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为了探究受到空气阻力时,物体运动速度随时间的变化规律,某同学采用了“加速度与物体...

manfen5.com 满分网为了探究受到空气阻力时,物体运动速度随时间的变化规律,某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图所示).实验时,平衡小车与木板之间的摩擦力后,在小车上安装一薄板,以增大空气对小车运动的阻力.
(1)往砝码盘中加入一小砝码,在释放小车______(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源,在纸带上打出一系列的点.
(2)从纸带上选取若干计数点进行测量,得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表:
时间t/s0.501.001.502.002.50
速度v/0.120.190.230.260.280.29
请根据实验数据作出小车的v-t图象.
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(3)通过对实验结果的分析,该同学认为:随着运动速度的增加,小车所受的空气阻力将变大,你是否同意他的观点?请根据v-t图象简要阐述理由.
本题以探究运动物体所受空气阻力与速度的关系实验为背景,考查对基本实验(探究加速度与力的关系)变通与创新能力.实验原理是牛顿第二定律.利用题中数据可建立v-t图象,由v-t图象可得到不同速度时的加速度,再由牛顿第二定律可得到不同速度时的空气阻力,这就可以直到空气阻力与速度的关系. 解(1)由于纸带长度有限,为了能在有限长度的纸带上打出更多可用的点,应该先接通电源再释放纸带. (2)合理选取坐标刻度,尽可能使图象“充满”坐标平面,利用题中所给数据描点连线,得到小车的v-t图象如图7所示. (3)由小车的v-t图象可知,随小车速度的增大,其加速度(图象斜率)变小,由牛顿第二定律可知,小车所受合外力随速度增大而减小.由于小车所受拉力大小一定,摩擦力已经平衡掉,所以合力减小必是由空气阻力增大引起的.所以,随着运动速度的增加,小车所受的空气阻力将变大.该同学的观点正确. 故答案是:(1)之前 (2)作出的v-t图象如图所示 (3)同意.在v-t图象中,速度越大时,加速度越小,小车受到的合力越小,则小车受空气阻力越大.
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考点分析:
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A.图乙中的F是力F1和F2合力的理论值,F′是力F1和F2合力的实际测量值
B.图乙的F′是力F1和F2合力的理论值,F是力F1和F2合力的实际测量值
C.在实验中,如果将细绳也换成橡皮条,那么对实验结果没有影响
D.在实验中,如果将细绳也换成橡皮条,那么对实验结果没有影响
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A.若撤去F1,则甲的加速度一定变大
B.若撤去F1,则细线上的拉力一定变大
C.若撤去F2,则乙的加速度一定变大
D.若撤去F2,则乙的加速度一定变小
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A.从0至t2时间内该同学处于失重状态
B.在t2至t3时间内该同学处于超重状态
C.t3时刻该同学加速度为零
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A.F1保持不变
B.F2缓慢增大
C.F3保持不变
D.F3缓慢增大
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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