圖1為驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。圖中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50Hz的交流電源,打點(diǎn)的時(shí)間間隔用Δt表示。在小車質(zhì)量未知的情況下,某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種方法用來研究“在外力一定的條件下,物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”。
(1)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空:
①平衡小車所受的阻力:小吊盤中不放物塊,調(diào)整木板右端的高度,用手輕撥小車,直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列________的點(diǎn)。
②按住小車,在小吊盤中放入適當(dāng)質(zhì)量的物塊,在小車中放入砝碼。
③打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源,釋放小車,獲得帶有點(diǎn)跡的紙帶,在紙帶上標(biāo)出小車中砝碼的質(zhì)量m。
④按住小車,改變小車中砝碼的質(zhì)量,重復(fù)步驟③。
⑤在每條紙帶上清晰的部分,每5個(gè)間隔標(biāo)注一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。測量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距s1,s2,…。求出與不同m相對應(yīng)的加速度a。
⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標(biāo),為縱坐標(biāo),在坐標(biāo)紙上做出關(guān)系圖線。若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比,則與m處應(yīng)成_________關(guān)系(填“線性”或“非線性”)。
(2)完成下列填空:
(。┍緦(shí)驗(yàn)中,為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時(shí),小車所受的拉力近似不變,小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)滿足的條件是_______________________。
(ⅱ)設(shè)紙帶上三個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距為s1、s2和s3。a可用s1、s3和Δt表示為a=__________。圖2為用米尺測量某一紙帶上的s1、s3的情況,由圖可讀出s1=__________mm,s3=__________。由此求得加速度的大小a=__________m/s2。
(ⅲ)圖3為所得實(shí)驗(yàn)圖線的示意圖。設(shè)圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,若牛頓定律成立,則小車受到的拉力為___________,小車的質(zhì)量為___________。
(1)①等間距 ⑥線性
(2)(。┻h(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量 (ⅱ),24.2,47.3,1.16 (ⅲ)
解析試題分析:(1)①當(dāng)平衡了摩擦力后小車的合力為0,給小車一個(gè)初速度后,小車做勻速運(yùn)動(dòng),所以打下的點(diǎn)跡是等間距的。⑥據(jù)牛頓第二定律F=ma可得,,當(dāng)F一定是,與m成正比,所以它們的關(guān)系是呈線性變化的。(2)ⅰ設(shè)吊盤和吊盤中砝碼質(zhì)量之和為m,小車的總質(zhì)量為M,則有: mg=(M+m)a,,當(dāng)M>>m時(shí),a=。ⅱ應(yīng)用逐差法可得:s3-s1=2aT2=2a(5Δt)2,所以有a=,讀數(shù)分別是24.2、47.3mm,加速度大小求得:a=1.16m/s2。ⅲ據(jù)該圖像中斜率k=,所以F=;圖線與縱軸的截距為b,則有即,所以。
考點(diǎn):本題考查驗(yàn)證牛頓第二定律中a與m的關(guān)系。
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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
(10分)某同學(xué)用如圖所示的裝置測定重力加速度:
(1)電火花計(jì)時(shí)器的工作電壓為___________;頻率為____________。
(2)打出的紙帶如圖所示,實(shí)驗(yàn)時(shí)紙帶的__________(填“甲”或“乙”)端應(yīng)和生物相連接。
(3)紙帶上1至9各點(diǎn)為計(jì)時(shí)點(diǎn),由紙帶所示數(shù)據(jù)可算出實(shí)驗(yàn)時(shí)的加速度為_____。
(4)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葦?shù)值為9.8,請列出測量值與當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹涤胁町惖囊粋(gè)原因_________________。
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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
在研究“物體加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,某學(xué)習(xí)小組使用的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。軌道木板水平放置,把小車從位移傳感器(接收器)旁邊釋放后,傳感器能記錄任意時(shí)刻小車的位置,據(jù)此可求得小車的加速度。(鉤碼的質(zhì)量為 m,重力加速度為g)
(1)指出該實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)明顯疏漏___ 。
(2)某次實(shí)驗(yàn)中,依據(jù)傳感器的記錄,在時(shí)間t內(nèi),小車由靜止開始發(fā)生的位移為x則小車的加速度的表達(dá)式為a=___________。
(3)糾正了疏漏之處后,保持小車(包含發(fā)射器)的總質(zhì)量為M不變,通過多次實(shí)驗(yàn),依據(jù)得到的數(shù)據(jù),在a—F圖象中描點(diǎn)(如圖所示)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)右側(cè)若干個(gè)點(diǎn)明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是:
A.小車與軌道之間存在摩擦 | B.導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài) |
C.所掛鉤碼的總質(zhì)量太大 | D.所用小車的質(zhì)量太大 |
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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
某同學(xué)為估測摩托車在水泥路面上行駛時(shí)所受的牽引力,設(shè)計(jì)了下述實(shí)驗(yàn):將輸液用的500ml玻璃瓶裝適量水后,連同輸液管一起綁在摩托車上,調(diào)節(jié)輸液管的滴水速度,剛好每隔1.0s滴一滴,該同學(xué)騎摩托車,先使之加速到某一速度,然后熄火,讓摩托車沿直線滑行,如圖是某次實(shí)驗(yàn)中水泥路面上的部分水滴(左側(cè)是起點(diǎn))。設(shè)該同學(xué)質(zhì)量為50kg,摩托車的質(zhì)量為75 kg,根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可估算()(下圖長度單位:m)
(1)騎摩托車行駛至D點(diǎn)時(shí)的速度大小為_________;
(2)騎摩托車加速時(shí)的加速度大小為________;
(3)騎摩托車加速時(shí)的牽引力大小為__________N。
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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”,請思考探究思路并回答下列問題:
(1)為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應(yīng)采取做法是___________
A.將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高,使小車在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻速運(yùn)動(dòng) |
B.將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高,使小車在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻加速運(yùn)動(dòng) |
C.將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高,在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運(yùn)動(dòng) |
D.將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高,在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻加速運(yùn)動(dòng) |
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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
某同學(xué)在豎直懸掛的彈簧下加掛鉤碼,探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系.上表是該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).實(shí)驗(yàn)時(shí)彈簧始終未超過彈性限度。g取10m/s2。
砝碼質(zhì)量m×10-3 kg | 0 | 30 | 60 | 90 | 120 | 150 |
彈簧總長度l×10-2 m | 6.0 | 7.2 | 8.3 | 9.5 | 10.6 | 11.8 |
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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
(8分)有兩個(gè)物理興趣小組在一次探究活動(dòng)中,想測量滑塊和長木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。
⑴第一小組:利用平衡條件來測量動(dòng)摩擦因數(shù)。
該小組同學(xué)設(shè)計(jì)了兩種實(shí)驗(yàn)方案:
方案A:長木板固定,用彈簧秤拉動(dòng)木塊,如圖甲所示;
方案B:木塊通過彈簧秤連接到墻壁,用手拉動(dòng)木板,如圖乙所示。
①上述兩種方案中,你認(rèn)為更合理的方案是 (填“A”或“B”),原因是 ;
②該實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測量的物理量是 ,滑塊和長木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ= 。
⑵第二小組:利用牛頓第二定律來測量動(dòng)摩擦因數(shù)。
實(shí)驗(yàn)裝置如圖丙所示,一端裝有定滑輪的、表面粗糙的長木板固定在水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,長木板上有一滑塊,滑塊右側(cè)固定一輕小動(dòng)滑輪,鉤碼和彈簧測力計(jì)通過繞在滑輪上的水平輕繩相連,放開鉤碼,滑塊在長木板上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
實(shí)驗(yàn)時(shí)滑塊加速運(yùn)動(dòng),讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)F′,處理紙帶,得到滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a;改變鉤碼個(gè)數(shù),重復(fù)實(shí)驗(yàn);以彈簧測力計(jì)的示數(shù)F′為縱軸,加速度a為橫軸,得到的圖象是縱軸截距大小等于b的一條傾斜直線,如圖丁所示。已知滑塊和輕小動(dòng)滑輪的總質(zhì)量為m,重力加速度為g,忽略滑輪與輕繩之間的摩擦。則滑塊和長木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ= 。
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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
某研究性學(xué)習(xí)小組為了制作一種傳感器,需要選用一電器元件.圖為該電器元件的伏安特性曲線,有同學(xué)對其提出質(zhì)疑,先需進(jìn)一步驗(yàn)證該伏安特性曲線,實(shí)驗(yàn)室備有下列器材:
①為提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度,電流表應(yīng)選用 ;電壓表應(yīng)選用 ;為方便實(shí)驗(yàn)操作,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用 .(以上均填器材代號(hào))
②為達(dá)到上述目的,請?jiān)谔摼框內(nèi)畫出正確的實(shí)驗(yàn)電路原理圖,并標(biāo)明所用器材的代號(hào).
③實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)測得的伏安特性曲線與圖中曲線基本吻合,請說明該伏安特性曲線與小電珠的伏安特性曲線有何異同點(diǎn)?
相同點(diǎn): ,不同點(diǎn): .
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