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(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 間隔均勻間隔均勻的點(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(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),1a為縱坐標(biāo),在坐標(biāo)紙上做出1a-m關(guān)系圖線。若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比,則1a與m處應(yīng)成 線性線性關(guān)系(填“線性”或“非線性”)。
(2)完成下列填空:
①本實(shí)驗(yàn)中,為了保證在改變小車中的砝碼的質(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 <<<<小車質(zhì)量。(填“<”“=”“>”“<<”或“>>”)。
②設(shè)紙帶上三個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距分別為s1、s2和s3.a(chǎn)可用s1、s3和Δt表示為a=s3-s12(Δt)2s3-s12(Δt)2。圖2為用米尺測(cè)量某一紙帶上的s1、s3的情況,由圖可讀出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 1k1k,小車的質(zhì)量為 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
【考點(diǎn)】探究加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系.
【答案】間隔均勻;線性;<<;;24.5;47.0;1.15;;
s
3
-
s
1
2
(
Δ
t
)
2
1
k
b
k
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:41引用:3難度:0.5
相似題
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1.某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖1所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。
(1)把木板的一側(cè)墊高,調(diào)節(jié)木板的傾斜度,使小車在不受牽引力時(shí)能拖動(dòng)紙帶沿木板勻速運(yùn)動(dòng)。此處采用的科學(xué)方法是 。
A.理想化模型法
B.等效替代法
C.阻力補(bǔ)償法
(2)已知交流電源頻率為50Hz,啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,釋放小車,小車在鉤碼的作用下拖著紙帶運(yùn)動(dòng)。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶如圖2所示(圖中相鄰兩點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出)。小車的加速度大小為 m/s2(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)
(3)下列做法正確的是 (填字母代號(hào))。
A.調(diào)節(jié)滑輪的高度,使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行
B.為使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力,應(yīng)滿足的條件是砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于木塊和木塊上砝碼的總質(zhì)量
C.實(shí)驗(yàn)時(shí),先放開(kāi)木塊再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
D.通過(guò)增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時(shí),需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度
(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)改變砝碼桶內(nèi)砝碼的質(zhì)量,分別測(cè)量木塊在不同外力作用下的加速度。根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)畫(huà)出a-F關(guān)系圖像,如圖3所示。此圖像的AB段明顯偏離直線,造成此現(xiàn)象的主要原因可能是 。(選填下列選項(xiàng)的序號(hào))
A.小車與平面軌道之間存在摩擦
B.平面軌道傾斜角度過(guò)大
C.所掛的砝碼桶內(nèi)及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量過(guò)大
D.所用小車的質(zhì)量過(guò)大發(fā)布:2024/12/29 23:0:1組卷:120引用:4難度:0.6 -
2.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)”時(shí),采用了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)方案.操作如下:
(1)平衡摩擦力時(shí),若所有的操作均正確,打出的紙帶如圖乙所示,應(yīng) (填“減小”或“增大”)木板的傾角,反復(fù)調(diào)節(jié),直到紙帶上打出的點(diǎn)跡 為止。
(2)已知小車質(zhì)量為M,盤和砝碼的總質(zhì)量為m,要使細(xì)線的拉力近似等于盤和砝碼和總重力,應(yīng)該滿足的條件是m M(填“遠(yuǎn)小于”、“遠(yuǎn)大于”或“等于”)。
(3)圖丙為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶,紙帶上標(biāo)出了所選的四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出,由此可求得小車的加速度的大小是 m/s2,打下C點(diǎn)時(shí)小車運(yùn)動(dòng)的速度大小是 m/s。(交流電的頻率為50Hz,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)發(fā)布:2024/12/29 23:0:1組卷:34引用:4難度:0.5 -
3.某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖1所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。
①把木板的一側(cè)墊高,調(diào)節(jié)木板的傾斜度,使小車在不受牽引力時(shí)能拖動(dòng)紙帶沿木板勻速運(yùn)動(dòng)。此處采用的科學(xué)方法是 。
A.理想化模型法
B.阻力補(bǔ)償法
C.等效替代法
D.控制變量法
②已知交流電源頻率為50Hz,啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,釋放小車,小車在砝碼桶的作用下拖著紙帶運(yùn)動(dòng)。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶如圖2所示(圖中相鄰兩點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出)。小車的加速度大小為 m/s2?(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)
③實(shí)驗(yàn)時(shí)改變砝碼桶內(nèi)砝碼的質(zhì)量,分別測(cè)量小車在不同外力作用下的加速度。根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)畫(huà)出a-F關(guān)系圖像,如圖3所示。此圖像的AB段明顯偏離直線,造成此現(xiàn)象的主要原因可能是 。(選填下列選項(xiàng)的序號(hào))
A.小車與平面軌道之間存在摩擦
B.平面軌道傾斜角度過(guò)大
C.所用小車的質(zhì)量過(guò)大
D.所掛的砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量過(guò)大發(fā)布:2024/12/30 1:0:6組卷:180引用:3難度:0.4
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