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为了探究物体质量一定时加速度与力的关系,甲、乙两同学设计了如图所示的实验装置。其...

为了探究物体质量一定时加速度与力的关系,甲、乙两同学设计了如图所示的实验装置。其中M为小车的质量,m为砂和砂桶的质量,滑轮由铁丝固定在车上,质量为m0=0.1kg。力传感器可测出轻绳中的拉力F的大小,不计滑轮与轻绳之间的摩擦。

1)实验时,一定要进行的操作是____(填写选项前字母)

A用天平测出砂和砂桶的质量

B.将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力

C.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录力传感器的示数

D.为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M

2)甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出小车在2号点时的速度为___m/s,小车的加速度为____m/s2;(结果保留三位有效数字)

3)乙同学根据测量数据作出如图所示的a—F图线,该同学做实验时存在的问题是____

4)乙同学改正实验方案后,得到了如图的a—F图线。则小车的质量M____

 

BC 0.380m/s2 没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够 0.90kg 【解析】 (1)[1]AD.本题绳中拉力可以由力传感器测出,不需要用天平测出砂和砂桶的质量,也不需要使砂和砂桶的质量远小于车的总质量,故AD错误; B.实验时需将长木板右端垫高,以平衡摩擦力,B正确; C.实验时,小车应靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,记录传感器的示数,故C正确。 (2)[2]两计数点间还有四个点没有画出,相邻计数点间的时间间隔 T=5×0.02s=0.1s 根据纸带可求出小车在2号点时的速度 [3]根据△x=aT2,运用逐差法有: =0.380m/s2 (3)[4]由图像可知,当F不等于0,a仍等于0时,则其没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够。 (4)[5]由牛顿第二定律得: 则 a= 由图像可知斜率 k= 则小车的质量为  
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考点分析:
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“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示.

(1)下列说法正确的是________

A.在探究加速度与质量的关系时,应该保证拉力的大小不变

B.“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足对探究过程也不会产生影响

C.在探究加速度与力的关系时,只需测量一次,记录一组数据即可

D.在探究加速度与力的关系时,作aF图象应该用折线将所描的点依次连接

(2)在实验中,某同学得到了一条纸带如图所示,选择了ABCDE作为计数点,相邻两个计数点间还有4个计时点没有标出,其中x1=7.05 cm、x2=7.68 cm、x3=8.30 cm、x4=8.92 cm,电源频率为50 Hz,可以计算出小车的加速度大小是________m/s2.(保留两位有效数字)

(3)某同学将长木板右端适当垫高,其目的是________.如果长木板的右端垫得不够高,木板倾角过小,用a表示小车的加速度,F表示细线作用于小车的拉力,他绘出的aF关系图象可能是________

A.B.

C.D.

 

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利用如图甲所示的气垫导轨实验装置来探究合力一定时,物体的加速度与质量之间的关系.

做实验时,将滑块从图甲所示位置由静止释放,由数字计时器(图中未画出)可读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为△t1、△t2;用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离L,用游标卡尺测得遮光条宽度d,则滑块经过光电门1时的速度表达式V1=_______;滑块加速度的表达式a=_______.(以上表达式均用已知字母表示).如图乙所示,若用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度,其读数为_________mm.

在实验过程中,当改变小车质量M时,通过改变__________________________保证小车受到的合力大小不变.

 

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在用DIS研究小车加速度与外力的关系时,某实验小组先用如图(a)所示的实验装置,重物通过滑轮用细线拉小车,在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器,位移传感器(发射器)随小车一起沿水平轨道运动,位移传感器(接收器)固定在轨道一端.实验中力传感器的拉力为F,保持小车(包括位移传感器发射器)的质量不变,改变重物重力重复实验若干次,得到加速度与外力的关系如图(b)所示.

1)小车与轨道的滑动摩擦力f=________ N

2)从图象中分析,小车(包括位移传感器发射器)的质量为________kg

3)该实验小组为得到aF成正比的关系,应将斜面的倾角θ调整到________(保留两位有效数字)

 

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图甲为研究加速度和力的关系的实验装置.在实验操作中,将砝码盘和砝码所受的重力看成小车所受合外力.在保持小车总质量不变的情况下,改变所加砝码的数量,多次重复测量,得到加速度随力的变化规律如图乙所示.

(1)分析发现图线的水平轴上有明显的截距(OA不为零),这是因为_______________________

(2)在图乙的aF图线中,AB段基本是一条直线,由此得到,在小车总质量一定的条件下,加速度与小车受到的合外力的关系是____________________________________BC段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是__________________________.

 

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某实验小组利用小车、一端带有滑轮的导轨、打点计时器和几个已知质量的小钩码探究加速度与力的关系,实验装置如图甲所示.

1)图乙是实验中得到的一条纸带,图中相邻两计数点的时间间隔为0.1 s,由图中的数据可得小车的加速度a=__m/s2

2)该实验小组以测得的加速度a为纵轴,所挂钩码的总重力F为横轴,作出的图象如丙图中图线1所示,发现图象不过原点,怀疑在测量力时不准确,他们将实验进行了改装,将一个力传感器安装在小车上,直接测量细线拉小车的力F,作aF图如丙图中图线2所示,则图象不过原点的原因是__,对于图象上相同的力,用传感器测得的加速度偏大,其原因是____________

3)该实验小组在正确操作实验后,再以测得的加速度a为纵轴,所挂钩码的总重力F和传感器测得的F为横轴作图象,要使两个图线基本重合,请你设计一个操作方案_____________

 

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