图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”。
(1)完成下列实验步骤中的填空:
①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列________ 的点;
②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码;
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m;
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③;
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点,测量相邻计数点的间距s1,s2,…,求出与不同m相对应的加速度a;
⑥以砝码的质量m为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上做出—m关系图线,若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则与m处应成_________ 关系(填“线性”或“非线性”)。
(2)完成下列填空:
(ⅰ)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_________ ;
(ⅱ)设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3,a可用s1、s3和Δt表示为a=_____ ;图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况,由图可读出s1=_____ mm,s3=____ mm,由此求得加速度的大小a=_____ m/s2。
(ⅲ)图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为___________ ,小车的质量为___________
(1)完成下列实验步骤中的填空:
①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列
②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码;
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m;
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③;
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点,测量相邻计数点的间距s1,s2,…,求出与不同m相对应的加速度a;
⑥以砝码的质量m为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上做出—m关系图线,若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则与m处应成
(2)完成下列填空:
(ⅰ)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是
(ⅱ)设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3,a可用s1、s3和Δt表示为a=
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更新时间:2019-01-30 18:14:09
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【推荐1】物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如:
(1)实验仪器。用游标卡尺测某金属管的内径,示数如图1所示。则该金属管的内径为_________ mm。
(2)数据分析。打点计时器在随物体做匀变速直线运动的纸带上打点,其中一部分如图2所示,、、为纸带上标出的连续3个计数点,相邻计数点之间还有4个计时点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。则纸带运动的加速度_________ (结果保留小数点后两位)。
(3)实验原理。图3为“探究加速度与力的关系”的实验装置示意图。认为桶和砂所受的重力等于使小车做匀加速直线运动的合力。实验中平衡了摩擦力后,要求桶和砂的总质量比小车质量小得多。请分析说明这个要求的理由_________ 。
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【推荐2】某同学利用如图甲所示的实验装置,探究物体在水平桌面上的运动规律,
(1)实验过程中,电火花计时器应接在____ (选填“直流”或“交流”)电源上.
(2)如图丙为实验中打出的一条纸带的一部分,0、1、2、为依次选取的计数点,相邻两计数点间还有4个打点未画出.从纸带上测出x1=3.20cm,x2=4.52cm,则木块在通过第一个计数点的速度的大小v=_______ m/s,加速度的大小a= _______ m/s2(保留两位有效数字).
(1)实验过程中,电火花计时器应接在
(2)如图丙为实验中打出的一条纸带的一部分,0、1、2、为依次选取的计数点,相邻两计数点间还有4个打点未画出.从纸带上测出x1=3.20cm,x2=4.52cm,则木块在通过第一个计数点的速度的大小v=
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(0.65)
名校
【推荐3】在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,给你以下器材:电磁打点计时器、电池组、纸带、复写纸、小车、钩码、细绳、导线、一端附有定滑轮的长木板,某同学在实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上每5个打印点取一个计数点,这样在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点.其相邻点间的距离如图所示,打点计时器使用的是50Hz的交流电.根据纸带回答下列问题:
(1)计时器打下从A到G这一段小车的平均速度为________ m/s.计时器打下B点时的瞬时速度为_____ m/s.打下F点时的瞬时速度为_______ m/s.打下从B到F这一段小车的平均加速度为________ m/s2(以上结果都保留三位有效数字)
(2)如果打点时交变电流的实际频率是f=51Hz,而做实验的同学并不知道,那么速度的测量值与实际值相比________ (选填:“偏大”、“偏小”或“不变”).
(1)计时器打下从A到G这一段小车的平均速度为
(2)如果打点时交变电流的实际频率是f=51Hz,而做实验的同学并不知道,那么速度的测量值与实际值相比
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名校
【推荐1】用如图所示的装置探究加速度与力的关系。在气垫导轨上安装了两光电门1、2,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连。
(1)实验中______ (选填“需要”“不需要”)钩码质量远小于滑块和遮光条的总质量;
(2)实验时要调整气垫导轨水平,不挂钩码和细线,接通气源,释放滑块,如果滑块______ ,则表示气垫导轨已调整至水平状态;
(3)要完成探究实验,不需要记录的数据有:______ 。
A.测出光电门1、2间的距离L
B.遮光条的宽度d
C.滑块通过光电门1的时间t1和通过光电门2的时间t2
D.弹簧测力计的示数F
E.钩码的质量m
F.滑块和遮光条的总质量M
(1)实验中
(2)实验时要调整气垫导轨水平,不挂钩码和细线,接通气源,释放滑块,如果滑块
(3)要完成探究实验,不需要记录的数据有:
A.测出光电门1、2间的距离L
B.遮光条的宽度d
C.滑块通过光电门1的时间t1和通过光电门2的时间t2
D.弹簧测力计的示数F
E.钩码的质量m
F.滑块和遮光条的总质量M
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(0.65)
【推荐2】用如图甲所示的实验装置“探究加速度与力、质量的关系”。
(1)打点计时器是一种计时仪器,使用_________ 电源(填“直流”,“交流”);其电源频率为50Hz,它们每隔_________ s打一个点;图乙是_________ 计时器。(填“电磁打点”,“电火花”);
(2)关于用打点计时器探究小车速度随时间变化规律的实验,下列说法中错误的是________
A.打点计时器应固定在长木板上,且远离滑轮一端
B.开始实验时小车应靠近打点计时器一端
C.应先释放小车,待小车速度稳定后再接通电源
D.打点完毕,应立即关闭电源
(3)实验之前要首先平衡摩擦力,其正确操作是________ 。
A.把木板带定滑轮的一侧抬高,不放纸带,调节木板的倾斜角度,直至小车在细绳的牵引力作用下开始滑动;
B.把木板不带定滑轮的一侧抬高,调节木板的倾斜角度,轻推小车,使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动;
(4)如图所示为某次记录小车运动情况的纸带,电火花打点计时器依次在纸带上打出图中A、B、C、D、E相邻的计数点,已知相邻的计数点的时间间隔为0.1s。根据纸带上所给出的数据,可以判断该小车做匀加速运动;在打C点时小车的速度大小vC=_______ m/s,小车的运动加速度大小a=________ m/s2。
(1)打点计时器是一种计时仪器,使用
(2)关于用打点计时器探究小车速度随时间变化规律的实验,下列说法中错误的是
A.打点计时器应固定在长木板上,且远离滑轮一端
B.开始实验时小车应靠近打点计时器一端
C.应先释放小车,待小车速度稳定后再接通电源
D.打点完毕,应立即关闭电源
(3)实验之前要首先平衡摩擦力,其正确操作是
A.把木板带定滑轮的一侧抬高,不放纸带,调节木板的倾斜角度,直至小车在细绳的牵引力作用下开始滑动;
B.把木板不带定滑轮的一侧抬高,调节木板的倾斜角度,轻推小车,使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动;
(4)如图所示为某次记录小车运动情况的纸带,电火花打点计时器依次在纸带上打出图中A、B、C、D、E相邻的计数点,已知相邻的计数点的时间间隔为0.1s。根据纸带上所给出的数据,可以判断该小车做匀加速运动;在打C点时小车的速度大小vC=
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适中
(0.65)
【推荐3】小金同学利用图甲、乙分别“探究小车速度随时间变化的规律”和“探究加速度与力、质量的关系”。
(1)关于甲、乙两实验,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两实验都可以用钩码(规格50g)代替槽码(小车质量约250g)
B.甲、乙两实验都应调整细线和轨道面平行
C.甲、乙两实验都应先启动计时器再放开小车
D.采用如图的计时器进行实验时需要通过学生电源调到8V左右
(2)如采用方案丙“探究加速度与力、质量的关系”,______ (填“需要”或“不需要”)补偿阻力,按要求正确操作后,得到纸带如图丁所示,A、B、C、D、E为5个相邻的计数点,相邻两个计数点之间还有四个计时点未标出。打点计时器工作频率为50Hz。则小车的加速度______ (结果保留2位有效数字)。接着保持小车质量M不变,多次改变沙桶总质量m,得到小车加速度a与传感器示数F的关系,并作出图线如图戊所示,图线的斜率为k,则小车的质量______ 。
(1)关于甲、乙两实验,下列说法正确的是
A.甲、乙两实验都可以用钩码(规格50g)代替槽码(小车质量约250g)
B.甲、乙两实验都应调整细线和轨道面平行
C.甲、乙两实验都应先启动计时器再放开小车
D.采用如图的计时器进行实验时需要通过学生电源调到8V左右
(2)如采用方案丙“探究加速度与力、质量的关系”,
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适中
(0.65)
【推荐1】某实验小组利用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。
(1)下列做法不正确的是________ (选填字母代号)。
A.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时,需要将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上
C.实验时,先接通打点计时器的电源再释放木块
D.改变木块质量时,不需要重新调节木板倾斜度
(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力F,应满足的条件是砝码和砝码桶的总质量________ 木块总质量(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)。
(3)甲、乙两同学在同一实验室,各取该套装置分别放在水平桌面上,在没有平衡摩擦力的情况下,研究加速度a与拉力F的关系,分别得到了如图乙所示的甲、乙两条直线,设甲、乙用的木块质量分别为、,甲、乙用的木块与长木板间的动摩擦因数分别为、,由图可知________ ,________ 。(选填“>”“<”或“=”)。
(1)下列做法不正确的是
A.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时,需要将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上
C.实验时,先接通打点计时器的电源再释放木块
D.改变木块质量时,不需要重新调节木板倾斜度
(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力F,应满足的条件是砝码和砝码桶的总质量
(3)甲、乙两同学在同一实验室,各取该套装置分别放在水平桌面上,在没有平衡摩擦力的情况下,研究加速度a与拉力F的关系,分别得到了如图乙所示的甲、乙两条直线,设甲、乙用的木块质量分别为、,甲、乙用的木块与长木板间的动摩擦因数分别为、,由图可知
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实验题
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适中
(0.65)
名校
【推荐2】如图为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图,盘和重物的总质量为m,小车和砝码的总质量为M,实验中用盘和重物总重力的大小作为细线对小车拉力的大小.
(1)实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一端定滑轮的高度,使细线与长木板平行,接下来还需要进行的一项操作是______ (填选项字母).
A、将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节m的大小,使小车在盘和重物的牵引力下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
B、将长木板的右端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去盘和重物,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
C、将长木板的右端垫起适当的高度,撤去纸带以及盘和重物,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动
(2)实验中得到的一条纸带如图所示,A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点,量出相邻的计数点之间的距离分别为、、、、、,已知相邻的计数点之间的时间间隔为T,则小车的加速度_________ (用题中所给字母表示).
(3)实验中要进行质量m和M的选取,以下最合理的一组是___________ (填选项字母)
A.,、、、、、
B.,、、、、、
C.,、、、、、
D.,、、、、、
(4)该实验小组以测得的加速度a为纵轴,盘和重物的总重力F为横轴,作出的图像如图中图线1所示,发现图像不过原点,怀疑在测量力时不准确,他们将实验进行了改装,将一个力传感器安装在小车上,直接测量细线拉小车的力,做图如图中图线2所示,则图像不过原点的原因是_____________ ,对于图像上相同的力,用传感器测得的加速度偏大,其原因是_______________ .
(1)实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一端定滑轮的高度,使细线与长木板平行,接下来还需要进行的一项操作是
A、将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节m的大小,使小车在盘和重物的牵引力下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
B、将长木板的右端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去盘和重物,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
C、将长木板的右端垫起适当的高度,撤去纸带以及盘和重物,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动
(2)实验中得到的一条纸带如图所示,A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点,量出相邻的计数点之间的距离分别为、、、、、,已知相邻的计数点之间的时间间隔为T,则小车的加速度
(3)实验中要进行质量m和M的选取,以下最合理的一组是
A.,、、、、、
B.,、、、、、
C.,、、、、、
D.,、、、、、
(4)该实验小组以测得的加速度a为纵轴,盘和重物的总重力F为横轴,作出的图像如图中图线1所示,发现图像不过原点,怀疑在测量力时不准确,他们将实验进行了改装,将一个力传感器安装在小车上,直接测量细线拉小车的力,做图如图中图线2所示,则图像不过原点的原因是
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实验题
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】某实验小组设计了“探究加速度与合力关系”的实验,实验装置如图所示。已知小车的质量为450g,g取10m/s2,不计绳与滑轮间的摩擦。实验步骤如下:
①细绳一端系在小车上,另一端绕过定滑轮后挂一个小砝码盘;
②在盘中放入质量为m的砝码,用活动支柱将木板上有定滑轮的一端垫高,调整木板倾角,恰好使小车沿木板匀速下滑;
③保持木板倾角不变,取下砝码盘,将纸带与小车相连,并穿过打点计时器的限位孔,接通打点计时器的电源后,释放小车;
④取下纸带后,计算小车的加速度a,将砝码的质量m和对应的小车加速度a记入下表;
⑤改变盘中砝码的质量,重复②③④步骤进行实验。
(1)在坐标纸上作出a−mg图像,如图乙所示,该图像中直线不过坐标原点的原因是___________ 。
(2)结合第(1)问,根据上述图像的纵轴截距能求得的物理量是___________ ,求得该物理量的值为___________ 。
①细绳一端系在小车上,另一端绕过定滑轮后挂一个小砝码盘;
②在盘中放入质量为m的砝码,用活动支柱将木板上有定滑轮的一端垫高,调整木板倾角,恰好使小车沿木板匀速下滑;
③保持木板倾角不变,取下砝码盘,将纸带与小车相连,并穿过打点计时器的限位孔,接通打点计时器的电源后,释放小车;
④取下纸带后,计算小车的加速度a,将砝码的质量m和对应的小车加速度a记入下表;
⑤改变盘中砝码的质量,重复②③④步骤进行实验。
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
m/kg | 0.02 | 0.04 | 0.05 | 0.06 | 0.07 | 0.08 | 0.10 |
a/(m·s−2) | 1.40 | 1.79 | 2.01 | 2.20 | 2.38 | 2.61 | 3.02 |
(1)在坐标纸上作出a−mg图像,如图乙所示,该图像中直线不过坐标原点的原因是
(2)结合第(1)问,根据上述图像的纵轴截距能求得的物理量是
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