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题目
题型:徐州模拟难度:来源:
现要验证“当合外力一定时,物体运动的加速度与其质量成反比”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)、小车、计时器一个、米尺、天平、砝码、钩码若干.实验步骤如下(不考虑摩擦力的影响),在空格中填入适当的公式或文字.
(1)用天平测出小车的质量m
(2)让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑到斜面底端A2,记下所用的时间t.
(3)用米尺测量A1与A2之间的距离s.则小车的加速度a=______.
(4)用米尺测量A1相对于A2的高度h.则小车所受的合外力F=______.
(5)在小车中加钩码,用天平测出此时小车与钩码的总质量m,同时改变h,使m与h的乘积不变.测出小车从A1静止开始下滑到斜面底端A2所需的时间t.请说出总质量与高度的乘积不变的原因______.
(6)多次测量m和t,以m为横坐标,t2为纵坐标,根据实验数据作图.如能得到一条______线,则可验证“当合外力一定时,物体运动的加速度与其质量成反比”这一规律.魔方格
答案
(3)小车做初速度为零的匀加速直线运动,根据匀变速直线运动规律有s=
1
2
at2
所以有:a=
2s
t2

(4)小车在斜面上受到竖直向下的重力、垂直接触面的支持力,这两个力在垂直斜面方向的合力为零,所以沿斜面方向的力为mgsinα,而斜面高度为h,
根据几何关系有sinα=
h
s
,所以有小车受到的合外力为F=
mgh
s

(5)根据F=
mgh
s
,要使小车所受合外力大小一定,应该使mh为定值.
(6)a=
2s
t2
,说明a与
1
t2
成正比,
以t2为纵坐标,为m横坐标建立坐标系,如果这些点在一条过原点的直线上,则可验证“当合外力一定时,物体运动的加速度与其质量成反比”这一规律.
故答案为:③
2s
t2

mgh
s

⑤为了使各次测量中,小车所受的合外力不变;
⑥过原点的直线
核心考点
试题【现要验证“当合外力一定时,物体运动的加速度与其质量成反比”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)、小车、计时器一个、米尺、天平、砝码、钩码】;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
如图所示的实验装置可以验证牛顿第二定律,小车上固定盒子,盒子内一个盛有沙子.
(1)验证在质量不变的情况下,加速度与合外力成正比
从盒子中取出一些沙子,装入沙桶中,称量并记录沙桶的总重力mg,将该力视为合外力F,对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出.多次改变合外力F的大小,每次都会得到一个相应的加速度.本次实验中,桶内的沙子取自小车中.故系统的总质量不变.以合外力F为横轴,以加速度a为纵轴,画出a-F图象,图象是一条过原点的直线.
①a-F图象斜率的物理意义是______
②你认为把沙桶的总重力,增当作合外力F是否合理?答:______(填“合理”或“不合理”)
③本次实验中,是否应该满足悬挂的沙桶总质量一定要远远小于小车(包括盛沙的盒及盒 内的砂)的总质量?答:______(填“是”或“否”);理由是______.
(2)验证在合外力不变的情况下,加速度与质量成反比
保持桶内沙子质量不变,在盒子内添加或去掉一些沙子,验证加速度与质量的关系.本次实验中,桶内的沙子总质量不变,故系统的所受的合外力不变.用图象法处理数据时,以加速度a为纵轴,应该以哪一个质量的倒数为横轴?
A.小车质量、盒子及盒内沙子质量之和
B.小车质量、盒子及盒内沙子与悬挂的沙桶(包括桶与桶内的沙)质量之和
答:______(填“A”或“B”)魔方格
题型:山东模拟难度:| 查看答案
在《探究加速度与力、质量的关系》实验中,要采用控制变量法来进行研究,实验装置如图1所示.在实验中,要把平板右端垫高一些,以平衡摩擦力,使小车受到合力等于绳对小车的拉力,且认为绳的
拉力等于砂和桶的总重力mg.(小车的总质量为M,重力加速度为g)
(1)对于本实验,以下说法中正确的是______
A.砂和桶的总质量m要远大于小车的总质量M
B.每次改变小车质量后,需要重新平衡摩擦力
C.小车的加速度可用a=
mg
M
求解
D.为了形象直观探究小车加速度a与小车总质量M的关系,应做出a-
1
M
图象
(2)如图2,是该实验中得到的一条较理想的纸带,O点是打上去的第1个点,且此时小车刚开始运动,打相两个点的时间间隔为T,有关长度在图中已标明.也可以用这条纸带验证“动能定理”,从打下起始点O到打下C点的过程中,合外力对小车所做的功W=______;该小车动能的变化量△EK=______,若在误差允许的范围内满足W=△EK,则动能定理得证.(结果用所给字母表示)

魔方格
题型:滨州一模难度:| 查看答案
科学规律的发现离不开科学探究,而科学探究可以分为理论探究和实验探究.下面我们追寻科学家的研究足迹用两种方法探究恒力做功和物体动能变化间的关系.
Ⅰ.理论探究:
根据牛顿运动定律和有关运动学公式,推导在恒定合外力的作用下,功与物体动能变化间的关系,请写出你的推导过程:
Ⅱ.实验探究:
①某同学的实验方案如图乙所示,他想用钩码的重力表示小车受到的合外力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为在实验中还应该采取的两项措施是:a.______;b.______;
②如图所示是某次实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E、F是计数点,相邻计数点间的时间间隔为T.距离如图.则打C点时小车的速度为______;要验证合外力的功与动能变化间的关系,除位移、速度外,还要测出的物理量有______.

魔方格
题型:东城区模拟难度:| 查看答案
如图甲所示是某同学探究小车加速度与力的关系的实验装置,他将光电门固定在水平轨道上的B点,用不同重物通过细线拉同一小车,每次小车都从同一位置A由静止释放.
(1)若用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示,则d=______cm;实验时将小车从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t=2.0×10-2s,则小车经过光电门时的速度为______m/s;
(2)实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等,则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系______;
(3)测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间△t,并算出相应小车经过光电门时的速度v,通过描点作出线性图象,研究小车加速度与力的关系.处理数据时应作出______(选填“v-m”或“v2-m”)图象;
(4)某同学在(3)中作出的线性图象不通过坐标原点,其原因是______.魔方格
题型:南通二模难度:| 查看答案
在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时,采用如图1所示的实验装置,小车及车中的砝码质量用M′表示,盘及盘中的砝码质量用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,才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力.
②一组同学在先保持盘及盘中的砝码质量一定,探究加速度与质量的关系,以下做法错误的是______
A.平衡摩擦力时,应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力
C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器电源
D.小车运动的加速度可用天平测出m以及小车质量M,直接用公式a=mg/M求出.
③在保持小车及车中的砝码质量M一定,探究加速度与所受合外力的关系时,由于平衡摩擦力时操作不当,二位同学得到的a-F关系分别如图2C、D所示(a是小车的加速度,F是细线作用于小车的拉力).其原因分别是:
C图:______        D图:______

魔方格
题型:江苏模拟难度:| 查看答案
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