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某研究性学习小组分别用如图所示的装置进行以下实验:“探究加速度与合外力的关系”....

某研究性学习小组分别用如图所示的装置进行以下实验:探究加速度与合外力的关系.装置中,小车质量为M,砂桶和砂的总质量为m,通过改变m来改变小车所受的合外力大小,小车的加速度a可由打点计时器和纸带测出.现保持小车质量M不变,逐渐增大砂桶和砂的总质量m进行多次实验,得到多组aF值(F为弹簧测力计的示数).

(1)为了减小实验误差,下列做法正确的是______________

A.需平衡小车的摩擦力

B.砂桶和砂的总质量要远小于小车的质量

C.滑轮摩擦足够小,绳的质量要足够轻

D.先释放小车,后接通打点计时器的电源

(2)某同学根据实验数据画出了如图所示的一条过坐标原点的倾斜直线,其中纵轴为小车的加速度大小,横轴应为______________

A.           

B.             

C.            

D.

(3)当砂桶和砂的总质量较大导致a较大时,图线______________

A.逐渐偏向纵轴

B.逐渐偏向横轴

C.仍保持原方向不变

(4)图为上述实验中打下的一条纸带,A点为小车刚释放时打下的起始点,每两点间还有四个计时点未画出,测得AB=2.0 cm、AC=8.0 cm、AE=32.0 cm,打点计时器的频率为50 Hz,小车的加速度为________m/s2

 

AC D C 4 【解析】 解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项.其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚.对小车列出牛顿第二定律方程和平衡方程,解出加速度a的函数表达式,然后即可得出横轴坐标与斜率与什么物理量有关,从而得出结论; 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. (1) 本实验中弹簧秤的示数即为绳子的拉力,不需要用砂和砂桶的总重力代替绳子拉力,所以不需要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量,但滑轮摩擦和绳子的重力会影响示数,所以滑轮摩擦足够小,绳的质量要足够轻,实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作,以保证小车所受合外力恰好是绳子的拉力,实验时,若先放开小车,再接通打点计时器电源,由于小车运动较快,可能会使打出来的点很少,不利于数据的采集和处理, 故应选AC; (2) 对小车分析,应有F=Ma,解得:,由于图线经过坐标原点,所以横轴应为F,故D正确; (3) 由于图象的斜率为,所以增大沙和沙桶质量,k不变,仍保持原方向不变,所以C正确; (4) 纸带上面每打一点的时间间隔是0.02s,且每两个记数点间还有四个计时点未画出,T=0.1s, 连续相等时间内的位移差为△x=4cm=0.04m,根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可得: .
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考点分析:
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在进行探究共点力合成的规律的实验中,用如图(a)所示的两个力拉弹簧使之伸长至某一位置,并适当调整力的方向,使两力之间的夹角为90°(图中钩码规格相同)

(1)换用一根线牵引弹簧((b),使弹簧的伸长量与两个力作用时相同,此时需要挂___________个与图甲中相同规格的钩码。

(2)你对合力与分力遵循什么样的规律作出的猜想是___________

(3)本实验采用的科学方法是___________

A.理想实验    B.等效替代    C.控制变量    D.物理模型

 

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某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。

1)如图甲所示,将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都应在________方向(填水平竖直)。

2)弹簧自然悬挂,待弹簧________时,长度记为L0,弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx;在砝码盘中每次增加10 g砝码,弹簧长度依次记为L1L6,数据如下表:

代表符号

L0

L x

L 1

L 2

数值(cm

23.35

27.35

29.35

31.30

代表符号

L 3

L 4

L 5

L 6

数值(cm

33.4

35.35

37.40

39.30

 

表中有一个数值记录不规范,代表符号为________。由表可知所用刻度尺的分度值为________

3)如图乙是该同学根据表中数据所作的图象,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与________的差值(填L0Lx)。

4)由图乙可知弹簧的劲度系数为________N/m;通过表中数据可知砝码盘的质量为________g(结果保留两位有效数字,重力加速度取9.8m/s2)。

5)该同学在测量时没有考虑弹簧的自重,则弹簧劲度系数的测量值与真实值相比________(填偏大”“偏小相等)。

 

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使用如图所示的气垫导轨装置进行实验测物体加速度a.其中G1G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器M通过G1G2光电门时,光束被遮挡的时间t1t2都可以被测量并记录.挡光片宽度为d,光电门间距离为s,回答下列问题:

1)物体通过G1的速度为______(用dt1表示)

2)物体的加速度a=______(用dst1t2表示)

 

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图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带.

已知打点计时器电源频率为50Hz,则纸带上打相邻两点的时间间隔为_________

②ABCD是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出.从图中读出AB两点间距s __________C点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字)

 

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据报道,我国将在2017年左右实现载人登月,届时宇航员将登临月球,访问“吴刚”。假设质量为60kg的宇航员乘宇宙飞船登上了月球,已知地球表面的重力加速度g9.8N/kg,月球表面的重力加速度g′1.6N/kg,则该宇航员:

1)在地球上的质量为多少?所受重力大小为多少?

2)在月球上的质量为多少?所受重力大小为多少?

 

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