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(lái)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(pán)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(pán)中放入適當(dāng)質(zhì)量的物塊,在小車中放入砝碼。
③打開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源,釋放小車,獲得帶有點(diǎn)列的紙帶,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(cè)量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距s1,s2,…。求出與不同m相對(duì)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。
(2)完成下列填空:
①本實(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(pán)和盤(pán)中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)滿足的條件是_______________________。
②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=__________。由此求得加速度的大小a=__________m/s2


③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_(kāi)__________,小車的質(zhì)量為_(kāi)__________。

(1)等間距   (2)① M遠(yuǎn)大于m   ②   1.15  ③ 1/k   b/k

解析試題分析:(1)在“驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)”為使繩的拉力是小車的很外力,故需平衡摩擦力,所以需要小車做勻速直線運(yùn)動(dòng),實(shí)驗(yàn)時(shí)需要小吊盤(pán)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)器打出一系列等間距的點(diǎn)為止。(2)①以小車、吊盤(pán)和砝碼整體為研究對(duì)象得:,以小車為研究對(duì)象得,聯(lián)立解得,當(dāng)時(shí),本實(shí)驗(yàn)用小車、吊盤(pán)和砝碼的總重力代替小車的拉力,而實(shí)際上小車所受的拉力要小于小車、吊盤(pán)和砝碼的總重力,吊盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量越接近于小車的質(zhì)量,誤差越大;反之小盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量越小于小車的質(zhì)量,實(shí)驗(yàn)誤差越小,本實(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(pán)和盤(pán)中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)滿足的條件是。②由知,解得,由圖中讀出s1=2.40cm,s3=4.70cm,帶入上式解得a=1.15m/s2。③對(duì)于系統(tǒng)有所以的圖象是一條直線,其中,解得F="1/k" ,M=b/k。
考點(diǎn):“驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)” 的圖象的意義 勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

(1)在“測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”的實(shí)驗(yàn)中, 實(shí)驗(yàn)室提供了以下器材:電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、交流電源、秒表、彈簧測(cè)力計(jì).其中在本實(shí)驗(yàn)中不需要的器材是                     
(2)如圖所示,是某同學(xué)由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的表示小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程的一條清晰紙帶,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔T=0.02 s,將紙帶上每隔四個(gè)點(diǎn)(圖上沒(méi)畫(huà)出)按打點(diǎn)順序依次標(biāo)為A、B、C……,其中x1=7.05 cm、x2=7.68 cm、x3=8.33 cm、x4=8.95 cm、x5=9.61 cm、x6=10.26 cm.

下表列出了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B、C、F時(shí)小車的瞬時(shí)速度,請(qǐng)?jiān)诒碇刑钊氪螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器打下D點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度.

位置
B
C
D
E
F
速度/(m·s 1)
0.737
0.801
 
0.928
0.994
(3) 以A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),在坐標(biāo)圖中畫(huà)出小車的速度—時(shí)間關(guān)系圖線.(畫(huà)在答卷上)

(4)根據(jù)你畫(huà)出的小車的速度—時(shí)間關(guān)系圖線計(jì)算出的小車的加速度a=______m/s2. 方向是         (填A(yù)→B ,或B→A)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

下圖是某同學(xué)在做勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶。

(1)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz,則紙帶上打相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為_(kāi)________s。
(2)A、B、C、D是紙帶上四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),每?jī)蓚(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出。從圖中讀出A、B兩點(diǎn)間距s =______cm。
(3)C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度是___m/s;該勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小等于__m/s2。 (結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

用螺旋測(cè)微器測(cè)圓柱體的直徑時(shí),示數(shù)如圖甲所示,此示數(shù)為         mm,用游標(biāo)卡尺測(cè)量某物體的厚度時(shí),示數(shù)如圖乙所示,此示數(shù)為            m.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

在探究物體的加速度a與物體所受外力F、物體質(zhì)量M間的關(guān)系時(shí),采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置.小車及車中的砝碼質(zhì)量用M表示,小盤(pán)和砝碼的質(zhì)量用m表示.

①當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足________時(shí),才可以認(rèn)為繩子對(duì)小車的拉力大小等于小盤(pán)和砝碼的重力.
②某一組同學(xué)先保持小盤(pán)和砝碼質(zhì)量m一定來(lái)做實(shí)驗(yàn),其具體操作步驟如下,以下做法正確的是________.

A.平衡摩擦力時(shí),應(yīng)小盤(pán)和砝碼用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車上
B.每次改變小車的質(zhì)量時(shí),不需要重新平衡摩擦力
C.實(shí)驗(yàn)時(shí),先放開(kāi)小車,再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
D.用天平測(cè)出m以及小車質(zhì)量M,小車運(yùn)動(dòng)的加速度可直接用公式a=求出
③另兩組同學(xué)保持小車及車中的砝碼質(zhì)量M一定,探究加速度a與所受外力F的關(guān)系,由于他們操作不當(dāng),這兩組同學(xué)得到的a-F關(guān)系圖象分別如圖A和圖B所示,其原因分別是

圖A:_____________________                         _______;
圖B:_____________________________   ______          _____。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量勻加速直線運(yùn)動(dòng)的小車運(yùn)動(dòng)的加速度,下圖為實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分,0、1、2、3、4、5、6是計(jì)數(shù)點(diǎn),每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有3個(gè)打點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示.

如果相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別用x1、x2、x3、x4、x5、x表示,打點(diǎn)時(shí)間間隔用T表示,請(qǐng)寫(xiě)出加速度的表達(dá)式a ="_______"
(2)根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小a =_______m/s2。(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

Ⅰ(8分)實(shí)驗(yàn)室常用的電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用的是______(填“直流”、“交流”)     V電源.某次實(shí)驗(yàn)連續(xù)打了一系列點(diǎn)的紙帶如下圖,由此可以判斷,這段紙帶的運(yùn)動(dòng)屬于__________(填“勻速”、“勻變速”)直線運(yùn)動(dòng),紙帶上AB 段運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 t=______ s,AB 段的平均速度______ m/s.(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

(1)多用電表是實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)實(shí)際中常用的儀器.使用多用電表進(jìn)行了兩次測(cè)量,指針?biāo)傅奈恢梅謩e如圖1中a、b所示.若選擇開(kāi)關(guān)處在“×10 Ω”的歐姆擋時(shí)指針位于a,則被測(cè)電阻的阻值是  Ω.若選擇開(kāi)關(guān)處在“直流電壓2.5 V”擋時(shí)指針位于b,則被測(cè)電壓是   v

(2)如下圖甲所示為一黑箱裝置,盒內(nèi)有電源、電阻等元件,a、b為黑箱的兩個(gè)輸出端.

①為了探測(cè)黑箱,某同學(xué)進(jìn)行了以下幾步測(cè)量:
A.用多用電表的歐姆擋測(cè)量a、b間的電阻;
B.用多用電表的電壓擋測(cè)量a、b間的輸出電壓;
C.用多用電表的電流擋測(cè)量a、b間的輸出電流.
你認(rèn)為以上測(cè)量中不妥的有:    (填序號(hào)).
②含有電源的黑箱相當(dāng)于一個(gè)“等效電源”,a、b是等效電源的兩極.為了測(cè)定這個(gè)等效電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路,調(diào)節(jié)變阻器的阻值,記錄下電壓表和電流表的示數(shù),并在方格紙上建立了U-I坐標(biāo),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出了坐標(biāo)點(diǎn),如圖丙所示.請(qǐng)你做進(jìn)一步處理,并由圖求出等效電源的電動(dòng)勢(shì)
E=    V,內(nèi)阻r=    Ω.
③由于電壓表和電流表的內(nèi)阻會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差,則采用此測(cè)量電路所測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)與實(shí)際值相比   ,測(cè)得的內(nèi)阻與實(shí)際值相比        
(選填“偏大”“偏小”或“相同”).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置來(lái)驗(yàn)證“加速度與力的關(guān)系”.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上,把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連在小車的左端.將數(shù)字測(cè)力計(jì)固定在小車上,小車放在長(zhǎng)木板上.在數(shù)字測(cè)力計(jì)的右側(cè)拴有一細(xì)線,細(xì)線跨過(guò)固定在木板邊緣的定滑輪與一重物相連,在重物的牽引下,小車在木板上加速運(yùn)動(dòng),數(shù)字測(cè)力計(jì)可以直接顯示細(xì)線拉力的大小.

①采用數(shù)字測(cè)力計(jì)測(cè)量細(xì)線拉力與用重物重力代替拉力的方法相比   (填選項(xiàng)前的字母)

A.可以不用平衡摩擦力
B.直接測(cè)量小車(包括測(cè)力計(jì))所受的拉力,可以減少誤差
C.利用此實(shí)驗(yàn)裝置不用測(cè)量重物的質(zhì)量
D.重物的質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車和數(shù)顯測(cè)力計(jì)的總質(zhì)量
②下圖是某同學(xué)在此實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶,其中兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50HZ,則小車運(yùn)動(dòng)的加速度a=_______m/s2.

③保持小車和數(shù)字測(cè)力計(jì)的總質(zhì)量一定,改變鉤碼的質(zhì)量,測(cè)出相應(yīng)的加速度.采用圖象法處理數(shù)據(jù).請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)做出a—F圖象.

④試分析上圖中圖象不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因:                                        

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