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:269 题号:17795011
如图甲所示为探究“质量一定时,物体的加速度与所受合外力的关系”的实验装置。某同学的实验步骤如下:
①按图甲所示安装实验仪器,调节长木板和滑轮,使长木板水平,细线与长木板平行;
②在托盘中放入适当的砝码,接通电源,释放滑块,记录拉力传感器的读数F,根据相对应的纸带,求出滑块的加速度a
③多次改变托盘中砝码的质量,重复步骤②;
④利用实验中得到的数据画出如图丙所示的图线,已知图线与纵轴交点为,斜率为k

请按要求回答下列问题:
(1)图乙是该同学实验得到的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出),若电源频率为50Hz,根据纸带求出滑块的加速度大小为______(结果保留三位有效数字);
(2)该同学由实验得到的图线不通过坐标原点的原因是______
(3)该同学利用上述实验中画出的图线及其数据得出了滑块与长木板之间的动摩擦因数,其表达式为______(重力加速度为g);
(4)该同学想用此实验装置再探究“合力一定的情况下,加速度与质量的关系”,在不改变托盘中砝码的质量而只在小车上的槽内增加砝码时,力传感器的示数会______(选填“变大”、“变小”或“不变”)

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【推荐1】在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,采用如图甲所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后面拖动的纸带上由打点计时器打出的点计算出,在m<<M的前提下可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的总重力。

(1)一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持盘及盘中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据,为了比较容易地找出加速度a与质量M的关系,应该作a___________的图象。(填“M”或“”)
(2)如图乙所示为甲同学根据测量数据作出的a-F图象,图像不过原点,说明实验存在的问题是___________
(3)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a-F图象如图丙所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同___________
2022-01-11更新 | 55次组卷
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名校
【推荐2】“探究小车加速度与外力的关系”实验装置如图甲所示,长木板水平放置,细绳一端与力传感器相连,另一端与砂桶相连,细绳与长木板平行,小车的质量为M,砂和砂桶的总质量为m,固定在小车前端的小滑轮的质量为,打点计时器所接交流电源的频率为50Hz,力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
   
(1)实验时,________(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力;________(填“需要”或“不需要”)满足“小车的质量M远大于砂和砂桶的总质量m”这一条件。
(2)将小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录力传感器的示数,实验得到一条纸带如图乙所示,从0点开始,每隔4个点取一个计数点,0、1、2、3、4、5、6均为计数点。图乙中0和1两计数点间的距离________cm,,小车的加速度为________(结果保留三位有效数字)。
   
(3)若打点计时器所接交流电源的频率大于50Hz,则(2)中计算出的加速度大小比真实值________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(4)仅改变桶内砂子的质量,测出多组加速度a与力传感器的示数F后,以F为横坐标,a为纵坐标,作出的a-F图像是一条直线,如图丙所示,则实验结论为________;若图像的斜率为k,则小车的质量为M=________
   
2023-10-22更新 | 329次组卷
实验题 | 适中 (0.65)
【推荐3】如图所示是某同学设计的“探究加速度a与物体所受合力F及质量m间关系”的实验。图(a)为实验装置简图,A为小车,B为打点计时器,C为装有砂的砂桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重力,小车运动加速度a可由纸带求得。

(1)图(b)为实验得到的纸带,图中所示S1S2S3S4S5S6已测出,已知交流电的频率为f,则求小车加速度的表达式为__________
(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据如表中所示,根据表中数据,为直观反映F不变时am的关系,请在图(c)坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系并作出图线_________;从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间定量关系是______
次数12345678
小车加速度a/m·s-21.901.721.491.251.000.750.500.30
小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67
(kg-1)4.003.503.002.52.001.401.000.60


(3)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,某同学根据实验数据作出了加速度a与合力F关系图线如图(d),该图线不通过原点,明显超出偶然误差范围,其主要原因是______

(4) 若实验中将小车换成滑块,将木板水平放置可测出滑块与木板间的动摩擦因数。 实验中认为细绳对滑块拉力F等于砂和砂桶总重力,则要测出动摩擦因数,需要测量的物理量有________;实验测得的动摩擦因数比真实值_________(填“偏大”或“偏小”)。
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