图(a)是利用数字化信息系统验证“在小车质量不变的情况下,小车加速度与合外力成正比”的实验装置,其中小车(含发射器)的质量为
。实验中通过改变所挂钩码的质量m,由位移传感器和与之相连的计算机得到对应情况下小车的加速度a。
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(1)上述实验是以___________ (填“钩码的重力”或“小车和发射器的重力”)大小作为小车所受合外力大小的。
(2)计算机利用测得的数据进行了图(b)所示的描点,分析可知,
图线不经过原点,且各点不能分布在一条直线附近.其中,
图线不经过原点的主要原因_________ 。
(3)为了更好地达成实验目的,应采取的改进措施是___________ (至少写两条措施)。
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(1)上述实验是以
(2)计算机利用测得的数据进行了图(b)所示的描点,分析可知,
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(3)为了更好地达成实验目的,应采取的改进措施是
更新时间:2022-01-13 13:21:32
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【知识点】 验证牛顿第二定律实验方法的改进
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【推荐1】某小组用图甲所示装置验证“加速度与力、质量大小关系”。滑车的质量M=0.50kg,每个带有挂钩的槽码(砝码)质量均为m=0.10kg,重力加速度为g,不计绳与滑轮质量,细绳与定滑轮间、滑车与桌面间的摩擦力均可忽略。滑车移动过程中,滑车与车上的槽码之间无相对运动。实验时滑车的加速度可用打点计时器来测量。
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(1)要验证“受力不变时,加速度与质量成反比”,在实验过程中让绳下端只悬挂1个槽码不变,只改变滑车上槽码的个数,每次从滑车上去掉1个槽码,使系统总质量M分别为M+6m、M0+5m、M0+4m、M0+3m、M0+2m、M0+m,测出对应的加速度a,并计算出Ma的大小,数据如表格所示。请根据表中数据在图乙的坐标系中描点________ (用“×”表示点)并作出Ma与M的关系图象,根据图象说明加速度a与质量M成反比的理由是________ 。
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(2)若要验证“质量不变时,加速度与力成正比”,可将图甲滑车上的槽码每次一个的移至滑轮细绳下端,保持系统总质量M始终等于________ (用字母表示)不变,对应的作用力F依次为mg、2mg、3mg、4mg、5mg、6mg,测出不同作用力F对应的加速度a,作出________ 图象,若图象为________ ,则可验证。
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M(kg) | M0+6m 1.10 | M0+5m 1.00 | M0+4m 0.90 | M0+3m 0.80 | M0+2m 0.70 | M0+m 0.60 |
a(m/s2) | 0.89 | 0.98 | 1.09 | 1.22 | 1.40 | 1.63 |
Ma(N) | 0.979 | 0.980 | 0.981 | 0.976 | 0.980 | 0.978 |
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(2)若要验证“质量不变时,加速度与力成正比”,可将图甲滑车上的槽码每次一个的移至滑轮细绳下端,保持系统总质量M始终等于
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名校
【推荐2】如图甲所示,某物理兴趣小组做了一个实验,在水平放置的气垫导轨上放了一带有方盒的滑块,质量为m1,气垫导轨右端固定一定滑轮,细线绕过滑轮,一端与滑块相连,另一端挂有6个钩码,设每个钩码的质量为m2,且m1=4m2。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/25/2492113407901696/2492847734661120/STEM/3479cd57-865a-4a0d-9a60-7b82f2ad02af.png?resizew=564)
(1)用游标卡尺测出滑块上的挡光片的宽度,读数如图乙所示,则宽度D=_______ mm;
(2)某同学打开气源,将滑块由静止释放,滑块上的挡光片通过光电门的时间为t,则滑块通过光电门的速度为_____________ (用题中所给字母表示);
(3)开始实验时,细线另一端挂有6个钩码,由静止释放后细线上的拉力为F1,接着每次实验时将1个钩码移放到滑块上的方盒中,当只剩3个钩码时细线上的拉力为F2,则F1_______ 1.5F2(填“大于”、“等于”或“小于”);
(4)若每次移动钩码后都从同一位置由静止释放滑块,设释放时挡光片距光电门的距离为S,悬挂钩码的个数为n,测出每次挡光片通过光电门的时间为t,测出多组数据,并绘出
图象,已知图线斜率为A,则当地重力加速度为_________ (用题中字母表示)。
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(1)用游标卡尺测出滑块上的挡光片的宽度,读数如图乙所示,则宽度D=
(2)某同学打开气源,将滑块由静止释放,滑块上的挡光片通过光电门的时间为t,则滑块通过光电门的速度为
(3)开始实验时,细线另一端挂有6个钩码,由静止释放后细线上的拉力为F1,接着每次实验时将1个钩码移放到滑块上的方盒中,当只剩3个钩码时细线上的拉力为F2,则F1
(4)若每次移动钩码后都从同一位置由静止释放滑块,设释放时挡光片距光电门的距离为S,悬挂钩码的个数为n,测出每次挡光片通过光电门的时间为t,测出多组数据,并绘出
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【推荐3】某实验小组设计了如图甲所示实验装置探究“加速度与力的关系”已知小车的质量为M,砝码盘的质量为
,打点计时器使用的交流电频率f=50Hz。
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(1)探究方案的正确实验步骤是_____________________ 。
A.将小车紧靠打点计时器,接通电源后放开小车,得到一条打点清晰的纸市由纸带水得小车的加速度a;
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.重新挂上细绳和砝码盘,改变砝码盘中砝码的质量m,重复多次,得到多组m、a;
D.图甲安装好实验装置;
E.取下细绳和砝码盘,记录砝码盘中砝码的质量m;
(2)记录数据及数据分析:
①实验中打出的其中一条纸带如图乙所示,由该纸带可求得小车的加速度a=_____ m/s²。(保留1位有效数字)
②实验小组认为小车受到的合外力F=mg,根据记录数据和纸带,将计算得到的合外力和加速度填入设计的表中(表略)。
③建立a-F坐标系,利用②中得到的表中数据描点得到如图丙所示的图线.根据图线,可得出:结论“小车加速度a与外力F成正比”是__________ (选填“成立”或“不成立”)的。已知图线延长线与横轴的交点A的坐标是(-0.08,0),由此可知______ (填实验中有关物理量的名称)等于0.08N。(已知数据测量是准确的)
(3)如果认为小车受到的合外力等于砝码盘和砝码的总重力,即
,实验中是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量_________ (选填“是”或“否”)。
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(1)探究方案的正确实验步骤是
A.将小车紧靠打点计时器,接通电源后放开小车,得到一条打点清晰的纸市由纸带水得小车的加速度a;
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.重新挂上细绳和砝码盘,改变砝码盘中砝码的质量m,重复多次,得到多组m、a;
D.图甲安装好实验装置;
E.取下细绳和砝码盘,记录砝码盘中砝码的质量m;
(2)记录数据及数据分析:
①实验中打出的其中一条纸带如图乙所示,由该纸带可求得小车的加速度a=
②实验小组认为小车受到的合外力F=mg,根据记录数据和纸带,将计算得到的合外力和加速度填入设计的表中(表略)。
③建立a-F坐标系,利用②中得到的表中数据描点得到如图丙所示的图线.根据图线,可得出:结论“小车加速度a与外力F成正比”是
(3)如果认为小车受到的合外力等于砝码盘和砝码的总重力,即
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