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5.某班級(jí)同學(xué)用如圖1所示的裝置驗(yàn)證加速度a和力F、質(zhì)量m的關(guān)系.

甲、乙兩輛小車放在傾斜軌道上,小車甲上固定一個(gè)力傳感器,小車乙上固定一個(gè)加速度傳感器(可以測量乙在任意時(shí)刻的加速度大小),力傳感器和小車乙之間用一根不可伸長的細(xì)線連接,在彈簧拉力的作用下兩輛小車一起開始運(yùn)動(dòng),利用兩個(gè)傳感器可以采集記錄同一時(shí)刻小車乙受到的拉力和加速度的大�。�
(1)下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)裝置和操作的說法中正確的是BD
A.軌道傾斜是為了平衡小車甲受到的摩擦力
B.軌道傾斜是為了平衡小車乙受到的摩擦力
C.實(shí)驗(yàn)中,在小車乙向下運(yùn)動(dòng)的過程中均可采集數(shù)據(jù)
D.實(shí)驗(yàn)中,只能在小車乙加速運(yùn)動(dòng)的過程中采集數(shù)據(jù)
(2)四個(gè)實(shí)驗(yàn)小組選用的小車乙(含加速度傳感器)的質(zhì)量分別為m1=0.5kg、m2=1.0kg、m3=1.5kg和m4=2.0kg,其中有三個(gè)小組已經(jīng)完成了a-F圖象,如圖2所示.最后一個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示,請?jiān)趫D中完成該組的a-F圖線.
實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456
拉力F(N)24.520.017.512.08.14.8
加速度a(m/s216.313.311.78.05.43.2
(3)在驗(yàn)證了a和F的關(guān)系后,為了進(jìn)一步驗(yàn)證a和m的關(guān)系,可直接利用圖中的四條圖線收集數(shù)據(jù),然后作圖.請寫出具體的做法:
①如何收集數(shù)據(jù)?在a-F圖線上作一條垂直于橫軸的直線(即F相同),記錄下與四條圖線的交點(diǎn)縱坐標(biāo)a,分別與各圖線對應(yīng)的m組成四組數(shù)據(jù);
②為了更直觀地驗(yàn)證a和m的關(guān)系,建立的坐標(biāo)系應(yīng)以加速度a為縱軸,以質(zhì)量的倒數(shù)1m為橫軸.

分析 (1)注意平衡摩擦力的原理,利用重力沿斜面的分力來平衡摩擦力,根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)分析答題;
(2)應(yīng)用描點(diǎn)法作出圖象;
(3)反比例關(guān)系不容易根據(jù)圖象判定,而正比例關(guān)系容易根據(jù)圖象判定,故應(yīng)該建立小車加速度(a)與小車質(zhì)量的倒數(shù)(1m)關(guān)系圖象.

解答 解:(1)A、本實(shí)驗(yàn)是研究小車乙的加速度a和力F、質(zhì)量m的關(guān)系,所以軌道傾斜是為了平衡小車乙受到的摩擦力,故A錯(cuò)誤,B正確.
C、實(shí)驗(yàn)中,只能在小車乙加速運(yùn)動(dòng)的過程中采集數(shù)據(jù),故C錯(cuò)誤,D正確;故選:BD;
(3)根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)的點(diǎn),然后根據(jù)描出的點(diǎn)作出圖象如圖所示:

(3)①在a-F圖象上做一條垂直于橫軸的直線,與四條圖線分別有個(gè)交點(diǎn),記錄下四個(gè)交點(diǎn)的縱坐標(biāo)a,分別與各圖線對應(yīng)的m組成四組數(shù)據(jù).
②反比例關(guān)系不容易根據(jù)圖象判定,而正比例關(guān)系容易根據(jù)圖象判定,故應(yīng)該建立小車加速度(a)與小車質(zhì)量的倒數(shù)(1m)關(guān)系圖象.
故答案為:(1)BD;�。�2)圖象如圖所示;(3)①在a-F圖線上作一條垂直于橫軸的直線(即F相同),記錄下與四條圖線的交點(diǎn)縱坐標(biāo)a,分別與各圖線對應(yīng)的m組成四組數(shù)據(jù);②加速度a;質(zhì)量的倒數(shù)1m

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等問題;應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是常用的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法,要掌握描點(diǎn)法作圖的方法;實(shí)驗(yàn)裝置雖然有所變動(dòng),但是實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法、操作細(xì)節(jié)等是一樣的,故任何實(shí)驗(yàn)明確實(shí)驗(yàn)原理是解答實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

15.要測量兩個(gè)質(zhì)量不等的沙袋的質(zhì)量,由于沒有直接的測量工具,某實(shí)驗(yàn)小組選用下列器材:輕質(zhì)定滑輪(質(zhì)量和摩擦可忽略)、砝碼一套(總質(zhì)量m=0.5kg)、細(xì)線、刻度尺、秒表.他們根據(jù)已學(xué)過的物理學(xué)知識(shí),改變實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行多次測量,選擇合適的變量得到線性關(guān)系,作出圖線并根據(jù)圖線的斜率和截距求出沙袋的質(zhì)量.請完成下列步驟.
(1)實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,設(shè)右邊沙袋A的質(zhì)量分別為m1,左邊沙袋B的質(zhì)量為m2;
(2)取出質(zhì)量為m′的砝碼放在右邊沙袋中,剩余砝碼都放在左邊沙袋中,發(fā)現(xiàn)A下降,B上升;(左右兩側(cè)砝碼的總質(zhì)量始終不變)
(3)用刻度尺測出A從靜止下降的距離h,用秒表測出A下降所用的時(shí)間t,則可知A的加速度大小a=2ht2;
(4)改變m′,測量相應(yīng)的加速度a,得到多組m′及a的數(shù)據(jù),作出a-m′(選填“a-m′”或“a-1m”)圖線.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

16.如圖所示,小球在豎直向下的力F作用下,將豎直輕彈簧壓縮,小球靜止.現(xiàn)若將力F撤去,小球?qū)⑾蛏蠌椘鸩㈦x開彈簧,則此過程中下列說法錯(cuò)誤的是(  )
A.小球的速度先增大后減小B.小球離開彈簧時(shí)速度最大
C.小球速度最大時(shí)加速度為零D.小球加速度先減小后增大

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

13.如圖所示,在O點(diǎn)放置一個(gè)正點(diǎn)電荷Q,ABC為一光滑的豎直絕緣桿,桿與以O(shè)為圓心、R為半徑的圓(圖中虛線)相交于B、C兩點(diǎn),一個(gè)帶正電的小球穿在桿上,將小球從A點(diǎn)由靜止釋放,小球的質(zhì)量為m、電荷量為q.∠BOC=60°,A、C間距離為h.若小球通過B點(diǎn)的速度大小為v,試求:
(1)小球通過C點(diǎn)的速度大��;
(2)小球由A運(yùn)動(dòng)到C的過程中電勢能的增加量.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.圖中MN是由一負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中的一條電場線.一個(gè)帶正電的粒子+q飛入電場后,只受電場力的作用下沿一條曲線(圖中虛線)運(yùn)動(dòng),a、b是該曲線上的兩點(diǎn),則( �。�
A.a點(diǎn)的電場強(qiáng)度Ea小于b點(diǎn)的電場強(qiáng)度Eb
B.a點(diǎn)的電勢Ua低于b點(diǎn)的電勢Ub
C.粒子在a點(diǎn)的動(dòng)能Eka小于在b點(diǎn)的動(dòng)能Ekb
D.粒子在a點(diǎn)的電勢能Epa低于在b點(diǎn)的電勢能Epb

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

10.用如圖1所示的裝置“探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”,帶滑輪的長木板水平固定,跨過小車上定滑輪的兩根細(xì)線均處于水平.
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),一定要進(jìn)行的操作是AB.(填步驟序號(hào))
A.小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時(shí)記錄拉力傳感器的示數(shù)F0;
B.改變砂和砂桶質(zhì)量,打出幾條紙帶
C.用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量
D.為減小誤差,實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
(2)以拉力傳感器示數(shù)的二倍F(F=2F0)為橫坐標(biāo),以加速度a為縱坐標(biāo),畫出的a-F圖象如圖2所示,則可能正確的是C.

(3)在實(shí)驗(yàn)中,得到一條如圖3所示的紙帶,按時(shí)間順序取0、1、2、…、5共6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),1~5每相鄰兩個(gè)點(diǎn)間各有四個(gè)打印點(diǎn)未畫出,用刻度尺測出1、2、…、5各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為:10.92、18.22、23.96、28.30、31.10(cm),通過電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的交流電頻率為50Hz.則:小車的加速度大小為1.5m/s2,(結(jié)果保留一位小數(shù))
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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

17.某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的裝置來探究小車的加速度與所受合力的關(guān)系.一端帶有定滑輪的長木板固定在水平桌面上,裝有力傳感器的小車由繞過定滑輪的細(xì)繩與砂桶連接,小車后面連接通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶.主要操作如下:
①緩慢向小桶中加入細(xì)砂,直到輕推小車后小車緩慢運(yùn)動(dòng),記下此時(shí)傳感器的示數(shù)F0
②再將小車放回原處并按住,向小桶中加入一定量的細(xì)砂,此狀態(tài)下傳感器的示數(shù)記為F1;接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源(交變電流的頻率為50Hz),釋放小車,小車運(yùn)動(dòng)過程中傳感器的示數(shù)記為F2.將F1、F2數(shù)值記錄在該條紙帶上.
③改變砂桶中砂的質(zhì)量,重復(fù)步驟②,獲得多組數(shù)據(jù).

(1)某次實(shí)驗(yàn)中,打出的一條紙帶如圖乙所示,從比較清晰的點(diǎn)起,每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離,則小車的加速度a=0.18m/s2
(2)改變小桶中砂的重力,多次重復(fù)實(shí)驗(yàn),獲得多組數(shù)據(jù),不計(jì)紙帶與計(jì)時(shí)器間的摩擦.描繪小車加速度a與力F(F=F1-F0)的關(guān)系圖象是B.

(3)同一次實(shí)驗(yàn)中,小車釋放前傳感器示數(shù)F1與小車加速運(yùn)動(dòng)時(shí)傳感器示數(shù)F2的關(guān)系是F1>F2(選填“<”、“=”或“>”).
(4)保持小車和力傳感器質(zhì)量不變時(shí),研究a與合力F的關(guān)系時(shí),F(xiàn)=C.較為合理.
A.F1B.F2C.F1-F0D.F2-F0
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

14.如圖所示,在小車上固定一直角硬桿ABC,分別系在水平直桿AB兩端的輕彈簧和細(xì)繩將小球P懸吊起來.輕彈簧的勁度系數(shù)為k,小球P的質(zhì)量為m,當(dāng)小車沿水平地面以加速度a向右運(yùn)動(dòng)而達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),輕彈簧保持豎直,而細(xì)繩與桿的豎直部分的夾角為θ,試求此時(shí)彈簧的形變量.

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

15.描繪一個(gè)標(biāo)有“3V  0.6W”小燈泡的伏安特性曲線,燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3v,并便于操作,已選用的器材有:
電池組(電動(dòng)勢為4.5v,內(nèi)阻約1Ω);
電流表(0~250mA,內(nèi)阻約5Ω)
電壓表(0~3V,內(nèi)阻約3kΩ)
電建一個(gè),導(dǎo)線若干.
(1)實(shí)驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選下列中的A
A.滑動(dòng)變阻器(最大阻值20Ω,額定電流1A)
B.滑動(dòng)變阻器(最大阻值1750Ω,額定電流0.3A)
(2)請將設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖畫入圖1的方框中.
(3)實(shí)驗(yàn)得到小燈泡的伏安特性曲線如圖2所示.將這個(gè)小燈泡接到電動(dòng)勢為1.5V、內(nèi)阻為5Ω的電源兩端,小燈泡消耗的功率是1.0W.
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