在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中,采用如圖a所示的實驗裝置,把附有滑輪的長木板平放在水平的實驗桌上.小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示,盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示,小車所受拉力用F表示,小車的加速度可由小車后拖動的紙帶由打點計時器打上的點計算出.
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(1)如圖b為甲同學根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的a-
1M
圖線,圖線不過原點的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過
 
(填“大”或“小”);圖線的AB段明顯偏離直線的原因是
 
.(填選項前字母)
A.所掛鉤碼的總質(zhì)量過小              B.小車與軌道之間存在摩擦
C.所用小車的總質(zhì)量越來越大          D.所用小車的總質(zhì)量越來越小
(2)乙、丙同學用同樣器材做實驗,所用小車總質(zhì)量分別為M和M,畫出了各自得到的a-F圖線如圖c所示,由圖線可知M
 
M(填“>”、“=”或“<”).
(3)在處理數(shù)據(jù)時,總是把托盤和砝碼的重力當作小車所受牽引力.而實際上小車所受牽引力比托盤和砝碼的總重力要
 
一些(選填“大”或“小”).因此,為使實驗結(jié)論的可信度更高一些,應使托盤和砝碼的總質(zhì)量盡可能
 
一些(選填“大”或“小”).
分析:1、在“探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關(guān)系”的實驗中,通過控制變量法,先控制m一定,驗證a與F成正比,再控制F一定,驗證a與m成反比;實驗中用砂和砂桶的重力代替小車的合力,故要通過將長木板右端墊高來平衡摩擦力和使小車質(zhì)量遠大于砂和砂桶質(zhì)量來減小實驗的誤差.
2、a-F圖象的斜率等于物體的質(zhì)量的倒數(shù),故斜率不同則物體的質(zhì)量不同.
3、要求在什么情況下才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力,需求出繩子的拉力,而要求繩子的拉力,應先以整體為研究對象求出整體的加速度,再以M為研究對象求出繩子的拉力,通過比較繩對小車的拉力大小和盤和盤中砝碼的重力的大小關(guān)系得出只有m<<M時才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力.
解答:解:(1)開始當小車掛上重物時,加速度卻為零,隨著小車質(zhì)量的減小才有加速度,即最大靜摩擦力減小后才有加速度,所以導致圖象不過原點的原因是木板傾角偏。凑f明操作過程中沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足.
此圖線的AB段明顯偏離直線向下彎曲,說明隨小車質(zhì)量減小,不再滿足a隨
1
M
的增加線性增大,造成此誤差的主要原因是,所用小車的總質(zhì)量越來越小,不能滿足小車的質(zhì)量大于大于鉤碼的質(zhì)量.故選:D.
(2)a-F圖線的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù),可知兩同學做實驗時選擇物體的質(zhì)量不同,乙圖線的斜率大于丙圖線的斜率,則丙的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量.
(3)以整體為研究對象有mg=(m+M)a
解得a=
mg
m+M
,
以M為研究對象有繩子的拉力F=Ma=
M
M+m
mg<mg,
顯然要有F=mg必有m+M=M,故有M>>m,即只有M>>m時才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力.
故答案為:(1);D;(2)<;(3);小.
點評:處理實驗時一定要找出實驗原理,根據(jù)實驗原理我們可以尋找需要測量的物理量和需要注意的事項.本實驗只有在滿足平衡摩擦力和小車質(zhì)量遠大于托盤和砝碼的總質(zhì)量的雙重條件下,才能用托盤和砝碼的重力代替小車所受的合力.
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中,采用下圖1所示的裝置.
(1)本實驗應用的實驗方法,下列說法中正確的是
CD
CD


A.在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時,應該改變拉力的大小
B.在探究加速度與外力的關(guān)系時,應該改變小車的質(zhì)量
C.在探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時,為了直觀判斷二者間的關(guān)系,應作出a-
1
m
圖象
D.當小車的質(zhì)量遠大于砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量時,才能近似認為細線對小車的拉力大小等于砝碼盤和砝碼的總重力大小
(2)某同學測得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如下表所示:(小車質(zhì)量保持不變)
F/N 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
a/m?s-2 0.10 0.20 0.28 0.40 0.52
①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在坐標圖2上作出a-F圖象.
②圖線不過原點的原因可能是
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠

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科目:高中物理 來源: 題型:

在“探究加速度與力的關(guān)系”時,保持小車的質(zhì)量不變,改變小桶中砝碼的質(zhì)量,該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F圖線如圖,該圖線不通過坐標原點,試分析圖線不通過坐標原點的原因.
答:
沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足

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科目:高中物理 來源: 題型:

在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中,當小車質(zhì)量一定時,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出加速度a與作用力F的圖線如圖所示.
(1)圖線未過坐標原點,原因是:
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足

(2)圖線出現(xiàn)彎曲,原因是:
砂桶質(zhì)量沒有遠小于小車質(zhì)量
砂桶質(zhì)量沒有遠小于小車質(zhì)量

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科目:高中物理 來源: 題型:

在“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”活動中:

(1)某同學在接通電源進行實驗之前,將實驗器材組裝如圖1所示.
請指出該裝置中的錯誤或不妥之處:
①打點計時器應接交流電源;②小車應靠近打點計時器;③應該平衡摩擦力;
①打點計時器應接交流電源;②小車應靠近打點計時器;③應該平衡摩擦力;

(2)改正實驗裝置后,該同學順利地完成了實驗.圖2是某次實驗中獲取的一條紙帶的一部分:0、1、2、3、4、5、6是計數(shù)點,每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點(圖中未標出),計數(shù)點間的距離如圖所示.根據(jù)圖中數(shù)據(jù)求出小車的加速度a=
0.496
0.496
m/s2(保留3位有效數(shù)字)

(3)在“探究加速度與力的關(guān)系”時,保持小車的質(zhì)量不變,改變沙和沙桶的質(zhì)量,該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F的圖線如圖3,該圖線不通過坐標原點,明顯超出偶然誤差范圍,其主要原因可能是
BC
BC
.(請?zhí)钕鄳淖帜福?BR>
A.平衡摩擦力時將木板墊得過高
B.平衡摩擦力時將木板墊得過低
C.平衡摩擦力時掛上了沙桶和沙
D.實驗時沒有滿足沙和沙桶的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量.

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(1)為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”,現(xiàn)提供如圖甲所示的器材:A為小車,B為電火花計時器,C為裝有砝碼的小桶,D為一端帶有定滑輪的長方形木板,實驗中認為細繩對小車拉力F等于砝碼和小桶的總重量.請思考探究思路并回答下列問題:
(a)為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應采取什么做法?
(b)在“探究加度與質(zhì)量的關(guān)系”時,保持砝碼和小桶質(zhì)量不變,改變小車質(zhì)量m,分別得到小車加速度a與質(zhì)量m數(shù)據(jù)如下表:
 次數(shù)
 小車加速度a/m?s-2  0.78  0.38 0.25  0.20  0.16
 小車質(zhì)量m/kg  0.20 0.40  0.60  0.80  1.00 
根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù),用計算機繪制出a-m圖象如圖乙所示:通過對圖象(圖乙)的觀察,可猜想在拉車F一定的情況下a與m的關(guān)系可能是:a∝m-1、a∝m-2、a∝m-3等等,為了驗證猜想,請在圖丙中作出最能直觀反映a與m之間關(guān)系的圖象.
(c)在“探究加速度與力的關(guān)系”時,保持小車的質(zhì)量不變,改變小桶中砝碼的質(zhì)量,該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a與力F圖線如圖丁,該圖線不通過坐標原點,試分析圖線不通過坐標原點的原因是
沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力充分
沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力充分

(2)在“測定金屬的電阻率”的實驗中,用螺旋測微器測量金屬絲直徑時的刻度位置如圖所示,用米尺測量金屬絲的長度l=0.810m.金屬絲的電阻大約為4Ω.先用伏安法測出金屬絲的電阻,然后根據(jù)電阻定律計算出該金屬材料的電阻率.
(a)從圖中讀出金屬絲的直徑為
0.520
0.520
mm.
(b)在用伏安法測定金屬絲的電阻時,除被測電阻絲外,還有如下供選擇的實驗器材:
A.直流電源:電動勢約4.5V,內(nèi)阻很;
B.電流表A1:量程0~0.6A,內(nèi)阻0.125Ω;
C.電流表A2:量程0~3.0A,內(nèi)阻0.025Ω;
D.電壓表V:量程0~3V,內(nèi)阻3kΩ;
E.滑動變阻器R1:最大阻值10Ω;
F.滑動變阻器R2:最大阻值50Ω;
G.開關(guān)、導線等.
在可供選擇的器材中,應該選用的電流表是
B
B
,應該選用的滑動變阻器是
E
E

(c)根據(jù)所選的器材,在右邊的方框中畫出實驗電路圖.
(d)若根據(jù)伏安法測出電阻絲的電阻為Rx=4.1Ω,則這種金屬材料的電阻率為
1.6
×10
-7
 
1.6
×10
-7
 
Ω?m.(保留二位有效數(shù)字)

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