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某同学设计了如图所示的装置来验证“加速度与力的关系”.把打点计时器固定在长木板上,把纸带穿过打点计时器连在小车的左端.将数字测力计固定在小车上,小车放在长木板上.在数字测力计的右侧拴有一细线,细线跨过固定在木板边缘的定滑轮与一重物相连,在重物的牵引下,小车在木板上加速运动,数字测力计可以直接显示细线拉力的大小.

①采用数字测力计测量细线拉力与用重物重力代替拉力的方法相比   (填选项前的字母)

A.可以不用平衡摩擦力
B.直接测量小车(包括测力计)所受的拉力,可以减少误差
C.利用此实验装置不用测量重物的质量
D.重物的质量要远远小于小车和数显测力计的总质量
②下图是某同学在此实验中获得的一条纸带,其中两相邻计数点间有四个点未画出.已知打点计时器使用的交流电源的频率为50HZ,则小车运动的加速度a=_______m/s2.

③保持小车和数字测力计的总质量一定,改变钩码的质量,测出相应的加速度.采用图象法处理数据.请同学们根据测量数据做出a—F图象.

④试分析上图中图象不过坐标原点的原因:                                        

①BC ②0.39m/s2 ③ 见解析 ④没有平衡好摩擦力或木板倾角偏小。

解析试题分析:①采用数字测力计测量细线拉力与用重物重力代替拉力的方法相比可以直接测量小车(包括测力计)所受的拉力,不用测量重物的质量,可以减少误差,但是平衡摩擦力是必不可少的步骤;②由纸带可求,根据,解得;③图线见下图;④由图线与F轴的截距表明,当外力F=0.1N时小车才开始加速,说明没有平衡好摩擦力或木板倾角偏小。

考点:此题考查验证“加速度与力的关系”.实验。

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”。

(1)完成下列实验步骤中的填空:
①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列________的点。
②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码。
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点列的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m。
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③。
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1,s2,…。求出与不同m相对应的加速度a。
⑥以砝码的质量m为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上做出关系图线。
(2)完成下列填空:
①本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_______________________。
②设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2和s3。a可用s1、s3和Δt表示为a=__________。由此求得加速度的大小a=__________m/s2


③图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为___________,小车的质量为___________。

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

(5分)一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动,圆盘加速转动时,把角速度的增加量△ω与对应时间△t的比值定义为角加速度β(即)我们用电磁打点计时器(所接交流电的频率为50Hz)、复写纸、米尺、游标卡尺、纸带来完成下述实验:
①如图甲所示,将打点计时器固定在桌面上,将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔,然后固定在圆盘的侧面,当圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上;
②接通电源,打点计时器开始打点,启动控制装置使圆盘匀加速转动;
③经过一段时间,停止转动和打点,取下纸带,进行测量。
(1)用20分度的游标卡尺测得圆盘的直径如图乙所示,圆盘的直径d为     cm;
(2)如图丙所示,纸带上A、B、C、D……为计数点,相邻两计数点间有四个点未画出,则打下计数点D时,圆盘转动的角速度为       rad/s,纸带运动的加速度大小为    m/s2,圆盘转动的角加速度大小为       rad/.s2(本小题计算结果保留三位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

(13分)某同学在“研究匀变速直线运动”实验中,使用电磁式打点计时器(所用交流电的频率)选出一条点迹比较清晰的纸带,舍去开始密集的点迹,从便于测量的点开始,每两个打点间隔取一个计数点,如图中0、1、2……6点所示.

①测量1、2、3……6计数点到0计数点的距离,分别记作:……
②通过测量和计算,该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动,计数点1对应速度大小=      (用题给符号表示)
③分别计算出……与对应时间的比值……
④以为纵坐标、为横坐标,标出与对应时间t的坐标点,画出图线如图所示,根据图线判断,在打0计数点时,小车的速度=           m/s;运动的加速度=         m/s2

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

如图是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带,O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点,加速度大小用a表示.

(1)OD间的距离为________cm.
(2)下图是根据实验数据绘出的x-t2图线(x为各计数点至同一起点的距离),斜率表示________,其大小为________m/s2(保留三位有效数字).

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

如图是一个多量程多用电表的简化电路图,测量电流、电压和电阻各有两个量程。当转换开关S旋到位置3时,可用来测量      ;当S旋到位置     时,可用来测量电流,其中S旋到位置      时量程较大。

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验时,主要步骤是:

A.在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;
B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套;
C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O.记录下O点的位置,读出两个弹簧测力计的示数;
D.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F;
E.只用一只弹簧测力计,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧测力计的示数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力F′的图示;
F.比较F′和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论。
上述步骤中:
(1)有重要遗漏的步骤的序号是________和________;
(2)遗漏的内容分别是___________和____________。

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

如图所示,是某次利用气垫导轨探究加速度与力、质量关系的实验装置安装完毕后的示意图,图中A为砂桶和砂,B为定滑轮,C为滑块及上面添加的砝码,D为纸带,E为电火花计时器,F为蓄电池、电压为6 V,G是电键。

(1)请指出图中的三处错误:
①____________________________________________________________________;
②____________________________________________________________________;
③____________________________________________________________________.
(2)更正错误后,根据实验装置简图,按照实验要求应该(   )
A.先释放小车,再接通电源
B.先接通电源,再释放小车
C.同时释放小车和接通电源
(3)更正错误后,根据实验装置简图,按照实验要求本实验必须(   )
A.要平衡摩擦力
B.要求悬挂物的质量远小于小车的质量
C.上述两项要求都不需要

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

(10分)电动自行车具有环保、节能、便捷等优点,但电动自行车的电瓶用久以后性能会下降,表现之一为电池的电动势变小,内阻变大.某兴趣小组将一辆旧电动自行车充满电,取下四块电池,分别标为A、B、C、D,测量它们的电动势和内阻.

(1)用多用电表直流电压“50 V”挡测量每块电池的电动势.测量电池A时,多用电表的指针如图甲所示,其读数为________ V.
(2)用图乙所示的电路测量A、B、C、D四块电池的电动势E和内阻r,图中R0为保护电阻,其阻值为5 Ω.改变电阻箱的阻值R,测出对应的电流I,根据测量数据分别作出A、B、C、D四块电池的-R图线,如图丙所示.由图线C可知电池C的电动势E=________ V,内阻r=________ Ω.

图丙
(3)分析图丙可知,电池________(选填“A”、“B”、“C”或“D”)较优.

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