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如图甲所示为山丹一中两位同学探究“物体的加速度与其质量、所受合外力的关系”的实验...

如图甲所示为山丹一中两位同学探究物体的加速度与其质量、所受合外力的关系的实验装置图。

1)实验中,两位同学安装好实验装置后,首先平衡摩擦力,他们将长木板的一端适当垫高些后,在不挂砝码盘的情况下,使小车靠近打点计时器后,先接通电源,后用手轻拨小车,小车便拖动纸带在木板上自由运动。若打点计时器第一次在纸带上打出的计时点越来越稀疏(从打出的点的先后顺序看),则第二次打点前应将长木板底下的小木块垫的比原先更加       (填)些;重复以上操作步骤,直到打点计时器在纸带上打出一系列       的计时点,便说明平衡摩擦力合适。

2)平衡摩擦力后,在               的条件下,两位同学可以认为砝码盘(连同砝码)的总重力近似等于小车的所受的合外力。

3)接下来,这两位同学先保持小车的质量不变的条件下,研究小车的加速度与受到的合外力的关系;如图乙为某次操作中打出的一条纸带,他们在纸带上标出了5个计数点,在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出,图中数据的单位是cm。实验中使用的频率f50Hz的交变电流。根据以上数据,可以算出小车的加速度a         m/s2。(结果保留三位有效数字)

4)然后,两位同学在保持小车受到的拉力不变的条件下,研究小车的加速度a与其质量M的关系。他们通过给小车中增加砝码来改变小车的质量M,得到小车的加速度a与质量M的数据,画出a图线后,发现当较大时,图线发生弯曲。于是,两位同学又对实验方案进行了进一步地修正,避免了图线的末端发生弯曲的现象,那么,两位同学的修正方案可能是      

A.改画a与(Mm)的关系图线

B.改画a的关系图线

C.改画a的关系图线

D.改画a的关系图线

 

5)探究物体的加速度与其质量、所受合外力的关系实验完成后,两位同学又打算测出小车与长木板间的动摩擦因数。于是两位同学先取掉了长木板右端垫的小木块,使得长木板平放在了实验桌上,并把长木板固定在实验桌上,具体的实验装置 如上 图丙所示;在砝码盘中放入适当的砝码后,将小车靠近打点计时器,接通电源后释放小车,打点计时器便在纸带上打出了一系列的点,并在保证小车的质量M、砝码(连同砝码盘)的质量m不变的情况下,多次进行实验打出了多条纸带,分别利用打出的多条纸带计算出了小车运动的加速度a,并求出平均加速度,则小车与长木板间的动摩擦因数μ       。(用mMg表示)

 

(1)低;点间隔均匀或点间隔相等、点间距相等均给分。(2)在砝码盘(连同砝码)的总质量远小于小车的质量或小车的质量远大于砝码盘(连同砝码)的总质量。(3)(4)C(5) 【解析】试题分析::(1)若打点计时器第一次在纸带上打出的计时点越来越稀疏,说明小车做加速运动,即平衡摩擦力过度,所以第二次打点前应将长木板底下的小木块垫的比原先更加低,重复以上操作步骤,直到打点计时器在纸带上打出一系列间隔均匀的点; (2)当盘及盘中砝码的总质量远小于小车质量时,可以认为小车受到的拉力等于盘及砝码的重力; (3)相邻的两个计数点之间还有4个点未标出,则T=0.1s, 根据作差法得:; (4)乙同学通过给小车增加砝码来改变小车的质量M,故小车的质量应为M+m,作图时应作出图象,故选C; (5)对小车和砝码(连同砝码盘)整体进行受力分析,砝码(连同砝码盘)的重力和摩擦力的合力提供加速度,根据牛顿第二定律得: 解得: 考点:探究“物体的加速度与其质量、所受合外力的关系”的实验 【名师点睛】明确实验原理是解决有关实验问题的关键.在验证牛顿第二定律实验中,注意以下几点:(1)平衡摩擦力,这样绳子拉力才为合力;(2)满足砝码(连同砝码盘)质量远小于小车的质量,这样绳子拉力才近似等于砝码(连同砝码盘)的重力;(3)用“二分法”求出小车的加速度  
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