某同学借助力传感器、光电门等器材完成“探究加速度与力、质量关系”实验。如图所示,他将光电门A、B固定在带滑轮木板上的不同位置,带遮光条的滑块左端与力传感器固定在一起,通过细线跨过定滑轮与沙桶相连,光电门及配套的计时器(图中未画出)和力传感器都与电脑连接。
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(1)本实验采用的实验方法是_______ ;
(2)下列实验措施中正确的有_______ ;
A.实验需要平衡摩擦力,在取下沙桶的情况下抬高木板右端,使滑块做匀速直线运动
B.每次实验滑块释放的初始位置都必须是光电门A右侧的同一点
C.若探究加速度与质量关系时,实验结果采用
坐标作图,是为了更直观地根据图线作出判断
(3)平衡摩擦力后,滑块及传感器所受合力用力传感器读数表示,则_______ (填“需要”或“不需要”)保持沙和沙桶质量远小于滑块及传感器总质量。已知遮光条的宽度为d,某次实验中计时器测得遮光条通过两个光电门的时间间隔分别为
、
,遮光条从光电门A到光电门B的时间为
,则滑块加速度为_______ (用题中所给字母表示)。
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(1)本实验采用的实验方法是
(2)下列实验措施中正确的有
A.实验需要平衡摩擦力,在取下沙桶的情况下抬高木板右端,使滑块做匀速直线运动
B.每次实验滑块释放的初始位置都必须是光电门A右侧的同一点
C.若探究加速度与质量关系时,实验结果采用
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(3)平衡摩擦力后,滑块及传感器所受合力用力传感器读数表示,则
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更新时间:2022-03-17 21:39:11
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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】利用如图甲所示的实验装置,探究滑块质量一定时加速度与合外力之间的关系。气垫导轨放在水平桌面上,导轨上放有滑块,滑块上有遮光片。图中A、B是两个光电门,光电门与数字毫秒计相连。实验器材还有轻质细绳、砝码、砝码盘等,重力加速度的大小为g。
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实验步骤如下:
(1)实验开始之前测量并记录:
①滑块与遮光片的总质量M、砝码和砝码盘的总质量m;
②用50分度的游标卡尺测量遮光片的宽度d。如图乙所示,则d=________ mm;
③光电门A、B之间的距离L。
(2)把气垫导轨调整到水平:打开气泵电源,气泵正常工作,调节气垫导轨垫脚螺丝。放上滑块,轻轻推动一下,让滑块在气垫导轨上运动起来,若遮光片经过光电门A和B的遮光时间_________ 即可判定气垫导轨已经调整到水平;
(3)细绳跨过定滑轮一端与滑块相连,一端与砝码盘相连,调节细绳与导轨平行。轻轻放手后,滑块在细绳拉力作用下运动起来。记录下遮光片经过A、B两个光电门的时间分别为
和
。经过光电门A时滑块的速度为_________ ,滑块的加速度为_________ ;(用题目中物理量的符号表示)
(4)本实验中选择砝码和砝码盘的总质量m_________ (填“远大于”“等于”或“远小于”)滑块与遮光片的总质量M时,可把砝码和砝码盘的重力视为细线的拉力,根据实验得到的数据,如果在误差范围内关系式mg=_________ 成立,即可得到“物体质量一定时加速度与合外力成反比”这一结论(用实验已知和已测量的物理量字母符号表示)。
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实验步骤如下:
(1)实验开始之前测量并记录:
①滑块与遮光片的总质量M、砝码和砝码盘的总质量m;
②用50分度的游标卡尺测量遮光片的宽度d。如图乙所示,则d=
③光电门A、B之间的距离L。
(2)把气垫导轨调整到水平:打开气泵电源,气泵正常工作,调节气垫导轨垫脚螺丝。放上滑块,轻轻推动一下,让滑块在气垫导轨上运动起来,若遮光片经过光电门A和B的遮光时间
(3)细绳跨过定滑轮一端与滑块相连,一端与砝码盘相连,调节细绳与导轨平行。轻轻放手后,滑块在细绳拉力作用下运动起来。记录下遮光片经过A、B两个光电门的时间分别为
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(4)本实验中选择砝码和砝码盘的总质量m
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名校
【推荐2】如图甲所示,某同学将力传感器固定在小车上,然后把绳的一端固定在传感器的挂钩上,用来测量绳对小车的拉力,探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/8/28/2544760335892480/2545365057511424/STEM/35b4637c-8a80-41d8-9114-4f24461dcfbb.png)
(1)该同学将实验器材如图甲所示连接后,沙桶的质量_____ 远小于小车及传感器总质量(填需要、不需要)
(2)实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤。则他测量得到的a﹣F图线可能是图2中的图线_____ 。(填“甲”“乙”或“丙”)
(3)打点计时器使用的交流电频率f=50Hz。下图是某同学在正确操作下获得的一条纸带,A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出。写出用s1、s2、s3、s4以及f来表示小车加速度的计算式:a=_____ 。根据纸带所提供的数据,算得小车的加速度大小为_____ m/s2,打C点时小车的瞬时速度为____________ 。,(结果保留两位有效数字)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/8/28/2544760335892480/2545365057511424/STEM/35b4637c-8a80-41d8-9114-4f24461dcfbb.png)
(1)该同学将实验器材如图甲所示连接后,沙桶的质量
(2)实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤。则他测量得到的a﹣F图线可能是图2中的图线
(3)打点计时器使用的交流电频率f=50Hz。下图是某同学在正确操作下获得的一条纸带,A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出。写出用s1、s2、s3、s4以及f来表示小车加速度的计算式:a=
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/8/28/2544760335892480/2545365057511424/STEM/80e6ecb8-6fcc-4a14-af06-78508a192e01.png)
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【推荐3】一同学设计了如图1所示的实验装置测量物块的质量M及物块与桌面的动摩擦因数,若不计滑轮质量以及滑轮与细绳之间的摩擦,重力加速度为g。请回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/3/2476531336658944/2476753390321664/STEM/0f2b16f6-5bc4-4bd3-a56a-1ca48130fd0f.png?resizew=766)
(1)该同学在实验中得到如图2所示的一条纸带(两相邻计数点间还有两个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为________________ m/s2(结果保留2位有效数字);
(2)经过多次实验,该同学利用收集的数据作出的a-F图如图3所示(F为弹簧测力计的读数,F0、a0已知,重力加速度为g),则物块的质量M=______ ,物块与桌面的动摩擦因数µ=_________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/3/2476531336658944/2476753390321664/STEM/0f2b16f6-5bc4-4bd3-a56a-1ca48130fd0f.png?resizew=766)
(1)该同学在实验中得到如图2所示的一条纸带(两相邻计数点间还有两个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为
(2)经过多次实验,该同学利用收集的数据作出的a-F图如图3所示(F为弹簧测力计的读数,F0、a0已知,重力加速度为g),则物块的质量M=
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