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某同学在做“探究加速度a与力F、质量m的关系”实验时,使用了如图(a)所示的实验装置简图.实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶的总重力,小车运动加速度a可用纸带上打出的点求得.

(1)图(b)为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为
1.4
1.4
m/s2.(保留两位有效数字)
(2)在“探究加速度a与质量m的关系”时,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的相关数据如下表:
次   数 1 2 3 4 5 6 7
小车加速度a/m?s-2 1.72 1.48 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30
小车质量m/kg 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67
质量倒数
1
m
/kg-1
3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60
根据上表数据,为直观反映F不变时a与m的关系,请在图(c)方格坐标纸中选择恰当变量建立坐标系,并作出相应的图线.根据所作出的图线,可以得出的结论是
加速度a跟质量成反比,图a-
1
m
,过原点的一条直线
加速度a跟质量成反比,图a-
1
m
,过原点的一条直线
.
(3)在“探究加速度a与力F的关系”时,保持小车的质量不变,改变小桶中砂的质量,有的组同学根据实验数据作出了加速度a与力F图线如图(d)所示,该图线不通过坐标原点,试分析图线不通过坐标原点的原因是
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
.
分析:(1)运用匀变速直线运动的公式△x=at2去求解加速度;
(2)为研究a与m的关系,作a与
1
m
关系关系图线,根据图象特点可正确解答本题;
(3)对于实验我们要清楚每一项操作存在的理由.比如为什么要平衡摩擦力,为什么要先接通电源后释放纸带等,根据该实验实验误差产生的原因即可正确解答.
解答:解:(1)从纸带上看出,相邻两点间位移之差为一恒量,△x=0.51cm,T=0.04s,根据△x=aT2得:a=1.4m/s2.
故答案为:1.4.
(2)利用描点法得出的图象如下所示:

由图得出的结论为:加速度a跟质量成反比,图 a-
1
m
,过原点的一条直线.
故答案为:加速度a跟质量成反比,图 a-
1
m
,过原点的一条直线.
(3)当F≠0时,a=0.也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0,说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消呢,原因是实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分.
故答案为:未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.
点评:观反映两个物理量的关系是要找出这两个量的线性关系,即画出直线图象;实验该采用的是控制变量法研究,即保持一个量不变,研究其他两个量之间的关系.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

某同学在做“探究小车速度随时间变化规律”的实验时,得到一条点迹清晰的纸带如图,在纸带上依次选出7个计数点,分别标以O、A、B、C、D、E和F,每相邻的两个计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用电源的频率是50Hz.

①如果测得C、D两点间距S4=2.70cm,D、E两点间距S5=2.90cm,则据此数据计算在打D点时小车的速度公式为
vD=
S4+S5
2T
vD=
S4+S5
2T
,小车的速度值vD=
0.280
0.280
m/s.(保留三位有效数字)
②该同学分别算出其它速度:vA=0.220m/s,vB=0.241m/s,vc=0.258m/s,vE=0.300m/s,请设计实验数据记录表格填入框中,并在坐标系中作出小车运动的v-t图象,设O点为计时起点.
③由所做v-t图象判断,小车所做的运动为
匀加速直线运动
匀加速直线运动
.

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科目:高中物理 来源: 题型:

某同学在做“探究小车速度随时间变化规律”的实验时,打点计时器所用电源的频率50HZ,在实验中得到一条点迹清晰的纸带,他把某一点记O,再选依次相邻的6个点作为测量点,分A、B、C、D、E和F,如图所示.
①在做用打点计时器测速度的实验时,要用到打点计时器,打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为50Hz,常用的电磁打点计时器和电火花打点计时器使用的是
交流电
交流电
(直流电,交流电),它们是每隔
0.02
0.02
s打一个点.
②如果测C、D两点相2.70cmD、E2.9两点相2.90cm,则在D点时小车速度是
1.4
1.4
m/s.
③该同学分别算出打各点时小车的速度,然后根据数据v-t坐标系中描点(如图所示),由此可求得小车的加速a=
5.0
5.0
m/s2.

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某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验时,得到了如图2所示的一条较为理想的纸带,A、B、C、D、E、F为在纸带上依次所选的记数点,相邻记数点间有四个点未画出,测得AB=1.20cm,AC=3.20cm,AD=6.00cm,AE=9.60cm,AF=14.00cm,则以上由数据可知小车做
匀加速直线
匀加速直线
运动,运动的加速度a=
0.80
0.80
m/s2,打点计时器打下D点时小车的瞬时速度为
0.32
0.32
 m/s.

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科目:高中物理 来源: 题型:

电磁打点计时器通常的工作电压为
6V以下
6V以下
,电火花打点计时器通常的工作电压为
220V
220V
.我们日常生活所用的交流电频率是50Hz,如果用它做电源,打点计时器每隔
0.02
0.02
s打一个点.某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验时,得到了如图3所示的一条较为理想的纸带,A、B、C、D、E、F为在纸带上依次所选的记数点,相邻记数点间有四个点未画出,测得AB=1.20cm,AC=3.20cm,AD=6.00cm,AE=9.60cm,AF=14.00cm,则以上由数据可知小车做
匀加速直线
匀加速直线
运动,运动的加速度a=
0.80
0.80
m/s2,打点计时器打下D点时小车的瞬时速度为
0.32
0.32
 m/s.

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(1)某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中,设计了如图所示的实验装置.所用的钩码每只的质量都是30g,他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端,每次都测出相应的弹簧总长度,将数据填在了下面的表中.(弹力始终未超过弹性限度,取g=10m/s2)
①试根据这些实验数据在右图给定的坐标纸上作出砝码质量M与弹簧总长L之间的函数关系图线.
砝码质量M(g) 0 30 60 90 120 150
弹簧总长X(cm) 6.00 7.15 8.34 9.48 10.64 11.79
②上一问所得图线的物理意义是
 

③该弹簧的劲度k为
 
N/m
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(2)某同学利用一架固定好的自动相机,用同一张底片多次曝光的方法,拍下了一辆小轿车启动后不久做匀加速直线运动的照片.相邻两次曝光的时间间隔为2.0s.已知小轿车的车长为4.5m.他用刻度尺测量照片上的长度关系,结果如图所示.请你估算这辆小轿车的加速度a=
 
m/s2
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