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在《探究加速度与力、质量的关系》实验中,要采用控制变量法来进行研究,实验装置如图1所示.在实验中,要把平板右端垫高一些,以平衡摩擦力,使小车受到合力等于绳对小车的拉力,且认为绳的
拉力等于砂和桶的总重力mg.(小车的总质量为M,重力加速度为g)
(1)对于本实验,以下说法中正确的是______
A.砂和桶的总质量m要远大于小车的总质量M
B.每次改变小车质量后,需要重新平衡摩擦力
C.小车的加速度可用数学公式求解
D.为了形象直观探究小车加速度a与小车总质量M的关系,应做出数学公式图象
(2)如图2,是该实验中得到的一条较理想的纸带,O点是打上去的第1个点,且此时小车刚开始运动,打相两个点的时间间隔为T,有关长度在图中已标明.也可以用这条纸带验证“动能定理”,从打下起始点O到打下C点的过程中,合外力对小车所做的功W=______;该小车动能的变化量△EK=______,若在误差允许的范围内满足W=△EK,则动能定理得证.(结果用所给字母表示)

解:(1)A、根据实验原理可知当砂和桶的总质量m要远小于小车的总质量M时,可将砂和桶的总重力看作小车的拉力,故A错误;
B、每次改变小车的质量时,小车的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消,不需要重新平衡摩擦力,故B错误;
C、小车运动的加速度是利用打点计时器测量,如果用天平测出m以及小车质量M,直接用公式求出,这是在直接运用牛顿第二定律计算的,而我们实验是在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系,故C错误;
D、F=ma,所以:a=,当F一定时,a与成正比,故D正确.
故选D.
(2)该实验中重力做功即为合外力做功,因此有:W=mg(S0+S1);
匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,因此有:
过动能的增量为:△Ek=
故答案为:mg(S0+S1);
分析:(1)明确实验原理,正确对实验进行数据处理和了解具体操作的含义即可正确解答本题;
(2)该实验中重力做功即为合外力做功,根据匀变速运动规律求出C点的速度,然后即可求出其动能的增量.
点评:对于实验要熟练实验基本仪器,明确实验原理,熟练应用所学知识进行误差分析和熟练处理;
纸带问题的处理时力学实验中常见的问题,计算过程中要注意单位的换算和有效数字的保留,要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

某同学在做“探究加速度与力的关系”的实验中,使用了图示的装置,将小车放在轨道上,小车的一端连接一条穿过打点计时器的纸带,另一端用细绳与钩码连接,细绳跨过定滑轮.
(1)关于实验的操作过程,下列说法正确的是
B
B

A.轨道应保持水平
B.先接通电源,后释放小车
C.需要知道小车的质量
D.实验中认为细绳对小车的拉力等于钩码重力,所以钩码的质量越大实验效果越好
该同学实验时打出了5条纸带,并且计算出了小车的加速度,将小车的加速度和受的拉力列在下表中
a/m?s-2 0.41 0.59 0.80 1.02 1.20
F/N 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
(2)根据表中数据,在答题卡坐标纸上取适当的刻度,画出a-F图象
(3)由图象可以得到实验的结论是
小车质量一定时,加速度与作用力成正比
小车质量一定时,加速度与作用力成正比

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科目:高中物理 来源: 题型:

在《探究加速度与力、质量的关系》实验中
(1)在实验中,以下做法正确的是
B
B

A.平衡摩擦力时,应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力
C.实验时,先放开小车,后接通电源
D.“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足,对探究过程也不会产生影响
(2)在这一实验中,有两位同学通过测量,分别作出a一F图象,如图中的A、B、C线所示;试分析:A线不通过坐标原点的原因是:
未平衡摩擦或未平衡掉摩擦
未平衡摩擦或未平衡掉摩擦
;B线不通过坐标原点的原因是:
平衡摩擦过度
平衡摩擦过度
.C线发生弯曲的原因是:
没有满足重物的质量远小于小车的质量这一条件
没有满足重物的质量远小于小车的质量这一条件

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(1)在《探究加速度与力、质量的关系》实验中.
①某组同学用如图1所示装置,采用控制变量的方法,来研究小车质量不变的情况下,小车的加速度与小车受到力的关系.下列措施中不需要或不正确的是
BCEF
BCEF


A.首先要平衡摩擦力,使小车受到合力就是细绳对小车的拉力.
B.平衡摩擦力的方法就是,在塑料小桶中添加砝码,使小车能匀速滑动.
C.每次改变拉小车拉力后都需要重新平衡摩擦力
D.实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力
E.每次小车都要从同一位置开始运动
F.实验中应先放小车,然后再开打点计时器的电源
②某组同学实验得出数据,画出的a-
1M
的关系图线,如图2所示.从图象中可以看出,作用在物体上的恒力F=
5
5
N.当物体的质量为5kg时,它的加速度为
1
1
m/s2
(2)在验证共点力合成实验中,其中的二个步骤是:
a、在水平放置的木板上垫一张白纸,把橡皮条的一端固定在木板上,另一端拴两根细线,通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条,使它与细线的结点达到某一位置O点,在白纸上记下O点的位置和两个弹簧秤的读数F1和F2
b、只用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条,使它的伸长量与用两个弹簧秤拉时伸长量一样,记下此时弹簧秤的读数F3和细线的方向.
以上两步骤均有错误或疏漏,指出错在哪里?在a中是
还应记下F1和F2的方向
还应记下F1和F2的方向
在b中是
应让橡皮条伸长到0点.
应让橡皮条伸长到0点.

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在做“探究加速度与力、质量关系”的实验时,采用如图1所示的实验装置,让重物通过轻绳拖动小车在长木板上做匀加速直线运动.其中小车质量用M表示,重物质量用m
表示,加速度用a表示.
(1)实验时需要将长木板的一端垫起适当的高度,这样做是为了消除
木板对小车的摩擦力
木板对小车的摩擦力
的影响,使小车所受合外力F等于绳对小车的拉力.
(2)实验中由于绳对小车的拉力
小于
小于
(选填“大于”、“等于”、“小于”)重物所受的重力,会给实验带来系统误差.为减小此误差,实验中要对小车质量M和重物质量m进行选取,以下四组数据中最合理的一组是
.(填写相应序号)
①M=200g,m=40g、60g、80g、100g、120g、140g
②M=200g,m=30g、35g、40g、45g、50g、55g
③M=400g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
④M=400g,m=10g、15g、20g、25g、30g、35g
(3)实验中某同学先保持重物质量m不变,改变小车质量M,测出了相应的加速度a.为便于得到a与M的关系,他采用图象法处理数据,你建议他做a与
1
M
1
M
的图象.
(4)甲、乙两同学用同一种方法做实验,即保持小车质量M不变,改变重物质量m,测出了相应的加速度a.正确操作后,他们根据各自测得的实验数据画出了如图2所示的a-F图象.他们得到图象不同,其原因是他们选取的
小车质量
小车质量
不同,但他们得到了相同的结论,此结论是:
当质量一定时,加速度与合外力成正比
当质量一定时,加速度与合外力成正比

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科目:高中物理 来源: 题型:

在做“探究加速度与力、质量关系”的实验时,采用如图所示的实验装置,让重物通过轻绳拖动小车在长木板上做匀加速直线运动.其中小车质量用M表示,重物质量用m表示,加速度用a表示.
(1)实验时需要将长木板的一端垫起适当的高度,这样做是为了消除
木板对小车的摩擦力
木板对小车的摩擦力
的影响,使小车所受合外力F等于绳对小车的拉力.
(2)实验中由于绳对小车的拉力
小于
小于
(选填“大于”、“等于”、“小于”)重物所受的重力,会给实验带来系统误差.

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