某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系实验．图(a)为实验装置简图.A为小车.B为电火花计时器.C为装有细砂的小桶.D为一端带有定滑轮的长方形木板.实验中认为细绳对小车拉力F等于细砂和小桶的总重量.小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得．①图(b)为某次实验得到的纸带.已知实验所用电源的频率为50Hz．根� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

19．某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验．图（a）为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有细砂的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于细砂和小桶的总重量，小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得．

①图（b）为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz．根据纸带可求出小车的加速度大小为3.2m/s²．（结果保留二位有效数字）
②在“探究加速度a与质量m的关系”时，保持细砂和小桶质量不变，改变小车质量m，分别记录小车加速度a与其质量m的数据．在分析处理数据时，该组同学产生分歧：甲同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量m的图象．乙同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量倒数$\frac{1}{m}$的图象．两位同学都按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注，但尚未完成图象（如图所示）．你认为同学乙（填“甲”、“乙”）的方案更合理．
③在“探究加速度a与合力F的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中细砂的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图（c），该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因．
答：实验前该同学未平衡（或未完全平衡）摩擦力．

分析 1、运用匀变速直线运动的公式△x=at²去求解加速度．
2、为研究a与m的关系，作a与$\frac{1}{m}$的关系关系图线，注意选取好标度．
3、图线不通过坐标原点，当F为某一值时，加速度为零，知平衡摩擦力不足．

解答解：①A、B、C、D、E为每两个点取出的计数点，每一个点的时间间隔为0.02s，所以每两个点的时间间隔为0.04s，
由△x=at²即连续相等时间内的位移差为定值的，
6.70-6.19=7.21-6.70=7.72-7.19=0.51mm，他们的位移差全部相等为0.5mm，即0.0005m，
所以加速度a=$\frac{△x}{{t}^{2}}=\frac{0.00051}{0.0{4}^{2}}$=3.2m/s²，
②由牛顿第二定律F=ma可知当合力F不变时m与a成反比，在a-m图象中应该是双曲线，但是实验得出的各组数据是不是落在同一条双曲线上是不好判断的，
但是a-$\frac{1}{m}$的关系是正比例函数，此时各组数据是不是落在同一条直线上是非常容易观察的，
所以乙同学的方案更合理．实验得出的各组数据应该大体上落在同一条直线上．
③从图象可以看出当有了一定的拉力F时，小车的加速度仍然是零，小车没动说明小车的合力仍然是零，即小车还受到摩擦力的作用，
说明摩擦力还没有平衡掉，或者是平衡摩擦力了但是平衡的还不够，没有完全平衡掉摩擦力，
所以图线不通过坐标原点的原因是实验前该同学未平衡（或未完全平衡）摩擦力．
故答案为：①3.2；②乙；③实验前该同学未平衡（或未完全平衡）摩擦力

点评本题考查了打点计时器的应用及打出的纸带的处理方法，有利于学生基本知识的掌握，同时也考查了学生对实验数据的处理方法，及试验条件的掌握，平衡摩擦力的方法．

练习册系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中物理 来源： 题型：填空题

9．

如图所示为一个小灯泡的电流与它两端电压的变化关系曲线．若把三个这样的灯泡串联后，接到电压恒定的3V电源上，求流过小灯泡的电流为0.2A，小灯泡的电阻为5Ω．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：选择题

10．某些国家照明电路使用的正弦交变电流的频率为60Hz，电压的有效值是110V．这个交变电流的电压u随时间t变化的关系式为（　　）

A．

u=110sin60πt

B．

u=110sin120πt

C．

u=110$\sqrt{2}$sin60πt

D．

u=110$\sqrt{2}$sin120πt

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：选择题

7．根据恒星的分类，太阳属于（　　）

A．

超巨星

B．

巨星

C．

中型星

D．

中子星

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：解答题

14．

有位同学想知道家中一把小铁锁的重心位置，做了如下实验：用一轻细线一端系在小铁锁上，将其悬挂起来，如图（a）所示，近似将其当作单摆处理，实验步骤如下：
A．用米尺量出悬点到小铁锁下端的距离L；
B．将铁锁拉离平衡位置一个小角度由静止释放，当铁锁某次经过平衡位置时开始计时，并计数为0，此后铁锁每次经过平衡位置计数一次，当数到30时停止计时，测得时间为t；
C．根据T=t/30计算得出小铁锁的振动周期T；
D．多次改变悬线长度，对应每个悬线长度，都重复实验步骤B、C，得到多组L、T的数据；
F．作出L-T²图象如图（b）所示．
（1）以上实验步骤中存在的错误是：应将T=$\frac{t}{30}$改为T=$\frac{t}{15}$；
（2）用上述方法可得出小铁锁的重心到其下端的距离为1.0cm；
（3）用上述方法可得出当地重力加速度大小为9.5m/s²．（取π²=10）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：解答题

4．我们都有过这样的体验：手电筒里的两节干电池用久了以后，灯泡发红光，这就是我们常说的“电池没电了”，有人为了“节约”，在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用．某同学为了检验此人的做法是否合理，设计了下面验：
①该同学设计了如图甲所示的电路来分别测量新旧干电池的电动势和内阻，并将测量结果描绘成如图乙所示的U-I 图象，
由图线可知：新电池电动势E₁=1.5V，内阻 r ₁=0.3Ω；旧电池电动势E₂=1.2V；
内阻 r₂=4.0Ω．
②计算新旧电池各一节串联作电源使用时的效率．（手电筒的小灯泡上标有“3V 2W”）
③计算上小题中旧电池提供的总电功率和它内阻消耗的电功率分别是多少．
④你认为新旧电池搭配使用的做法是否合理，简述理由．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：选择题

11．下列关于物体的运动，不可能的是（　　）

	A．	在某时刻物体运动的加速度为零而速度不为零
	B．	在某过程中物体的加速度为正而速度的变化量为负
	C．	在某位置时物体具有向东的速度却具有向西的加速度
	D．	在某段时间内物体的速度变化量很大而加速度却很小

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：填空题

8．绳子上的一列简谐波向右传播，当绳子A质点达到正向最大位移处时，在其右方相距30cm处的B质点刚好运动到负向最大位移处，已知波长大于15cm，则波长为0.6m或0.2m．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：多选题

9．