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(10分)某同学用图示实验装置验证质量一定时系统的加速度与合外力的关系,小车内盛有沙子,沙桶和沙桶内沙子的总质量记为m,小车及车内沙子的总质量记为M,在实验中保持m与M之和不变,将沙桶和沙桶内沙子总重力视为系统所受合外力F,先通电源,再释放纸带,系统加速度a由纸带计算得到;该同学从车子中取出一些沙子,放入沙桶中,改变F的大小,重复多次,测得多组(a,F)。

次数
1
2
3
4
5
6
a/(m/s2)
0.5
0.74
1.01
1.24
1.48
1.75
mg/(N)
0.1
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
⑴该同学在实验中缺了一个必要步骤是                                                    
⑵通过表格中的数据在下图坐标系中画出a-F图象,利用图象求出M+m=                 kg;

⑶该实验研究的对象是                ,所受的合外力是                
⑴平衡摩擦力;⑵图略,见解析,0.2;⑶M+m,mg。

试题分析:⑴本实验是将沙桶和沙桶内沙子总重力视为系统所受合外力F,而实际上小车在运动过程中还受到长木板的摩擦力作用,因此应将木板右端垫高,构成一斜面,让小车及车内沙子的总重力沿斜面向下的分力与摩擦力相平衡,故所缺的一个必要步骤是平衡摩擦力;
⑵根据表格中的数据将纵横轴分别定为a和F,并选择合适标度,采用描点作图法,所作a-F图线如下图所示;

⑶在所作a-F图象中,图线的斜率表示了整体质量的倒数,因此,M+m=kg=0.2kg;
通过上述分析可知,该实验研究的对象是整体,即M+m,所受的合外力是沙桶和沙桶内沙子总重力,即mg。
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

(8分)为了探究加速度与力的关系,某同学设计了如图所示的实验装置,带滑轮的长木板水平放置,板上有两个光电门相距为d,滑块通过细线与重物相连,细线的拉力F大小等于力传感器的示数.让滑块从光电门1由静止释放,记下滑到光电门2的时间t,
改变重物质量来改变细绳拉力大小,重复以上操作5次,得到下列表格中5组数据.  
 
(1)若测得两光电门之间距离为d=0.5m,运动时间t=0.5s,则a=    m/s2
(2)依据表中数据在坐标纸上画出a  F图象.
(3)由图象可得滑块质量m=    kg,滑块和轨道间的动摩擦因数=   .g=10m/s2)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

(4分)在研究匀变速直线运动的实验中,算出小车经过各计数点的瞬时速度为了计算加速度, 最合理的方法是(   )
A.依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度?
B.根据实验数据画出v-t图象,量取其倾角,由公式a=tanα求出加速度
C.根据实验数据画出v-t图象,由图象上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式a=Δv/Δt算出加速度
D.依次算出通过连续两个计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

(8分)(1)如图所示为用打点计时器记录小车运动情况的装置,开始时小车在水平玻璃板上匀速运动,后来在薄布面上做匀减速运动,所打出的纸带如图所示(附有刻度尺),纸带上相邻两点对应的时间间隔为0.02 s.

从纸带上记录的点迹情况可知,小车在玻璃板上做匀速运动的速度大小为________m/s;小车在布面上运动的加速度大小为________m/s2

(2)在某次研究匀变速直线运动规律的实验时,某同学得到了几条较为理想的纸带,他已在每条纸带上按每5个点取好一个计数点,依打点的先后次序编为0、1、2、3、4、5。由于不小心,几条纸带都被撕断了。请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答问题。
①在B、C、D三段纸带中选出从纸带A上撕下的那段应该是         
②打A纸带时,物体的加速度大小是___________ m/s2

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

测量滑块在运动过程中所受的合外力是“探究动能定理”实验要解决的一个重要问题。为此,某同学设计了如下实验方案:
A.实验装置如图所示,一端系在滑块上的细绳通过光滑的轻质定滑轮挂上钩码,用垫块将长木板固定有定滑轮和打点计时器的一端垫起。
B.将纸带穿过打点计时器并固定在滑块上,调整长木板的倾角,接通打点计时器,轻推滑块,直至滑块沿长木板向下做匀速直线运动;
C.保持长木板的倾角不变,取下细绳和钩码,换上新纸带,接通打点计时器,滑块沿长木板向下做匀加速直线运动。

请回答下列问题:
①判断滑块做匀速直线运动的依据是:打点计时器在纸带上所打出点的分布应该是   
②C中滑块在匀加速下滑过程中所受的合外力大小        钩码的重力大小(选填“大于”、“等于”或“小于”)。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

(1)某同学利用下图所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)。从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图所示。打点计时器电源的频率为50Hz。

①计数点5对应的速度大小为         m/s。(保留两位有效数字)。
②物块减速运动过程中加速度的大小为a=      m/s2,(保留两位有效数字)。若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度),则计算结果比动摩擦因数的真实值                (填“偏大”或“偏小”)。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

某同学在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中,记录小车运动情况的一条纸带如图甲所示。图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,相邻的计数点间的时间间隔为T=0.1 s。
图甲图乙
(1)试计算B、C、D各点的瞬时速度:vB=______ m/s,vC=______ m/s,vD=______ m/s
(2)在图乙所示的坐标系中,作出小车的v-t图象,并根据图象求出小车的加速度a=______ m/s2

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

甲图中游标卡尺的读数是      cm。乙图中螺旋测微器的读数是      mm。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

(每空2分,共8分)探究小车加速度与外力、质量关系的实验装置如图9甲所示。把带有滑轮的长木板左端垫高,在没有牵引的情况下让小车拖着纸带以一定的初速度沿木板运动,打点计时器在纸带打出一行计时点,如果计时点间距相等,就说明摩擦力和小车重力沿木板向下的分力平衡。甲、乙两同学用同一装置做探究实验,画出了各自如图所示的a-F的图线,

从图可知两个同学做实验时的________取值不同,其中    同学的取值较大.实验中要求小车的质量M远大于砝码的质量m。图乙是使用交变电流作电源,在以上实验中打出的一条纸带上选择5个计数点A、B、C、D、E,相邻两个计数点之间还有4个点没有画出,他测量了点到点、和点到C点的距离,如图乙所示。则纸带上E点的速度vE=            ,重物的加速度为___   _ 。(结果保留三位有效数字)

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