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某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中,设计出如下的实验方案,其实验装...

某实验小组在探究加速度与物体受力的关系实验中,设计出如下的实验方案,其实验装置如图所示.已知小车质量M214.6 g,砝码盘质量m07.8 g,所使用的打点计时器交流电频率f50 Hz.其实验步骤是:

A.按图中所示安装好实验装置

B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下做匀速运动

C.取下细绳和砝码盘,记下砝码盘中砝码的质量m

D.先接通电源,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求得小车的加速度a

E.重新挂上细绳和砝码盘,改变砝码盘中砝码的质量,重复BD步骤,求得小车在不同合外力F作用下的加速度.

回答下列问题:

(1)按上述方案做实验,是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量?_____(”)

(2)实验中打出的其中一条纸带如图所示,由该纸带可求得小车的加速度a____ m/s2.

(3)某同学将有关测量数据填入他所设计的表格中,如下表,

次数

1

2

3

4

5

砝码盘中砝码的重力F/N

0.10

0.20

0.29

0.39

0.49

小车的加速度

0.88

1.44

1.84

2.38

2.89

 

他根据表中的数据画出aF图象.造成图线不过坐标原点的一条最主要原因______,从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是_____,其大小为_____

 

不需要 0.88 在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力、砝码盘的重力 砝码盘的重力大小 0.084 【解析】 (1)本实验是通过让小车的重力沿斜面向下的分力平衡砝码盘的拉力,再撤去砝码盘后由小车的重力沿斜面向下的分力提供加速度,所以不需要保证m远远小于M的关系; (2)由图可知,T=0.1;加速度的大小可由逐差法求得 (3)图线不过原点,说明当外力为零时加速度不为零,由此可知原因在于在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力,由砝码的重力提供加速度大小ma=0.4×0.2146=0.084N  
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考点分析:
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某同学利用如图装置探究加速度与合外力的关系。利用力传感器测量细线上的拉力。按照如下步骤操作:

①安装好打点计时器和纸带,调整导轨的倾斜程度,平衡小车摩擦力;

②细线通过导轨一端光滑的定滑轮和动滑轮,与力传感器相连,动滑轮上挂上一定质量的钩码,将小车拉到靠近打点计时器的一端;

③打开力传感器并接通打点计时器的电源(频率为50 Hz的交流电源);

④释放小车,使小车在轨道上做匀加速直线运动;

⑤关闭传感器,记录下力传感器的示数F;通过分析纸带得到小车加速度a;

⑥改变钩码的质量,重复步骤①②③④⑤

⑦作出a-F图象,得到实验结论。

(1)某学校使用的是电磁式打点计时器,在释放小车前,老师拍下了几个同学实验装置的部分细节图,下列图中操作不正确的是___________

(2)本实验在操作中是否要满足钩码的质量远远小于小车的质量?_________(填写需要不需要);某次释放小车后,力传感器示数为F,通过天平测得小车的质量为M,动滑轮和钩码的总质量为m,不计滑轮的摩擦,则小车的加速度理论上应等于________

A.     B.     C.     D.

(3)下图是某次实验测得的纸带的一段,可以判断纸带的____(填)端与小车连接,在打点计时器打下计数点6时,钩码的瞬时速度大小为______m/s(保留两位有效数字)。

 

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某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验,图(a)为实验装置简图。(交流电的频率为50Hz)

(1)图(b)为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为___m/s2。(保留二位有效数字)

(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的1/m,数据如下表:

实验次数

1

2

3

4

5

6

7

8

小车加速度a/m·s—2

1.90

1.72

1.49

1.25

1.00

0.75

0.50

0.30

小车质量m/kg

0.25

0.29

0.33

0.40

0.50

0.71

1.00

1.67

4.00

3.45

3.03

2.50

2.00

1.41

1.00

0.60

 

请在方格坐标纸中画出图线_____,并从图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是______________

(3)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F的变化图线如图(c)所示。该图线不通过原点,其主要原因是_______________

 

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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。开始时将木板置于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

木板的加速度可以用表示为____;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)___________

改变瓶中水的质量重复实验,确定加速度与弹簧秤示数F1的关系。下列图象能表示该同学实验结果的是_______

 

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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如图所示,一个“V”形玻璃管ABC倒置于竖直平面内,并处于场强大小为E=1x103v/m,方向竖直向下的匀强电场中,一个重力为G=1x10-3N,电荷量为q=2X10-6C的带负电小滑块从A点由静止开始运动,小滑块与管壁的动摩擦因数μ=05,已知管长AB=BC=L=2m,倾角α=37°B点是一段很短的光滑圆弧管,sin37°=06cos37°=08,重力加速度g=10m/s2,求从开始运动到最后静止,小滑块通过的总路程为为多少?

 

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如图所示三个相同的木块A、B、C质量均为m,置于光滑的水平面上,B、C之间有一轻质弹簧,弹簧的左端与木块B固连(右端与C不固连),弹簧处于原长状态,现使A以初速度2沿B、C的连线方向朝B运动,若AB相碰后立即粘在一起(以后也不分开),求:

(1)以后运动过程中弹簧的最大弹性势能;

(2)以后运动过程中C能获得的最大速度。

 

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