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“验证牛顿运动定律”实验装置如图1所示.
(1)用砝码盘和砝码所受的总重力作为小车所受的合外力,在保持小车总质量不变的情况下,改变所放砝码的数量,多次重复测量.在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线如图2所示.此图线AB段基本是一条直线,而BC段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是
C
C
.(填选项前的字母)
A.小车与轨道之间存在摩擦       B.导轨保持了水平状态
C.所挂钩码的总质量太大           D.所用小车的质量太大
(2)如图3所示为某次实验得到的纸带,纸带中相邻计数点间的距离已标出,相邻计数点间还有四个点没有画出,计时器打点的时间间隔为0.02s.由此可求得小车的加速度a=
0.49
0.49
 m/s2.(结果保留二位有效数字)
分析:当钩码质量远小于小车质量时,小车受到的拉力近似等于钩码受到的重力;如果钩码质量太大,小车受到的拉力小于钩码重力,图象发生弯曲.根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小.
解答:解:(1)BC段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是钩码总质量过大,大于小车的总质量,故C正确;
故选C
(2)根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2得:
a=
△x
T2
=
0(.0339-0.0289)-(0.0289-0.0240)
0.01
=0.49m/s2
故答案为:C;0.49
点评:利用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用,提高解决问题能力.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(Ⅰ)(6分)某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中,设计了如图所示的实验装置.所用的钩码每只的质量都是30g,他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端,每次都测出相应的弹簧总长度,将数据填在了下面的表中.(弹力始终未超过弹性限度,取g=10m/s2
砝码质量(g) 0 30 60 90 120 150
弹簧总长(cm) 6.00 7.15 8.34 9.48 10.64 11.79
弹力大小(N) 0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5

①试根据这些实验数据在右图给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长L之间的函数关系图线.
②该弹簧的劲度系数k=
25N/m
25N/m

(Ⅱ)(1)现要验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律.给定的器材如下:一倾角可以调节的长斜面(如图所示)、小车、计时器一个、米尺.请填入适当的公式或文字,完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响):
①让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑至斜面底端A2,记下所用的时间t.
②用米尺测量A1与A2之间的距离x,则小车的加速度a=
2x
t2
2x
t2

③用米尺测量A1相对于A2的高度h.设小车所受重力为mg,则小车所受合外力F=
mg
h
x
mg
h
x

④改变
斜面倾角(或h的数值)
斜面倾角(或h的数值)
,重复上述测量.
⑤以h为横坐标,1/t2为纵坐标,根据实验数据作图.如能得到一条过原点的直线,则可以验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律.
(2)在“验证牛顿运动定律”的实验中,实验装置如图甲所示,有一位同学通过实验测量作出了图乙中的A图线.试分析:

①A图线不通过坐标原点的原因是
没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够

②A图线上部弯曲的原因是
未满足钩码质量远小于小车质量
未满足钩码质量远小于小车质量

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科目:高中物理 来源: 题型:

(1)如图所示为一种游标卡尺,它的游标尺上有20个小的等分刻度,总长度为19mm.用它测量某物 体长度时,游标卡尺示数如图所示,则该物体的长度①是
1.050
1.050
 cm.②该游标卡尺读数=
1.0295
1.0295
 cm

(2)在验证牛顿运动定律的实验中有如图(a)所示的装置,小车放在斜面上,车前端拴有不可伸长的细线,跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连,小车后面与打点计时器的纸带相连.开始时,小车停在靠近打点计时器的位置,重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离.启动计时器,释放重物,小车在重物牵引下,由静止开始沿斜面向上运动,重物落地后,小车会继续向上运动一段距离.打点计时器使用的交流电频率为50Hz.图(b)中a、b、c是小车运动纸带上的三段,纸带运动方向如图箭头所示.

①根据所提供的纸带和数据,计算打c段纸带时小车的加速度大小为
5.0
5.0
m/s2(计算结果保留两位有效数字).
②打a段纸带时,小车的加速度是2.5m/s2,请根据加速度的情况,判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的
D4D5
D4D5
两点之间.
③若重力加速度取10m/s2,由纸带数据可推算出重物m与小车的质量M比为m:M=
1:1
1:1

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科目:高中物理 来源: 题型:

某同学设计了如下实验方案用来‘验证牛顿运动定律’:
(1)如图甲所示,将木板有定滑轮的一端垫起,把滑块通过细绳与带夹的重锤相连,然后跨过定滑轮,重锤下夹一纸带,穿过打点计时器.调整木板倾角,直到轻推滑块后,滑块沿木板匀速运动.
(2)如图乙所示,保持长木板的倾角不变,将打点计时器安装在长木板上靠近滑轮处,取下细绳和重锤,将滑块与纸带相连,使其穿过打点计时器,然后接通电源释放滑块,使之由静止开始加速运动.打点计时器使用的交流电的频率为50Hz,打出的纸带如图丙所示,A,B,C,D,E是纸带上五个计数点.

①图乙中滑块下滑的加速度为
3.9m/s2
3.9m/s2
.(结果保留两位有效数字)
②若重锤质量为m,滑块质量为M,重力加速度为g,则滑块加速下滑受到的合力为
mg
mg

③某同学在保持滑块质量不变的情况下,通过多次改变滑块所受合力,由实验数据作出的a-F,图象如图丁所示,则滑块的质量为
2.0(1.8~2.2)
2.0(1.8~2.2)
kg.(结果保留两位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

在“验证牛顿运动定律”的实验中,采用如图1所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出.
(1)当M与m的大小关系满足
M>>m
M>>m
时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力.

(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持盘及盘中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据.为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系,应该做a与
1
M
1
M
的图象.
(3)如图2(a),甲同学根据测量数据做出的a-F线,说明实验存在的问题是
平衡摩擦力时木板倾角过大
平衡摩擦力时木板倾角过大

(4)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a-F图线,如图2(b)所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同?答:
两小车及车上砝码的总质量不同
两小车及车上砝码的总质量不同

(5)一组同学在先保持盘及盘中的砝码质量一定,探究做加速度与质量的关系,以下做法正确的是:
BC
BC

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,要保证绳和纸带均与木板平行以减小误差
D.小车运动的加速度可用天平测出m以及小车质量M,直接用公式 a=mg/M求出.
(6)已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,每相邻两个计数点间还有4个点未画出,利用图3给出的数据可求出小车下滑的加速度a=
1.58m/s2
1.58m/s2
.(结果保留三位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:

在利用打点计时器和小车来做“验证牛顿运动定律”的实验时,下列说法中正确的是 (  )
A、平衡摩擦力时,应将砝码及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上;B、连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行;C、平衡摩擦力后,长木板的位置不能移动;D、小车释放前应靠近打点计时器,且应先接通电源再释放小车.

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