在用DIS(数字化信息系统)研究小车加速度与外力的关系时,某实验小组先使用如图(a)所示的实验装置,重物通过滑轮用细线拉小车,位移传感器(发射器)随小车一起沿倾斜轨道运动,位移传感器(接收器)固定在轨道一端。实验时将重物的重力作为拉力F,改变重物重力重复实验四次,列表记录四组数据:
1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | |
2.0 | 2.9 | 4.0 | 5.0 |
(1)在图(c)所示的坐标纸上作出小车加速度a随拉力F变化的图线。
(_____)
(2)从所得图线分析知,该实验小组在操作过程中的不当之处是____________。
(3)如果实验时,在小车和重物之间接一不计质量的微型力传感器来测量拉力F,实验装置如图(b)所示,从理论上分析,该实验图线的斜率将_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
某研究学习小组用图甲所示的装置探究加速度与合力的关系。装置中的铝箱下端连接纸带,砂桶中可放置砂子以改变铝箱所受的外力大小,铝箱向上运动的加速度大小a可由打点计时器和纸带测出。现保持铝箱总质量不变,逐渐增大砂桶和砂的总质量进行多次实验,得到多组a、F值(F为力传感器的示数,等于悬挂滑轮的轻绳的拉力),不计滑轮的重力。
(1)某同学根据实验数据画出了图像如图乙所示,则由该图像可得铝箱总质量______,重力加速度__________(结果保留2位有效数字)。
(2)当砂桶和砂的总质量较大导致a较大时,图线_______(填选项前的字母)。
A.偏向纵轴 B.偏向横轴
C.仍保持原方向不变 D.斜率逐渐减小
某实验小组利用如图所示的装置进行实验,当质量m一定时,加速度a与力F成正比,,(为小车及车内砝码的总质量,为桶及桶中砝码的总质量)。具体做法:将小车从A处由静止释放,用速度传感器测出它运动到B处时的速度v,然后将小车内的一个砝码拿到小桶中,小车仍从A处由静止释放,测出它运动到B处时对应的速度,重复上述操作。图中A、B相距x。
(1)a与ν及x间的关系式是________。
(2)如果实验操作无误,四位同学根据实验数据作出了下列图像,其中正确的是__________。
A. B. C. D.
(3)下列能够减小本实验误差的措施是________。
A.实验中必须保证 B.实验前要平衡摩擦力
C.细线在桌面上的部分应与长木板平行 D.图中A、B之间的距离x尽量小些
甲,乙两位同学做“探究加速度与物体质量,物体受力的关系”实验。
(1)实验装置如图甲所示,计时器所用交流电源的频率为50Hz,打出的一条纸带如图乙所示,从比较清晰的点起,每5个间隔取一个计数点,相邻计数点间的4个点迹未画出,量出相邻计数点之间的距离,则该小车的加速度为__________(结果保留2位有效数字)。
(2)两同学各取一套图甲所示的装置放在水平桌面上,在没有平衡摩擦力的情况下,研究加速度a与拉力F的关系,分别得到图丙中甲、乙两条直线,图线斜率为__________,重力加速度大小为g,则甲、乙用的小车与木板间的动摩擦因数的关系为______(选填“大于”“小于”或“等于”)。
如图为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用表示。在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”。
(1)完成下列实验步骤中的填空:
①平衡小车所受的阻力,小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列_______的点。
②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码。
③打开电源,释放小车,获得带有点列的纸带,在纸带上标出小车中砝码的总质量m。
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③。
⑤在标有m的纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距,求出与不同m相对应的加速度的大小a。
⑥以砝码的质量m为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上画出关系图线。若a与小车和砝码的总质量成反比,则与m应成________(选填“线性”或“非线性”)关系。
(2)完成下列填空:
(i)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是___________。
(ⅱ)设纸带上四个相邻计数点的间距为、和。用、和(计时器打点的时间间隔)表示加速度,则加速度的大小_____。如下图为用米尺测量某一纸带上的、的情况,由图可读出_____mm,______mm。由此求得加速度的大小______。
(ⅲ)如下图为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿第二定律成立,则小车受到的拉力为_____,小车的质量为______。
如图所示,在倾角为30°的光滑斜面上,一轻质弹簧两端连接两个质量均为m=1 kg的物块B和C.物块C紧靠着挡板P,物块B通过一跨过光滑定滑轮的轻质细绳与质量m0=8 kg、可视为质点的小球A相连,与物块B相连的细绳平行于斜面,小球A在外力作用下静止在对应圆心角为60°、半径R=2 m的光滑圆弧轨道的最高点a处,此时细绳恰好伸直且无拉力,圆弧轨道的最低点b与光滑水平轨道bc相切.现由静止释放小球A,当小球A滑至b点时,物块B未到达a点,物块C恰好离开挡板P,此时细绳断裂.已知重力加速度g取10 m/s2,弹簧始终处于弹性限度内,细绳不可伸长,定滑轮的大小不计.求:
(1)弹簧的劲度系数;
(2)在细绳断裂后的瞬间,小球A对圆弧轨道的压力大小.