在探究加速度与力、质量的关系实验中,采用如图所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用表示,盘及盘中砝码的质量用表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打上的点计算出。
(1)当与的大小关系满足 时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘中砝码的重力。
(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与质量的关系,应该做与 的图象。
(3)如下图(a),甲同学根据测量数据做出的图线,说明实验存在的问题是
(4)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的图线如下图(b)所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同? 。
(1) (2) (3)平衡摩擦力过度或木板倾角过大
(4)两小车及车上的砝码的总质量不同
解析试题分析:(1)以整体为研究对象有,解得;以为研究对象有绳子的拉力,显然只有,才有,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力.
(2)根据牛顿第二定律,与成反比,而反比例函数图象是曲线,而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系,故不能作图象;但,故与成正比,而正比例函数图象是过坐标原点的一条直线,就比较容易判定自变量和因变量之间的关系,故应作图象.
(3)图中没有拉力时就产生了加速度,说明平衡摩擦力时木板倾角过大.
(4)由图可知在拉力相同的情况下;根据可得,即图象的斜率等于物体的质量的倒数,有.故两人的实验中小车及车中砝码的总质量不同.
考点:本题考查了控制变量法探究牛顿第二定律、图象、近似法。
科目:高中物理 来源: 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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(4分)利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时,需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某班同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案:
a.用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度v.
b.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过v=计算出瞬时速度v.
c.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v,并通过h=计算出高度h.
d.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v.
以上方案中正确的是 .(填入相应的字母)
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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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如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置:
(1)请你用实线作为导线将实物图连接完整;
(2)如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上电键后,将线圈A中的铁芯迅速抽出,则电流计指针会______(“向右偏”或“向左偏”);
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在“研究小车加速度与所受合外力的关系”实验中时,甲、乙两实验小组引进“位移传感器”、“力传感器”,分别用如图(a)、(b)所示的实验装置实验,重物通过细线跨过滑轮拉相同质量小车,位移传感器(B)随小车一起沿水平轨道运动,位移传感器(A)固定在轨道一端.在运动过程中位移传感器(B)发出信号,位移传感器(A)接收信号且显示小车运动的位移。甲组实验中把重物的重力作为拉力F,乙组直接用力传感器测得拉力F,改变重物的重力重复实验多次,记录多组数据,并画出a-F图像。
(1)甲组实验把重物的重力作为拉力F的条件是_______________________________________ 。
(2)图(c)中符合甲组同学做出的实验图像的是_________________;符合乙组同学做出的实验图像的是_____________。
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有一只灵敏电流表的满偏电流Ig=500μA,内阻Rg=1000Ω,
(1)若把它改装成量程为1mA的毫安表,应 (串联或并联) Ω的电阻;
(2)若将这只灵敏电流表改装为量程10V的电压表,应 (串联或并联) Ω的电阻
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(8分)用如图甲所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验.实验时保持小车的质量M(含车中的钩码)不变,用在绳的下端挂的钩码的总重力mg作为小车受到的合力,用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度.
(1)实验时绳的下端先不挂钩码,反复调整垫木的左右位置,直到小车做匀速直线运动,这样做的目的是____________________________.
(2)图乙为实验中打出的一条纸带的一部分,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E,相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出,测出各计数点到A点之间的距离,如图乙所示.已知打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源两端,则此次实验中小车运动的加速度的测量值a=________m/s2.(结果保留两位有效数字)
(3)通过增加绳的下端挂的钩码的个数来改变小车所受的拉力F,得到小车的加速度a与拉力F的数据,画出a–F图线后,发现当F较大时,图线发生了如图丙所示的弯曲.该同学经过思考后将实验方案改变为用小车中的钩码挂在绳的下端来增加钩码的个数和外力.那么关于该同学的修正方案,下列说法正确的是________.(写选项字母)
A.该修正方案可以避免a–F图线的末端发生弯曲
B.该修正方案要避免a–F图线的末端发生弯曲的的条件是M≥m
C.该修正方案画出的a–F图线的斜率为
D.该修正方案画出的a–F图线的斜率为
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在“验证牛顿运动定律”的实验中,采用如图所示的实验装置.
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______________时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的总重力.
(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.为了比较容易地归纳出加速度a与质量M的关系,应该作a与___________的图象.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描出的点作出a—F图象(图在答卷纸上),并根据测量数据作出的a-F图线,说明实验过程中可能存在的问题是_ ______.
(4)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a-F图线如图所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同? .
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