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
(4)若所掛鉤碼不斷增加,a—F圖象中各點(diǎn)連成的曲線將不斷延伸,那么加速度的趨向值為______,繩子拉力的趨向值為______。
(1)沒有墊起軌道右端,使小車的重力沿軌道的分力與摩擦力相平衡。
(2) ;(3) C ;(4) g , Mg 。
【解析】
試題分析:(1)本實(shí)驗(yàn)是利用控制變量法研究小車的合外力、質(zhì)量和加速度的關(guān)系,測(cè)出細(xì)繩的拉力作為小車的合外力,故軌道的摩擦力需要平衡掉,實(shí)驗(yàn)裝置中沒有墊起軌道右端,使小車的重力沿軌道的分力與摩擦力相平衡。
(2)由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律:,得:。
(3)數(shù)據(jù)處理時(shí),設(shè)小車的質(zhì)量為,鉤碼的質(zhì)量為,則:,小車的加速度為:,這是理論值.由牛頓第二定律:,對(duì)于小車個(gè)鉤碼組成的整體:,這是真實(shí)值.所以:只有當(dāng)時(shí):,a與F才成線性關(guān)系.,所以圖線明顯偏離直線的原因是太大了;選項(xiàng)C正確。
(4)當(dāng)鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量時(shí),鉤碼所受的重力才能作為小車所受外力,如果增大鉤碼的質(zhì)量,則外力增大,曲線不斷延伸,那么加速度趨向?yàn)間; F不斷增大,那么繩子的拉力趨向值為小車和位移傳感器的總重量。
考點(diǎn):本題考查了牛頓第二定律、控制變量法、近似法。
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科目:高中物理 來源: 題型:
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科目:高中物理 來源:2012-2013學(xué)年福建省福州文博中學(xué)高一上學(xué)期期末考試物理試卷(帶解析) 題型:實(shí)驗(yàn)題
某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)用如圖所示裝置探究“物體加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”。
(1)在研究物體加速度與力的關(guān)系時(shí),保持不變的物理量是 (只需填A(yù)或B)
A.小車質(zhì)量 B.塑料桶和桶中砝碼的質(zhì)量
(2)實(shí)驗(yàn)中,首先要平衡摩擦力,具體做法是 (只需填A(yù)或B)
A.在塑料桶中添加砝碼,使小車帶著紙帶勻速運(yùn)動(dòng)。
B.取下塑料桶,墊起滑板的一端,使小車帶著紙帶勻速運(yùn)動(dòng)。
(3)實(shí)驗(yàn)中要使小車的質(zhì)量 (填“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”)塑料桶和桶中砝碼的質(zhì)量,才能認(rèn)為細(xì)線對(duì)小車的拉力等于塑料桶和砝碼的重力。
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科目:高中物理 來源:2015屆福建省高一上學(xué)期期末考試物理試卷(解析版) 題型:實(shí)驗(yàn)題
某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)用如圖所示裝置探究“物體加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”。
(1)在研究物體加速度與力的關(guān)系時(shí),保持不變的物理量是 (只需填A(yù)或B)
A.小車質(zhì)量 B.塑料桶和桶中砝碼的質(zhì)量
(2)實(shí)驗(yàn)中,首先要平衡摩擦力,具體做法是 (只需填A(yù)或B)
A.在塑料桶中添加砝碼,使小車帶著紙帶勻速運(yùn)動(dòng)。
B.取下塑料桶,墊起滑板的一端,使小車帶著紙帶勻速運(yùn)動(dòng)。
(3)實(shí)驗(yàn)中要使小車的質(zhì)量 (填“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”)塑料桶和桶中砝碼的質(zhì)量,才能認(rèn)為細(xì)線對(duì)小車的拉力等于塑料桶和砝碼的重力。
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科目:高中物理 來源:2012-2013學(xué)年福建省福州市鼓樓區(qū)文博中學(xué)高一(上)期末物理試卷(解析版) 題型:填空題
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