某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置來“探究物體運動的加速度與合外力、質量關系”．光電計時器和氣墊導軌是一種研究物體運動情況的常見儀器，如圖乙所示a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置．當物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．實驗前需要調節(jié)氣墊導軌使之平衡．為了測量滑塊的加速度a，實驗時將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門的時間t，用天平測鉤碼的質量m和滑塊的質量M，測出滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離L，測得遮光條的寬度d（d＜L）．
（1）小車的加速度表達式a=
d2
2Lt2
d2
2Lt2
（用字母表示）
（2）實驗中如把砝碼的重力當作小車的合外力F，作出a-F圖線，如圖丙中的實線所示．試分析：圖線不通過坐標原點O的原因是
平衡摩擦力過度
平衡摩擦力過度
，曲線上部彎曲的原因是
沒有滿足滑塊的質量M遠大于鉤碼的質量m
沒有滿足滑塊的質量M遠大于鉤碼的質量m
．
分析：（1）根據(jù)在很短位移內(nèi)的平均速度等于瞬時速度求出通過光電門的速度，根據(jù)勻變速運動的公式v2=2aL，求出加速度．
（2）圖線不通過坐標原點O，知未加拉力時，已有加速度，知平衡摩擦力過度．圖線的斜率表示質量的倒數(shù)，上部彎曲是由于沒有滿足滑塊的質量M遠大于鉤碼的質量m．
解答：解：（1）通過光電門的速度v=
d
t
，根據(jù)勻變速運動的公式v2=2aL，a=
v2
2L
=
d2
2Lt2
．
（2）圖線不通過坐標原點O，知未加拉力時，已有加速度，知平衡摩擦力過度．a(chǎn)-F圖線的斜率表示質量的倒數(shù)，開始鉤碼重力比較小，鉤碼重力基本等于繩子的拉力，斜率為滑塊質量的倒數(shù)，斜率不變．當上部于鉤碼的重力比較大，不滿足滑塊的質量M遠大于鉤碼的質量m，鉤碼重力不等于繩子的拉力，只有對整體研究，鉤碼的重力才表示合力，但斜率的倒數(shù)為M+m的倒數(shù)，所以上部圖線彎曲．
故本題答案為：（1）
d2
2Lt2
 （2）平衡摩擦力過度，沒有滿足滑塊的質量M遠大于鉤碼的質量m．
點評：解決本題的關鍵知道在很短位移內(nèi)的平均速度等于瞬時速度可以求出通過光電門的速度．以及曲線上部彎曲的原因是沒有滿足滑塊的質量M遠大于鉤碼的質量m．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?河池模擬）某實驗小組利用如圖甲所示的氣墊導軌實驗裝置來探究合力一定時，物體的
加速度與質量之間的關系．
（1）做實驗時，將滑塊從圖甲所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器（圖中未畫出）可讀出遮光條通過光電門1、2的時間分別為△t1、△t2；用刻度尺測得兩個光電門中心之間的距離x，用游標卡尺測得遮光條寬度d．則滑塊經(jīng)過光電門1時的速度表達式v1=
d
△t1
d
△t1
；經(jīng)過光電門2時的速度表達式v2=
d
△t2
d
△t2
，滑塊加速度的表達式a=
(
d
△t2
)2-(
d
△t1
)2
2x
(
d
△t2
)2-(
d
△t1
)2
2x
．（以上表達式均用已知字母表示）．如圖乙所示，若用20分度的游標卡尺測量遮光條的寬度，其讀數(shù)為
8.15
8.15

沒有
沒有
mm．

（2）為了保持滑塊所受的合力不變，可改變滑塊質量M和氣墊導軌右端高度h（見圖甲）．關于“改變滑塊質量M和氣墊導軌右端的高度h”的正確操作方法是
BC
BC

A．M增大時，h增大，以保持二者乘積增大
B．M增大時，h減小，以保持二者乘積不變
C．M減小時，h增大，以保持二者乘積不變
D．M減小時，h減小，以保持二者乘積減�。�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?湖南模擬）某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置來驗證機械能守恒定律．已知當?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2
①實驗小組選出一條紙帶如圖乙所示，其中O點為打點計時器打下的第一個點，A、B、C為三個計數(shù)點，在計數(shù)點A和B、B和C之間還各有一個點，測得h1=12.01cm，h2=19.15cm，h3=27.86cm．打點計時器通以50Hz的交流電．根據(jù)以上數(shù)據(jù)算出：當打點計時器打到B點時重錘的重力勢能比開始下落時減少了
1.88m
1.88m
J；此時重錘的動能比開始下落時增加了
1.96m
1.96m
 J，根據(jù)計算結果可以知道該實驗小組在做實驗時出現(xiàn)的問題是
實驗時先釋放了紙帶，然后再合上打點計時器的電鍵 或者 釋放紙帶時手抖動了
實驗時先釋放了紙帶，然后再合上打點計時器的電鍵 或者 釋放紙帶時手抖動了
．（重錘質量m已知）

②在圖乙所示的紙帶基礎上，某同學又選取了多個計數(shù)點，并測出了各計數(shù)點到第一個點O的距離h，算出了各計數(shù)點對應的速度v，以h為橫軸，以
v22
為縱軸畫出的圖線應是如下圖中的
D
D
．圖線的斜率表示
g
g
．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置來探究“當合外力一定時，物體運動的加速度與其質量之間的關系”．

（1）實驗中，圖乙為游標卡尺測得遮光條的寬度d=
0.52
0.52
cm．
（2）實驗中，由圖甲中刻度尺讀出兩個光電門中心之間的距離S．滑塊從圖示位置靜止釋放，數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門1的時間t1，遮光條通過光電門2的時間t2，則滑塊經(jīng)過光電門1時的瞬時速度表達式v1=
d
t1
d
t1
，滑塊經(jīng)過光電門2時的瞬時速度表達式v2=
d
t2
d
t2
，則滑塊的加速度表達式a=
d2(
t
2
1
-
t
2
2
)
2S
t
2
1
t
2
2
d2(
t
2
1
-
t
2
2
)
2S
t
2
1
t
2
2
．（涉及遮光條寬度時用d表示）
（3）在一次實驗中，滑塊的質量m=400g，刻度尺測得兩個光電門中心之間的距離S=24cm，遮光條經(jīng)過兩個光電門的時間分別為t1=2.60×10-2s、t2=1.30×10-2s，遮光條的寬度d為（1）所測數(shù)值，則在這次實驗中滑塊的加速度a=
0.25
0.25
m/s2．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

某實驗小組利用如圖甲所示的氣墊導軌實驗裝置來探究合力一定時，物體的加速度與質量之間的關系．
（1）做實驗時，將滑塊從圖甲所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器（圖中未畫出）可讀出遮光條通過光電門1、2的時間分別為△t1、△t2；用刻度尺測得兩個光電門中心之間的距離x，用游標卡尺測得遮光條寬度d．則滑塊經(jīng)過光電門1時的速度表達式v1=
d
△t1
d
△t1
；經(jīng)過光電門2時的速度表達式v2=
d
△t2
d
△t2
，滑塊加速度的表達式a=
(
d
△t2
)2-(
d
△t1
)2
2x
(
d
△t2
)2-(
d
△t1
)2
2x
．（以上表達式均用已知字母表示）．

（2）為了保持滑塊所受的合力不變，可改變滑塊質量M和氣墊導軌右端高度h（見圖甲）．關于“改變滑塊質量M和氣墊導軌右端的高度h”的正確操作方法是
BC
BC

A．M增大時，h增大，以保持二者乘積增大
B．M增大時，h減小，以保持二者乘積不變
C．M減小時，h增大，以保持二者乘積不變
D．M減小時，h減小，以保持二者乘積減小．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置來探究當合外力一定時，物體運動的加速度與其質量之間的關系．

（1）由圖甲中刻度尺讀出兩個光電門中心之間的距離S，由游標卡尺測得遮光條的寬度d，由數(shù)字計時器可以讀出遮光條通過電門1的時間△t1和遮光條通過光電門2的時間△t2，滑塊的加速度的表達式為
(
d
△t2
)2-(
d
△t1
)2
2S
(
d
△t2
)2-(
d
△t1
)2
2S
．（以上表達式均用字母表示）
（2）在本次實驗中，實驗小組通過改變滑塊質量做了6組實驗，得到如下表的實驗數(shù)據(jù)，
m（g） a（m/s2）
250 1.80
300 1.50
350 1.29
400 1.13
500 0.90
800 0.56
根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了a與
1
m
的圖線如圖乙所示，該圖線有一段是彎曲的，試分析圖線彎曲的原因
未滿足拉車的鉤碼質量m遠小于小車的質量M
未滿足拉車的鉤碼質量m遠小于小車的質量M
．

查看答案和解析>>

同步練習冊答案