组卷网 > 高中物理综合库 > 物理实验 > 力学实验 > 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 > 验证加速度与力成正比的实验步骤、数据处理与误差分析
题型:实验题 难度:0.65 引用次数:488 题号:12904239
如图1所示,某同学利用图示装置做“探究加速度与物体所受合力的关系”的实验。在气垫导轨上安装了两个光电门1、2,滑块上固定一遮光条,滑块通过绕过两个滑轮的细绳与弹簧秤相连,C为弹簧秤,实验时改变钩码的质量,读出弹簧秤的不同示数F,不计细绳与滑轮之间的摩擦力,气垫导轨接通气源,滑块与导轨间摩擦可忽略。
(1)根据实验原理,_____(填“需要”或“不需要”)将带滑轮的气垫导轨右端垫高,以平衡摩擦力;_____ (填 “一定要"或“不必要”)保证钩码的质量远小于滑块和遮光条的总质量;
(2)某同学实验时,未挂细绳和钩码接通气源,推一下滑块使其从轨道右端向左运动,发现遮光条通过光电门2的时间大于通过光电门1的时间,该同学未采取措施调节导轨,继续进行其他实验步骤(其他实验步骤没有失误),则该同学作出的滑块(含遮光条)加速度a与弹簧秤拉力F的图像可能是____ (填图2 下方的字母)。

(3)若该同学作出的aF图2中图线的斜率为k,则滑块(含遮光条)的质量为____
2021·天津·二模 查看更多[4]

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实验题 | 适中 (0.65)
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【推荐1】“验证牛顿第二定律”实验装置如图(a)所示。

(1)若要验证小车加速度与所受合力的关系,实验的四个步骤如下:
a.将细绳的一端固定在小车上,另一端通过定滑轮与砝码盘相连;
b.将纸带穿过打点计时器并将一端固定在小车上,平衡摩擦力,让小车做匀速直线运动;
c.更换纸带,改变小盘内砝码的个数,重复步骤d的操作;
d.接通电源后释放小车,小车在细绳拉动下运动,测出砝码和小盘的重力,视为小车所受到的合力F,利用纸带测量出小车的加速度a
按照实验原理,这四个步骤的先后顺序应该为:______(按字母序号排序)。
(2)实验中打出的某一条纸带如图(b)所示,相邻计数点间的时间间隔是0.1s,由此可以算出小车运动的加速度是______ m/s2。(计算结果保留三位有效数字)

(3)理想的aF图像应是一条过原点的直线,但由于实验误差影响,常出现如图(c)所示的三种图像,这三种图像可能产生的原因如下:
A.小盘和小盘内砝码的总质量不满足远小于小车和小车上砝码的总质量的条件
B.平衡摩擦力时长木板的倾角过小,或未平衡摩擦力
C.平衡摩擦力时长木板的倾角过大
则三种图像①、②、③产生的原因分别为______________________。(填序号A、B或C)
2022-10-29更新 | 512次组卷
实验题 | 适中 (0.65)
【推荐2】一端有滑轮的平板与小车(滑块)是力学实验中的重要实验仪器,能完成多个实验。
(1)①图1是“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。砂和砂桶的总质量为m,小车和砝码的总质量为M,实验中用砂和砂桶总重力的大小作为小车所受的合外力,需要进行的必要选择或操作正确的是(        )

A.调节长木板一端滑轮的高度,使细线与长木板平行
B.当M改变时,需要重新平衡摩擦力
C.将长木板的一端垫起适当的高度,调节的大小,观察判断小车是否做匀速运动
②实验中要进行质量mM的选取,以下最合理的一组是(        )
A.M=200g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
B.M=400g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
(2)某同学发现实验室中有拉力传感器,这一实验小组征求老师意见后,在图1基础上设计了图2进行实验。小车后面固定一条纸带,穿过电火花打点计时器,细线一端连着小车,另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直面内的拉力传感器相连,拉力传感器用于测小车受到拉力的大小。为了简便、准确地完成“验证牛顿第二定律”实验,需要的正确操作是(        )

A.需要细线与木板平行                    B.需要平衡摩擦力
C.需要满足m远小于M             D.需要测量砂和砂桶质量m
(3)看到这组同学的实验热情,老师又提供了光电门等实验器材,要求他们继续探究小车的加速度与所受合外力的关系,这组同学又设计了如图装置进行实验,具体实验步骤如下:

①按照图示安装好实验装置,并测出两光电门间距离L
②调节长木板的倾角,轻推小车,使小车通过两个光电门的时间相等
③取下细绳和砂桶,测量砂子和砂桶的总质量,并记录
④把小车置于靠近滑轮的位置,由静止释放小车,记录小车先后通过两个光电门时的速度和运动的加速度
⑤重新挂上细绳和砂桶,改变砂桶中砂子的质量,重复②~④的步骤。
关于本实验说法正确的是(        )
A.斜面左侧垫高调节长木板的倾角时,需要取下细绳和砂桶
B.斜面左侧垫高调节长木板的倾角时,不用取下细绳和砂桶
C.砂子和砂桶的总质量必须远小于小车的质量
D.小车的质量必须远小于砂子和砂桶的总质量
(4)该组同学意犹未尽,回到教室又设计了如下实验继续探究加速度与合外力的关系:
如图所示,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,细绳的两端分别于弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线MNPQ,并测出间距d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t,计算木板的加速度a;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。下列图像能表示该同学实验结果的是(        )

A. B.
C. D.
2021-12-03更新 | 1001次组卷
实验题 | 适中 (0.65)
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【推荐3】(1)在“探究加速度与物体受力的关系”活动中,某小组设计了如图所示的实验。图中上下两层水平轨道表面光滑,两完全相同的小车前端系上细线,细线跨过滑轮并分别挂上装有不同质量砝码的盘,两小车尾部细线水平连到控制装置上,实验时通过控制细线使两小车同时由静止开始运动,然后同时停止。

①实验中应使砝码和盘的总质量远________(填“大于”或“小于”)小车的质量,这时可认为小车受到合力的大小等于砝码和盘的总重。
②若测得小车Ⅰ、小车Ⅱ在相同时间内的位移分别为x1x2,则小车Ⅰ、小车Ⅱ的加速度之比________
(2)在研究小车匀变速运动的实验中,记录的纸带如图所示,图中两计数点间有四个点未画出。已知打点计时器所用电源的频率为,则小车运动的加速度________,打点时小车运动的速度________。(结果保留两位有效数字)
2023-03-23更新 | 229次组卷
共计 平均难度:一般