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题目
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(一)我校同学们在研究性学习中,利用所学的知识解决了如下问题:一轻弹簧竖直悬挂于深度为h=25.0cm,且开口向下的小筒中(没有外力作用时弹簧的下部分位于筒内),如图甲所示,如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端弹簧的长度l,现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数,同学们通过改变l而测出对应的弹力F,作出F-l变化的图线如图乙所示,则弹簧的劲度系数为k=______N/m,弹簧的原长l0=______m.
(二)某同学将力传感器固定在小车上,然后把绳的一端固定在传感器的挂钩上,用来测量绳对小车的拉力,探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系,根据所测数据在坐标系中作出了如图所示的a-F图象.
(1)图象不过坐标原点的原因是______;
(2)本实验中是否仍需要细沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量______(填“是”或“否”);
(3)由图象求出小车和传感器的总质量为______kg.通过实验得到如图所示的纸带.纸带上O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.则小车的加速度a=______m/s2(保留3位有效数字)
答案
(一)设弹簧原长为l0,则根据胡克定律有:F=k(h-l0+l)=kl+k(h-l0)…①
由此可知,图象的斜率大小表示劲度系数大小,故k=100N/m,
当l=0时,F=10N,
将数据代入方程①可解得:l0=15cm.
(二):(1)由图象可知,当F≠0时,加速度仍然为零,说明没有平衡摩擦力,或平衡的不够;
(2)该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小,不是将砝码和砝码盘的重力作为小车的拉力,故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量.
(3)a-F图象中的斜率表示质量的倒数,由图可知,k=
△a
△F
=
0.5-0
0.6-0.1
=1,
所以质量M=
1
k
=1.00kg;
根据a=
△x
T2
=
xDG-xAD
(3T)2
=
xOG-xOD-xOD+xOA
(3×0.1)2
=
0.6677-0.367-0.367+0.155
0.32
=0.989m/s2
故答案为:(一)100,0.15;
(二)(1)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足;
(2)否;
(3)1.00;0.989.
核心考点
试题【(一)我校同学们在研究性学习中,利用所学的知识解决了如下问题:一轻弹簧竖直悬挂于深度为h=25.0cm,且开口向下的小筒中(没有外力作用时弹簧的下部分位于筒内)】;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
某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系.弹簧秤固定在一合适的木板上,桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮,细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接.在桌面上画出两条平行线MN、PQ,并测出间距d.开始时让木板置于MN处,现缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动为止,记下弹簧秤的示数F0,以此表示滑动摩擦力的大小.再将木板放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧秤的示数F1,然后释放木板,并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t.
(1)木板的加速度可以用d、t表示为a=______;为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是(一种即可)______.
(2)改变瓶中水的质量重复实验,确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系.下列图象能表示该同学实验结果的是______
(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,它的优点是______
A.可以改变滑动摩擦力的大小
B.可以更方便地获取多组实验数据
C.可以比较精确地测出滑动摩擦力的大小
D.可以获得更大的加速度以提高实验精度.
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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______.
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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.