电源后自C点释放小车,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB;
Ⅴ、改变所挂钩码的数量,重复步骤④的操作。
③下表中记录了实验测得的几组数据,是两个速度传感器记录速度的平方差,则加速度的表达式a=________(用已知符号表示),请将表中第4次的实验数据填写完整(结果保留三位有效数字)。
次数 | F/N | v-v/(m2·s-2) | a/(m·s-2) |
1 | 0.60 | 0.77 | 0.80 |
2 | 1.04 | 1.61 | 1.68 |
3 | 1.42 | 2.34 | 2.44 |
4 | 2.62 | 4.65 | ________ |
5 | 3.00 | 5.49 | 5.72 |
④由表中数据,在坐标纸上作出a-F关系图线______。
⑤对比实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已画出理论图线),造成上述偏差的原因除了拉力传感器读数可能偏大外,还可能是_____________________。
高一物理实验题中等难度题查看答案及解析
某同学用如图甲的实验装置探究“恒力做功与动能变化的关系”。他将细绳一端固定 在小车上,另一端绕过定滑轮与力传感器、重物相连。实验中,小车在细绳拉力的作用下从静止开始加速运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况,力传感器记录细绳对小车的拉力大小。
(1)下列措施中不必要的一项是_____
A.使细绳与长木板平行
B.实验前调节长木板的倾角以平衡摩擦力
C.使小车质量远大于重物和力传感器的总质量
(2)假设已经完全消除了摩擦力和其它阻力的影响,若重物质量不满足远小于小车质量的条件,则从理论上分析,图中正确反映小车速度 v 的二次方与拉力对小车做的功 W 关系的是(___)
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