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:190 题号:15598877
某同学要“探究加速度与合外力的关系”,设计了如图甲所示的装置,已知光电门A、B间的距离为L,滑块与遮光片的总质量为M

(1)实验前,用螺旋测微器测得遮光片的宽度如图乙所示,则遮光片的宽度d=______cm;
(2)不悬挂砂桶,轻推滑块。记录滑块通过A、B两光电门时遮光片遮光的时间t1t2,如果t1>t2,则需将长木板左端适当调______(填“高”或“低”)一些,直至t1t2为止;
(3)挂上砂桶,调节长木板右端定滑轮的高度,使牵拉滑块的细线与长木板平行。将滑块从长木板上由静止释放,记录滑块通过A、B两光电门时遮光片遮光的时间t1t2,同时记录力传感器的示数F。保持滑块与遮光片的总质量不变,多次改变砂桶中砂的质量,重复实验,测得多组t1t2F,并作出图像。如果作出的图像是过原点的一条倾斜直线,则可得到质量一定时,加速度与合外力成正比,设图像的斜率为k,则k=_________

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【推荐1】某学习小组用如图(1)所示装置探究“加速度和力的关系”.该小组已经测量了两个光电门间的距离为L,窄遮光条的宽度为d,窄遮光条通过两个光电门1、2的时间分别为t1t2,则 :

(1)小车的实际加速度可以表示为________(用题中所给物理量表示)
(2)在该实验中必须采用控制变量法,应保持______不变.
(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在坐标纸上画出a-F关系的点迹(如图(2)所示).经过分析,发现这些点迹存在一些问题,产生的主要原因可能是_______
A.轨道与水平方向夹角太大
B.轨道保持了水平状态,没有平衡摩擦力
C.所挂钩码的总质量太大,造成上部点迹有向下弯曲趋势
D.所用小车的质量太大,造成上部点迹有向下弯曲趋势
2016-12-07更新 | 906次组卷
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【推荐2】某物理兴趣小组的同学设计了如图甲所示的实验装置来探究“当小车质量不变时,小车加速度和合力之间的关系”。装置中质量不计的力传感器可以测出与之连接的轻绳拉力的大小,所有滑轮的质量以及与转轴间的摩擦忽略不计,实验过程中木板上方的轻绳始终保持与木板平行。

(1)实验中正确的做法是______________(填正确答案标号)。
A.用天平测出砂和砂桶的总质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡阻力
C.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车
D.为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M
(2)某次实验中,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出连续的5个计数点ABCDE,相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出,测得各计数点到A点的距离如图乙所示。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,则小车的加速度大小____________(结果保留2位有效数字)。
(3)某同学按照正确的实验步骤操作,得出多组数据,以力传感器的示数F为横轴,加速度a为纵轴,画出了图,其中正确的是______________(填正确答案标号)
A.       B.       C.
(4)另一同学在使用同一装置做实验时,发现力传感器损坏,无法读出轻绳拉力的示数,但是仍然利用上述实验装置进行了新的探究,步骤如下:
①测出砂和砂桶的总质量m,并记录对应的小车运动时的加速度a
②改变m,重复步骤①,得到多组ma的数据;
③以a为纵轴,m为横轴作出的a-m图像,发现图像为曲线,为了得到两者的线性关系,同学们整理公式,发现以为纵轴,以为横轴,便可得到线性图像。若该线性图像的纵截距为b,斜率为k,则还可以求得实验中所用小车质量为______________。(均用题中所给的字母表示)
2024-02-10更新 | 104次组卷
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【推荐3】利用如图所示的实验装置探究“物体的加速度与合外力、质量的关系”。

(1)除了图中已给出的实验器材及多个槽码和砝码外,还需要的两种实验器材是________(填选项前的字母);
A.秒表       B.天平       C.刻度尺       D.直流电源
(2)实验采用的研究方法是________
(3)与小车相连的细线与平板平行,平衡摩擦力后,当小车(包括砝码)质量M与槽码质量m的大小关系满足m________M(选填“远大于”或“远小于”)时,可以认为细线对小车的拉力大小近似等于槽码重力大小;
(4)打点计时器打点周期为0.02s,图中OABCDEF为纸带上相邻的计数点,相邻两计数点间还有4个点未画出则小车运动的加速度大小为________(计算结果保留3位有效数字);

(5)按正确的步骤操作后,画出了加速度a与合外力F关系图像如图虚线所示,若只是忘记平衡摩擦力,在答题卡所给图中用实线画出实验中应得到关系图像的示意图________
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