图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图,图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”。

(1)完成下列实验步骤中的填空:
①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列 间隔均匀间隔均匀的点。
②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码。
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点列的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m。
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③。
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1,s2,….求出与不同m相对应的加速度a。
⑥以砝码的质量m为横坐标,1a为纵坐标,在坐标纸上做出1a-m关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则1a与m处应成 线性线性关系(填“线性”或“非线性”)。
(2)完成下列填空:
①本实验中,为了保证在改变小车中的砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和 <<<<小车质量。(填“<”“=”“>”“<<”或“>>”)。
②设纸带上三个相邻计数点的间距分别为s1、s2和s3.a可用s1、s3和Δt表示为a=s3-s12(Δt)2s3-s12(Δt)2。图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况,由图可读出s1=24.524.5 mm,s3=47.047.0 mm,由此求得加速度的大小a=1.151.15 m/s2。
③图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为 1k1k,小车的质量为 bkbk。
1
a
1
a
1
a
s
3
-
s
1
2
(
Δ
t
)
2
s
3
-
s
1
2
(
Δ
t
)
2
1
k
1
k
b
k
b
k
【考点】探究加速度与力、质量之间的关系.
【答案】间隔均匀;线性;<<;;24.5;47.0;1.15;;
s
3
-
s
1
2
(
Δ
t
)
2
1
k
b
k
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:43引用:3难度:0.5
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1.某实验小组利用如图1所示的装置探究加速度与力、质量的关系。
(1)把木板的一侧垫高,调节木板的倾斜度,使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动。此处采用的科学方法是 。
A.理想化模型法
B.等效替代法
C.阻力补偿法
(2)已知交流电源频率为50Hz,启动打点计时器,释放小车,小车在钩码的作用下拖着纸带运动。打点计时器打出的纸带如图2所示(图中相邻两点间有4个点未画出)。小车的加速度大小为 m/s2(结果保留2位有效数字)
(3)下列做法正确的是 (填字母代号)。
A.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B.为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力,应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量远大于木块和木块上砝码的总质量
C.实验时,先放开木块再接通打点计时器的电源
D.通过增减木块上的砝码改变质量时,需要重新调节木板倾斜度
(4)实验时改变砝码桶内砝码的质量,分别测量木块在不同外力作用下的加速度。根据测得的多组数据画出a-F关系图像,如图3所示。此图像的AB段明显偏离直线,造成此现象的主要原因可能是 。(选填下列选项的序号)
A.小车与平面轨道之间存在摩擦
B.平面轨道倾斜角度过大
C.所挂的砝码桶内及桶内砝码的总质量过大
D.所用小车的质量过大发布:2024/12/29 23:0:1组卷:125引用:4难度:0.6 -
2.在“探究加速度与力、质量的关系的实验”时,采用了如图甲所示的实验方案.操作如下:
(1)平衡摩擦力时,若所有的操作均正确,打出的纸带如图乙所示,应 (填“减小”或“增大”)木板的倾角,反复调节,直到纸带上打出的点迹 为止。
(2)已知小车质量为M,盘和砝码的总质量为m,要使细线的拉力近似等于盘和砝码和总重力,应该满足的条件是m M(填“远小于”、“远大于”或“等于”)。
(3)图丙为某次实验得到的纸带,纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离,相邻计数点间还有四个点没有画出,由此可求得小车的加速度的大小是 m/s2,打下C点时小车运动的速度大小是 m/s。(交流电的频率为50Hz,结果保留两位有效数字)发布:2024/12/29 23:0:1组卷:35引用:4难度:0.5 -
3.某实验小组利用如图1所示的装置探究加速度与力、质量的关系。
①把木板的一侧垫高,调节木板的倾斜度,使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动。此处采用的科学方法是 。
A.理想化模型法
B.阻力补偿法
C.等效替代法
D.控制变量法
②已知交流电源频率为50Hz,启动打点计时器,释放小车,小车在砝码桶的作用下拖着纸带运动。打点计时器打出的纸带如图2所示(图中相邻两点间有4个点未画出)。小车的加速度大小为 m/s2?(结果保留3位有效数字)
③实验时改变砝码桶内砝码的质量,分别测量小车在不同外力作用下的加速度。根据测得的多组数据画出a-F关系图像,如图3所示。此图像的AB段明显偏离直线,造成此现象的主要原因可能是 。(选填下列选项的序号)
A.小车与平面轨道之间存在摩擦
B.平面轨道倾斜角度过大
C.所用小车的质量过大
D.所挂的砝码桶及桶内砝码的总质量过大发布:2024/12/30 1:0:6组卷:193引用:3难度:0.4