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题文

图1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Δt表示.在小车质量M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:撤去砂和砂桶,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,在左端挂上适当质量的砂和砂桶,在小车中放入砝码.
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m.
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③.
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点.测量相邻计数点的间距s1,s2,….求出与不同m相对应的加速度a.
⑥以砝码的质量m为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上做出-m关系图线.若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则与m应成     关系(填“线性”或“非线性”).
(2)完成下列填空:
①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,悬挂砂和砂桶的总质量应满足的条件是     .
②如图2所示是该同学在某次实验中利用打点计时器打出的一条纸带,A、B、C、D是该同学在纸带上选取的连续四个计数点.该同学用刻度尺测出AC间的距离为S,测出BD间的距离为S.a可用S、S和Δt(打点的时间间隔)表示为a=     .
  
③图3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,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为     ,小车的质量为     .

科目 物理   题型 实验题   难度 中等
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相关试题

(1)如图为“验证力的平行四边形定则”实验,三个细线套L1、 L2、 L3共系于一个结点,另一端分别系于轻质弹簧测力计A、B和重物M上,A挂于固定点P.手持B拉动细线,使结点静止于O点.

①某次实验中A的指针位置如图所示,其读数为_________N;
②实验时要在贴于竖直木板的白纸上,记录_____、______、_____和L1、L2、L3的方向及M的重力。
③下列实验要求中必要的是_________(填选项的字母代号);
A.弹簧测力计需要在实验前进行校零
B.细线套方向应与木板平面平行
C.需要用托盘天平测量重物M的质量
D.弹簧测力计B始终保持水平
(2)“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示.
①打点计时器应接入____________(填“直流”或“交流”)电源。在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸带如图乙所示。计时器打点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离(单位:cm)。该小车的加速度a=______m/s2.(结果保留两位有效数字)


②平衡摩擦力后,将5个相同的钩码都放在小车上,挂上钩码盘,然后每次从小车上取一个钩码添加到钩码盘中,测量小车的加速度。小车的加速度a与钩码盘中钩码总重力F的实验数据如下表:

钩码盘中钩码总重力F(N)
0.20
0.40[
0.60
0.80
1.00
加速度a(m·s-2
0.69
1.18
1.66
2.18
2.70


请根据实验数据作出a-F的关系图像.
根据提供的试验数据作出的a-F图线不通过原点,主要原因是____________________________。
③关于这个实验下列说法正确的是_____________
A.这套装置可以用于验证牛顿第一定律
B.不可能使小车获得任意加速度
C.实验过程中每次添加钩码必须重新平衡摩擦力
D.实验过程应保证钩码和钩码盘的总质量远小于小车质量

“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示,实验时小刚同学将长木板放在水平桌面上,并利用安装在小车上的拉力传感器测出细线的拉力,保持小车的质量不变,通过改变钩码的个数,得到多组数据,从而确定小车加速度与细线拉力F的关系。

(1)图乙中符合小刚的实验结果的是()

(2)小丽同学做该实验时,拉力传感器出现了故障,为此,小丽同学移走了拉力传感器,保持小车的质量不变,并改进了小刚实验操作中的不足之处,用所挂钩码的重力表示细线的拉力F,则小丽同学得到的图像可能是乙图中的 ;小森同学为得到类似乙图中的A图,在教师的指导下,在小丽实验的基础上进行如下改进:称出小车质量M、所有钩码的重质量,先挂上所有钩码,实验时依次将钩码摘下,并把每次摘下的钩码都放在小车上,多次实验,仍用F表示所挂钩码的重力,画出图,则图线的斜率
(用题中给出的字母表示)。

图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。

(1)实验前应对实验装置反复调节,直到斜槽末端切线 。每次让小球从同一位置由静止释放,是为了每次平抛
(2)图乙是正确实验取得的数据,其中O为抛出点,则此小球做平抛运动的初速度为 )。
(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸,每个格的边长,通过实验,记录了小球在运动途中的三个位置,如图丙所示,则该小球做平抛运动的初速度为 ;B点的竖直分速度为 )。

某实验小组欲以图甲所示实验装置“探究加速度与物体受力和质量的关系”。图中A为小车,B为装有砝码的小盘,C为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与电火花计时器相连,小车的质量为m1,小盘(及砝码)的质量为m2。(g取9.8m/s2


(1)电火花计时器的工作电压为 ,频率为
(2)下列说法正确的是()

A.实验时先放开小车,再接通打点计时器的电源
B.每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力
C.本实验中应满足m2远小于m1的条件
D.在用图像探究小车加速度与受力的关系时,应作a-m1图像

(3)实验中,得到一条打点的纸带,如图乙所示,已知相邻计数点间的时间间隔为T,且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出,则打点计时器打下F点时小车的瞬时速度的计算式为vF= ,小车加速度的计算式a=
(4)某同学平衡好摩擦阻力后,在保持小车质量不变的情况下,通过多次改变砝码重力,作出小车加速度a与砝码重力F的图像如图丙所示。若牛顿第二定律成立,则小车的质量为 kg,小盘的质量为 kg。
(5)实际上,在砝码的重力越来越大时,小车的加速度不能无限制地增大,将趋近于某一极限值,此极限值为 m/s2

某兴趣小组利用如图所示的装置来“探究合外力的功与物体动能变化的关系”。他们通过改变光电门的位置和悬挂物的质量进行多次实验,采集多组数据。已知将此装置平衡摩擦后,小车总是由同一位置自由释放,小车上方固定一宽度为d的挡光板。

①下列关于操作中的说法,正确的是
A.调整轨道的倾角至合适位置的标志是:悬挂物连带小车在轨道上匀速运动
B.实验时,使悬挂物的质量远小于小车的质量,就可以近似认为悬挂物的重力等于小车所受拉力
C.实验时,务必先接通光电门,待其正常工作后,再释放小车
D.多次实验时,一定要让小车由静止释放
②本小组同学在实验中有不同操作和数据处理方式,你认为合理的说法是
A.甲同学把小车的末速度(v)作为横坐标,拉力对小车做的功(W)作为纵坐标,人为画出该图线后再分析得出结论
B.乙同学保持悬挂物的质量不变,以小车的位移(x)作为纵坐标,以小车的末速度的平方(v2)作为横坐标,人为作出图线后能得出结论
C.丙同学保持小车的位移不变,以悬挂物的质量(m')为纵坐标,以小车的末速度的倒数()作为横坐标,人为作出图线后能得出结论
D.丁同学保持小车的位移不变,以悬挂物的质量(m')为纵坐标,以小车和悬挂物的获得的总动能()作为横坐标,人为作出图线后能得出结论
③戊同学对实验数据进行分析。他把小车和悬挂物作为研究对象,悬挂物的重力作为合力,计算出的结果始终是:悬挂物重力做的功小于小车和悬挂物整体动能的增量,即没能得到“合力对物体做的功等于物体动能的增量”,你认为导致此结果的主要原因是

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