某实验小组采用如图甲所示的实验装置探究力与加速度的关系。实验时滑块在细线拉力的作用下沿轨道运动,滑块受到的拉力由力传感器读出,位移传感器发射部分固定在滑块上随滑块运动,位移传感器接收部分固定在轨道上,能读出滑块的位移随时间的变化规律。
(1)实验中_______ (填“需要”或“不需要”)重物的质量m与滑块的质量M满足M>>m。
(2)如果滑块的位移与时间的关系式为x=0.6t2,则滑块的加速度a=_______ m/s2。
(3)用正确的实验方法测得实验数据,作出a-F图线如图乙所示。由图中的a-F图线可知滑块受到的摩擦力大小为_______ N。(后两空均保留一位小数)
(1)实验中
(2)如果滑块的位移与时间的关系式为x=0.6t2,则滑块的加速度a=
(3)用正确的实验方法测得实验数据,作出a-F图线如图乙所示。由图中的a-F图线可知滑块受到的摩擦力大小为
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更新时间:2021-05-11 13:31:09
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【知识点】 验证牛顿第二定律实验图像的解读
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【推荐1】在“探究小车的加速度与力、质量的关系”的实验中:
(1)采用如图甲所示的实验装置,将绳子调节到平行于桌面。关于小车受到的力,下列说法正确的是_________ (填选项前的字母);
A. 使小车沿倾角合适的斜面运动,小车受到的力可等效为只受绳的拉力
B. 若斜面倾角过大,小车所受合力将小于绳的拉力
C.无论小车运动的加速度多大,砂和桶的总重力都等于绳的拉力
D. 让砂和桶的总质量远小于小车的质量时,砂和桶的总重力近似等于绳的拉力
(2)为更准确地测量小车受到的力,采用了改进后的实验装置(恰好平衡了摩擦力),如图乙所示,当弹簧测力计的读数为F时,小车受到的合力为_________ 。以弹簧测力计的读数F为横坐标、通过纸带计算出的加速度a为纵坐标,作出的a-F图像如图丙所示,则可推测出小车的质量M=_________ kg。
(3)在正确操作的前提下,该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出)。已知打点计时器采用的是频率为 50Hz的交流电,根据该纸带可求出小车的加速度为_________ m/s2(结果保留三位有效数字)。若打点计时器交流电源的实际频率偏大,则小车加速度的测量值比真实值_________ (选填“偏小”不变”或“偏大”)。
(1)采用如图甲所示的实验装置,将绳子调节到平行于桌面。关于小车受到的力,下列说法正确的是
A. 使小车沿倾角合适的斜面运动,小车受到的力可等效为只受绳的拉力
B. 若斜面倾角过大,小车所受合力将小于绳的拉力
C.无论小车运动的加速度多大,砂和桶的总重力都等于绳的拉力
D. 让砂和桶的总质量远小于小车的质量时,砂和桶的总重力近似等于绳的拉力
(2)为更准确地测量小车受到的力,采用了改进后的实验装置(恰好平衡了摩擦力),如图乙所示,当弹簧测力计的读数为F时,小车受到的合力为
(3)在正确操作的前提下,该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出)。已知打点计时器采用的是频率为 50Hz的交流电,根据该纸带可求出小车的加速度为
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【推荐2】在探究“物体加速度与力、质量的关系”实验时
(1)提供器材:①电磁打点计时器;②天平;③低压交流电源;④低压直流电源;⑤细绳和纸带;⑥钩码和小车;⑦秒表;⑧一端有滑轮的长木板;⑨刻度尺;本实验不需要的器材是________ (填序号)
(2)如图1所示为一条记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E、F、G为计数点,相邻计数点间的时间间隔T=0.1s,s1=3.59cm,s2=4.4lcm,s3=5.23cm,s4=6.05cm,s5=6.87cm,s6=7.69cm。根据纸带的数据可以计算B点的瞬时速度是________ m/s,小车运动的加速度的大小是________ m/s2。(以上结果均保留两位有效数字)
(3)改变所挂钩码的数量,多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a–F关系图线(如图2所示)。此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是________ 。
A.小车与轨道之间存在摩擦
B.导轨保持了水平状态
C.所挂钩码的总质量太大
D.所用小车的质量太大
(1)提供器材:①电磁打点计时器;②天平;③低压交流电源;④低压直流电源;⑤细绳和纸带;⑥钩码和小车;⑦秒表;⑧一端有滑轮的长木板;⑨刻度尺;本实验不需要的器材是
(2)如图1所示为一条记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E、F、G为计数点,相邻计数点间的时间间隔T=0.1s,s1=3.59cm,s2=4.4lcm,s3=5.23cm,s4=6.05cm,s5=6.87cm,s6=7.69cm。根据纸带的数据可以计算B点的瞬时速度是
(3)改变所挂钩码的数量,多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a–F关系图线(如图2所示)。此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是
A.小车与轨道之间存在摩擦
B.导轨保持了水平状态
C.所挂钩码的总质量太大
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【推荐3】王亚平是我国首位两次进入太空的女航天员,在“太空课堂”上授课时做过“测量航天员聂海胜的质量”的实验,其实验原理是牛顿第二定律.有两个物理学习小组根据该实验原理,用如图甲所示实验装置来测物体的质量,其中力传感器可直接测出绳子的拉力大小。
(1)关于打点计时器的使用,下列说法正确的是______ 。
A.用交流电源供电 B.用直流电源供电
C.先释放小车后接通电源 D.先接通电源后释放小车
(2)第一小组实验时,先平衡摩擦力,后给小车挂上砝码盘,让小车带着纸带沿长木板运动。读出力传感器的示数F,用打出的纸带数据算出小车运动的加速度a.改变砝码盘中砝码的质量,多次重复实验。根据传感器示数F和小车的加速度a,作出图乙所示的图像,如图线①所示;
(3)把待测物体放入小车中,重复实验步骤(2),得到图乙所示的图中的图线②所示;.
(4)若图像中,图线①、②的斜率分别为、,则待测物体的质量______ ;
(5)第二小组实验时,没有平衡摩擦力,其他实验操作与第一小组相同,数据处理方法正确,则因没平衡摩擦力而使待测物体质量的测量值与真实值相比______ (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(1)关于打点计时器的使用,下列说法正确的是
A.用交流电源供电 B.用直流电源供电
C.先释放小车后接通电源 D.先接通电源后释放小车
(2)第一小组实验时,先平衡摩擦力,后给小车挂上砝码盘,让小车带着纸带沿长木板运动。读出力传感器的示数F,用打出的纸带数据算出小车运动的加速度a.改变砝码盘中砝码的质量,多次重复实验。根据传感器示数F和小车的加速度a,作出图乙所示的图像,如图线①所示;
(3)把待测物体放入小车中,重复实验步骤(2),得到图乙所示的图中的图线②所示;.
(4)若图像中,图线①、②的斜率分别为、,则待测物体的质量
(5)第二小组实验时,没有平衡摩擦力,其他实验操作与第一小组相同,数据处理方法正确,则因没平衡摩擦力而使待测物体质量的测量值与真实值相比
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