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题目
题型:不详难度:来源:
在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,采用如图A所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打出的点计算出.

①当M与m的大小关系满足______时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力.
②一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持盘及盘中砝码的质量一定,改变车中砝码的质量,测出相应的加速度.采用图象法处理数据.为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系,应该做a与______的图象.
③如图B所示为甲同学根据测量数据作出的a-F图象,说明实验存在的问题是______.
④乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a-F图象如图C所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同,它是______.
答案
①以整体为研究对象有mg=(m+M)a
解得:a=
mg
m+M

以M为研究对象有绳子的拉力F=Ma=
M
m+M
mg

显然要有F=mg必有m+M=M,故有m<<M,即只有m<<M时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力.
②根据牛顿第二定律F=Ma,a与M成反比,而反比例函数图象是曲线,而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系,故不能作a-M图象;但a=
F
M
,故a与
1
M
成正比,而正比例函数图象是过坐标原点的一条直线,就比较容易判定自变量和因变量之间的关系,故应作a-
1
M
图象.
③图B中图象与横轴的截距大于0,说明在拉力大于0时,加速度等于0,说明物体所受拉力之外的其他力的合力大于0,即没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.
④由图可知在拉力相同的情况下a>a
根据F=ma可得m=
F
a
,即a-F图象的斜率等于物体的质量,且m<m.故两人的实验中小车及车中砝码的总质量不同.
故答案为:
①m<<M
1
M

③没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.
④小车及车中砝码的总质量不同.
核心考点
试题【在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,采用如图A所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带由】;主要考察你对力的合成与分解等知识点的理解。[详细]
举一反三
某同学用小桶和砝码牵引小车的方法,验证质量一定,加速度a与合外力F的关系时,根据实验数据作出了如图所示的a-F图象,产生图象不过原点的原因是______.
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如图1为“探究功与速度变化的关系”的实验示意图.
(1)某同学在实验时,按照下面的实验步骤.
①将打点计时器固定在一块平板上,让纸带的一端夹在小车后端,另一端穿过打点计时器,将平板安装有打点计时器的一端适当垫高,调整高度,直至轻推小车后小车______(填“匀速”、“加速”、“减速”)运动.
②将橡皮筋固定在小车前端.拉长橡皮筋使小车位于靠近打点计时器处,记下小车位置.接通打点计时器电源,释放小车.
③用2条、3条、4条、5条、6条橡皮筋分别代替1条橡皮筋重做实验,但必须让小车从______(填“同一位置”、“不同位置”)静止释放.
④在上述实验中打出的5条纸带中,分别找出小车开始近似做匀速运动的点,并分别测出匀速运动时的速度v1、v2、v3、v4、v5、v6
(2)如图2的4条纸带中最符合实验要求的是______.
(3)某同学记录相关数据见下表
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实验次数条数速度m/s速度平方m2/s2
111.281.64
221.753.06
332.104.41
442.265.11
552.687.18
662.968.76
如图1所示为“研究小车的加速度和力的关系”的实验装置.

(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持______不变.
(2)某同学的实验方案如图1所示,他想用砂和砂桶的重力表示小车受到的合外力,为了减少这种做法而带来的实验误差,你认为在实验中还应该采取的两项措施是:a.______;b.______.
(3)改变砂和砂桶的重力,多次重复测量.在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线(如图2所示).
①分析此图线的OA段可得出的实验结论是______.
②(单选题)图2的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是:______
A.小车与轨道之间存在摩擦
B.导轨保持了水平状态
C.砂和砂桶的总质量太大
D.所用小车的质量太大.
(1)在做《探究力、质量与加速度的关系》的实验时,假设要用到打点计时器,打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为50Hz,常用的电磁式打点计时器和电火花计时器,二者都使用的是______(填“直流电”或“交流电”),它们是每隔______s打一个点.
(2)为了探究力、质量与加速度三个物理量之间的定量关系,可以在质量一定的情况下,探究物体的加速度与力的关系;再在物体受力一定的情况下,探究物体的加速度与质量的关系.最后归纳出加速度与力、质量之间的关系.这是物理学中常用的______的科学探究方法.
(3)某同学在做《探究力、质量与加速度的关系》的实验中,由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s,其中x1=7.10cm、x2=7.70cm、x3=8.30cm、x4=8.90cm、x5=9.50cm、x6=10.10cm,则打A点时瞬时速度的大小为______m/s,小车的加速度的大小是______m/s2
用如图所示的装置可做以下几个相关的实验:探究小车速度随时间变化的规律、探究加速度与力、质量的关系、探究恒力做功与动能改变的关系.
(1)其操作过程中下列说法正确的是:______
A、探究小车速度随时间变化的规律,可以不要调节木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力
B、探究加速度与力、质量的关系,需要使牵引小车的细线与长木板保持平行
C、探究恒力做功与动能改变的关系,平衡摩擦力时必须将托盘和砝码通过细线挂在小车上
D、探究加速度与力、质量的关系,增减托盘中砝码时,需要重新调节木板倾斜度
(2)做“探究恒力做功与动能改变的关系”的实验,得如图所示的纸带.纸带上0为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G.实验时小车所受拉力为0.2N,小车的质量为0.2kg.
请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化△Ek,补填表中空格(结果保留至小数点后第四位).

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W/J0.04320.05720.07340.0915______
△Ek/J0.04300.05700.07340.0907______