某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系” 的实验,如图,图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行,这时,橡皮筋对小车做的功记为W,当用2条、3条……,完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时,使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。
(1)除了图中已有的实验器材外,还需要导线、开关、刻度尺和 。
A.电源 B.秒表 C.小桶 D.沙子
(2)木板倾斜的目的是为了 。
(3)若木板水平放置,小车在两条橡皮筋作用下运动,当小车速度最大时,关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置,下列说法正确的是( )
A.橡皮筋处于原长状态 B.橡皮筋仍处于伸长状态
C.小车在两个铁钉的连线处 D.小车已过两个铁钉的连线
(4)在正确操作情况下,打在纸带上的点,并不都是均匀的,为了测量小车获得的速度,应选用纸带的 部分进行测量(根据下面所示的纸带回答)
①A—D ②C—H ③E—H ④G—K
(5)下面是本实验的数据记录表,
|
橡皮筋做功 |
10个间隔距离x(m) |
10个间隔时间T(s) |
小车获得速度vn(m/s) |
小车速度的平方vn2(m/s)2 |
1 |
W |
0.2880 |
0.2 |
1.44 |
2.07 |
2 |
2W |
0.4176 |
0.2 |
2.09 |
4.36 |
3 |
3W |
0.4896 |
0.2 |
2.45 |
5.99 |
4 |
4W |
0.5904 |
0.2 |
2.95 |
8.71 |
5 |
5W |
0.6480 |
0.2 |
3.24 |
10.50 |
从理论上讲,橡皮筋做的功Wn和物体速度vn变化的关系应是Wn 。请运用表中测定的数据在上图所示的坐标系中作出相应的图象,并验证理论的正确性。
(每空3分,共6分)在验证力的平行四边形法则的实验中,有位同学做了一系列步骤,其中的两个步骤是这样做的:
①在水平放置的木板上垫一张白纸,把橡皮条的一端固定在木板上,另一端拴点达到某一位置O点,在白纸上记下O点与两个弹簧秤的读数F1与F2;
②只用一个弹簧秤通过细线沿原来的方向(即两个弹簧同时拉时橡皮条伸长的方向)拉橡皮条,记下此时弹簧秤的读数F’和细线的方向;
以上两个步骤中均有疏漏或错误,分别是:
在①中;
在②中。
一位同学实验获得几组数据以后,采用图像分析实验数据。将相应的力F和加速度a,在F—a图中描点并拟合成一条直线,如图所示。你认为直线不过原点的可能原因是( )
A.钩码的质量太大 |
B.未平衡摩擦力 |
C.平衡摩擦力时木板的倾角太小,未完全平衡 |
D.平衡摩擦力时木板的倾角太大,失去平衡 |
在《探究加速度与力、质量的关系》实验中,所用装置如图3所示。某同学实验后挑选出的纸带如图4所示。图中A、B、C、D、E是按打点先后顺序依次选取的计数点,相邻计数点间的时间间隔T=0.1s。
计数点C对应物体的瞬时速度为m/s
整个运动过程中物体的加速度为m/s2
现要验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律。给定的器材如下:一倾角可以调节的长斜面(如图4)、小车、计时器一个、米尺。填入适当的公式或文字,完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响):
① 小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑至斜面底端A2,记下所用的时间
② 用米尺测量A1与A2之间的距离s,则小车的加速度____________。
③ 用米尺A1相对于A2的高h。设小车所受重力为mg,则小车所受的合外力F=________。
④ 改变_________________,重复上述测量。
⑤ 以h为横坐标,为纵坐标,根据实验数据作用作图。如能得到一条过原点的直线,则可以验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律。
在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中,某同学设计的方案是:
① 调节斜面倾角,使小车在斜面上匀速下滑。测量此时A1点相对于斜面底端A2的高度ho。
② 进行(1)中的各项操作。
③ 计算与作图时用(h-ho)代替h。
对此方案有以下几种评论意见:
A.方案正确可行
B.方案的理论依据正确,但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动。
C.方案的理论依据有问题,小车所受摩擦力与斜面倾角有关。
其中合理的意见是________。
在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,采用的科学研究方法是。 某同学在保持小车质量不变的情况下,通过多次改变对小车的拉力,由实验数据作出的a—F图象如下图所示,则该图象中图线不过原点的原因是:。