10.在探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中,某同學(xué)將實驗器材組裝后,如圖1所示為釋放小車前瞬間的情景.
(1)在接通電源進行實驗之前,請你指出圖1中的錯誤或不妥之處(寫出兩處即可):沒有平衡摩擦力,使用直流電源.

(2)在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中,打出了一條紙帶.從比較清晰的點起,每5個點取一個計數(shù)點,用刻度尺測量計數(shù)點間的距離如圖2所示.已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz.求:
①從圖中所給的刻度尺上讀出A、B兩點間的距離s1=0.70cm;
②該小車的加速度a=0.2m/s2
(3)平衡摩擦力后,將5個相同的砝碼都放在小車上.掛上砂桶,然后每次從小車上取一個砝碼添加到砂桶中,測量小車的加速度.小車的加速度a與砂桶中砝碼總重力F的實驗數(shù)據(jù)如下表:
砂桶中砝碼總重力F(N)0.1960.3920.5880.7840.980
加速度a(m•s-20.691.181.662.182.70
①請根據(jù)該組實驗數(shù)據(jù)在答卷的坐標(biāo)紙作出a-F的關(guān)系圖象;
②根據(jù)提供的實驗數(shù)據(jù)作出的a-F圖線不通過原點的主要原因是平衡摩擦力過大.

分析 (1)電磁打點計時器是利用4~6v的交流電源,電火花計時器是利用220v交流電源;釋放前小車應(yīng)緊靠打點計時器;實驗前要首先平衡摩擦力.
(2)根據(jù)圖示刻度尺讀出其示數(shù);利用逐差法根據(jù)△x=at2可求物體的加速度.
(3)根據(jù)圖中的數(shù)據(jù),合理的設(shè)計橫縱坐標(biāo)的刻度值,據(jù)數(shù)據(jù)確定個點的位置,將個點用一條直線連起來,延長交與坐標(biāo)軸某一點;
(4)根據(jù)圖象的性質(zhì)進行分析,再根據(jù)實驗原理即可明確不過原點的基本原因.

解答 解:(1)由圖示實驗裝置考查,實驗前沒有破壞摩擦力;打點計時器使用交流電源,不能使用直流電源;為了盡可能的利用紙帶在釋放前小車應(yīng)緊靠打點計時器;
(2)①由圖示刻度尺可知,其分度值為1mm,s1=1.70cm-1.00cm=0.70cm;
②每5個點取一個計數(shù)點,計數(shù)點間的時間間隔:t=0.02×5=0.1s,
由圖示刻度尺可知:s1=0.70cm=0.0070m,s3=3.70cm-2.60cm=1.10cm=0.0110m,
由勻變速直線運動的推論△x=at2可知,加速度為:a=$\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{2{t}^{2}}$=$\frac{0.0110-0.0070}{2×0.{1}^{2}}$=0.2m/s2;
(3)根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)點,然后作出圖象如圖所示:

(4)由圖示圖象可知,a-F圖線在a軸上有截距,即當(dāng)所加外力為零時,小車已有加速度,小車受到的合力大于拉力,這可能是由于平衡摩擦力過大造成的.
故答案為:(1)沒有破壞摩擦力,使用直流電源;(2)①0.70;②0.2;(3)圖象如圖所示;(4)平衡摩擦力過大.

點評 本題考查探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系實驗,對于實驗問題需要結(jié)合物理規(guī)律去解決.處理圖象問題要注意圖線的斜率、交點、拐點、面積等意義,能正確理解這些量的意義則很多問題將會迎刃而解.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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3.下列物理量中屬于標(biāo)量的是( 。
A.加速度B.速度C.速度變化量D.平均速率

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4.勻變速直線運動中
(1)速度公式:v=v0+at
(2)位移公式:$x={v_0}t+\frac{1}{2}a{t^2}$
(3)速度與位移式:${v^2}-v_0^2=2ax$.

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1.一物體從A點由靜止開始做加速度大小為a1的勻加速直線運動,經(jīng)過t時間后,到達B點,此時物體加速度大小為a2,方向與a1相反,經(jīng)過t后,物體又回到A點,則a1和a2的比值為( 。,物體在B時速率和在回到A點時的速率之比為( 。
A.1:3;1:2B.1:3;2:1C.3:1;1:2D.3:1;2:1

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5.某學(xué)習(xí)小組為了探究物體受到空氣阻力時運動速度隨時間的變化規(guī)律,他們采用了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置(如圖1示).實驗時
(1)為了平衡小車運動中與木板之間的阻力.應(yīng)該采用下面所述的C方法(選填A(yù)、B、C、D).
A.逐步調(diào)節(jié)木板的傾斜程度,使小車在木板上保持靜止
B.逐步調(diào)節(jié)木板的傾斜程度,使靜止的小車開始運動
C.逐步調(diào)節(jié)木板的傾斜程度,使夾在小車后面的紙帶上所打的點間隔均勻
D.以上操作均可以

(2)平衡了小車與木板間的阻力后,在小車上安裝一薄板,以增大空氣對小車運動的阻力.往砝碼盤中加入一小砝碼,在釋放小車之前(選填“之前”或“之后”)接通打點計時器的電源,在紙帶上打出一系列的點.
(3)從紙帶上選取若干計數(shù)點進行測量,得出各計數(shù)點的時間t與速度v的數(shù)據(jù)如下表:
時間μ=0.5/s00.100.200.300.400.50
速度θ/m•s-10.120.190.230.260.280.29
請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在如圖2中作出小車的x=3.2圖象.
(4)通過對實驗結(jié)果的分析,有同學(xué)認為:隨著運動速度的增加,小車所受的空氣阻力將變大,你是否同意他的觀點?請根據(jù)v-t圖象簡要闡述理由.

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

15.用如圖所示的實驗裝置可以探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系.小車上固定一個盒子(圖中未畫出),盒子內(nèi)盛有砂子,小車的總質(zhì)量(包括車、盒子及盒內(nèi)砂子)記為m0,砂桶的總質(zhì)量(包括桶以及桶內(nèi)砂子)記為m
(1)驗證“在質(zhì)量不變的情況下,加速度與合外力成正比”.從盒子中取出一些砂子,裝入砂桶中,稱量并記錄砂桶的總重力mg,將該力視為合外力F,對應(yīng)的加速度a則從打點紙帶中計算得到.多次改變合外力F的大小,每次都會得到一個相應(yīng)的加速度.以合外力F為橫軸、加速度a為縱軸畫出a-F圖象,圖象是一條過原點的直線.
①a-F圖象斜率的物理意義是$\frac{1}{m+{m}_{0}}$.
②你認為把砂桶的總重力mg當(dāng)作合外力F是否合理?
答:合理(選填“合理”或“不合理”).
(2)驗證“在合外力不變的情況下,加速度與質(zhì)量成反比”.本次實驗中,保持桶內(nèi)的砂子質(zhì)量不變,故系統(tǒng)所受的合外力不變.用圖象法處理數(shù)據(jù)時,以加速度a為縱軸,以$\frac{1}{m+{m}_{0}}$(用字母表示)為橫軸,才能保證圖象是一條過原點的直線.

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

2.如圖1為“用DIS(位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機)研究加速度和力的關(guān)系”的實驗裝置.

(1)在該實驗中必須采用控制變量法,應(yīng)保持小車的質(zhì)量不變,用鉤碼所受的重力作為合力,用DIS測小車的加速度;
(2)改變所掛鉤碼的數(shù)量,多次重復(fù)測量.在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出a-F關(guān)系圖線(如圖2所示).
①分析此圖線的OA段可得出的實驗結(jié)論是小車的質(zhì)量一定,加速度a與合力F成正比;
②(單選題)此圖線的AB段明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是C.
(A)小車與軌道之間存在摩擦(B)導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)
(C)所掛鉤碼的總質(zhì)量太大(D)所用小車的質(zhì)量太大.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

19.如圖所示,上表面光滑,長度為3m、質(zhì)量M=10kg的木板,在F=50N的水平拉力作用下,以v0=5m/s的速度沿水平地面向右勻速運動.現(xiàn)將一個質(zhì)量為m=3kg的小鐵塊(可視為質(zhì)點)無初速度地放在木板最右端,當(dāng)木板運動了L=1m時,又將第二個同樣的小鐵塊無初速度地放在木板最右端,以后木板每運動1m就在其最右端無初速度地放上一個同樣的小鐵塊.(g取10m/s2)求:
(1)木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ.
(2)剛放第三個鐵塊時木板的速度.
(3)從放第三個鐵塊開始到木板停下的過程,木板運動的距離.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

20.如圖甲所示,質(zhì)量為M且足夠長的木板A靜置在光滑的水平地面上,質(zhì)量為m的小物塊B(可是為質(zhì)點)放置在木板A上.當(dāng)對木板施加一均勻增大的拉力F時,木板A和小物塊B的加速度隨水平拉力F的變化關(guān)系如圖乙所示.取重力加速度g=10m/s2,A與B間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.則下列說法正確的是( 。
A.木板A和小物塊B之間的動摩擦因數(shù)為0.1
B.當(dāng)拉力F>6N時,小物塊B的速率將保持不變
C.木板A的質(zhì)量一定是小物塊B質(zhì)量的兩倍
D.當(dāng)F=8N時,木板A的加速度大小為2m/s2

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