13.在探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系的活動(dòng)中,某小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置.圖中上下兩層水平軌道表面光滑,兩小車前端系上細(xì)線,細(xì)線跨過(guò)滑輪并掛上砝碼盤,兩小車尾部細(xì)線連到控制裝置上,實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)控制裝置使兩小車同時(shí)開始運(yùn)動(dòng),然后同時(shí)停止.

(1)在安裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí),應(yīng)調(diào)整滑輪的高度,使細(xì)線與軌道平行(或水平);在實(shí)驗(yàn)時(shí),為減小系統(tǒng)誤差,應(yīng)使砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于(填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于”或“等于”)小車的質(zhì)量.
(2)本實(shí)驗(yàn)通過(guò)比較兩小車的位移來(lái)比較小車加速度的大小,能這樣比較,是因?yàn)閮尚≤噺撵o止開始作勻加速直線運(yùn)動(dòng),且兩小車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等.
(3)實(shí)驗(yàn)中獲得數(shù)據(jù)如下表所示:
小車Ⅰ、Ⅱ的質(zhì)量m均為200g
實(shí)驗(yàn)次數(shù)小車拉力F/N位移x/cm
10.1
0.246.51
20.229.04
0.343.63
30.341.16
0.444.80
40.436.43
0.545.56
在第1次實(shí)驗(yàn)中小車Ⅰ從圖中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)(測(cè)量結(jié)果如圖乙標(biāo)尺所示),請(qǐng)將測(cè)量結(jié)果填到表中空格處.通過(guò)分析,可知表中第3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存在明顯錯(cuò)誤,應(yīng)舍棄.

分析 解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理,了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng).
該實(shí)驗(yàn)采用的是控制變量法研究,其中加速度、質(zhì)量、合力三者的測(cè)量很重要.

解答 解:(1)在安裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí),應(yīng)調(diào)整滑輪的高度,使細(xì)線與軌道平行(或水平),如果細(xì)線不保持水平,那么小車的合力就不等于繩子的拉力,小車的合力就不能正確測(cè)量.
設(shè)小車的質(zhì)量為M,砝碼盤和砝碼的質(zhì)量為m,根據(jù)牛頓第二定律得:
對(duì)m:mg-F=ma
對(duì)M:F=Ma
解得:F=$\frac{Mmg}{M+m}$=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$
當(dāng)m<<M時(shí),即當(dāng)砝碼盤和砝碼的總重力要遠(yuǎn)小于小車的重力,繩子的拉力近似等于砝碼盤和砝碼的總重力.
(2)本實(shí)驗(yàn)通過(guò)比較兩小車的位移來(lái)比較小車加速度的大小,能這樣比較,是因?yàn)閮尚≤噺撵o止開始作勻加速直線運(yùn)動(dòng),且兩小車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等.
(3)從刻度尺讀出A點(diǎn)的讀數(shù)為0.49cm,B點(diǎn)的讀數(shù)為23.85cm,所以A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的位移為23.36cm.
當(dāng)小車質(zhì)量一定時(shí),小車的加速度與合力成正比,
而兩小車從靜止開始作勻加速直線運(yùn)動(dòng),且兩小車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等,所以兩小車的位移之比等于加速度之比,
所以拉力之比應(yīng)該近似等于位移之比,從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)第3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存在明顯錯(cuò)誤,應(yīng)舍棄.
故答案為:(1)細(xì)線與軌道平行(或水平),遠(yuǎn)小于;
(2)兩小車從靜止開始作勻加速直線運(yùn)動(dòng),且兩小車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等;
(3)23.36,3.

點(diǎn)評(píng) 教科書本上的實(shí)驗(yàn),我們要從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)這幾點(diǎn)去搞清楚.
對(duì)于刻度尺讀數(shù)要進(jìn)行估讀.
會(huì)運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律能夠把要測(cè)量的物理量進(jìn)行間接變換測(cè)量.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

2.足球運(yùn)動(dòng)是最具影響力的體育項(xiàng)目,深受青少年喜愛(ài).如圖所示足球靜止在草地上,則足球(  )
A.對(duì)草地的壓力就是足球受到的重力
B.受到的支持力和草地受到的壓力都是彈力
C.受到的支持力是草地發(fā)生形變產(chǎn)生的
D.受到的支持力是足球發(fā)生形變產(chǎn)生的

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

4.如圖所示,有一個(gè)光滑的斜軌道與水平面的夾角為30°,另外有一個(gè)半徑為R=2.5m的半圓形光滑軌道與斜軌道相接于傾斜軌道的底部A點(diǎn)(通過(guò)微小圓弧連接),半圓形光滑軌道的圓心在A點(diǎn)的正上方,質(zhì)量m=1kg的小鋼球在光滑的斜軌道上的某點(diǎn)自由滑下,小球通過(guò)光滑圓軌道的最高點(diǎn)B點(diǎn)后又垂直打在斜軌道上C點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是( 。
A.小球通過(guò)B點(diǎn)的速度為5m/s
B.小球初始時(shí)離水平面的高度為6m
C.小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)重力的瞬時(shí)功率為20$\sqrt{15}$W
D.小球從B到C的時(shí)間為$\frac{\sqrt{15}}{5}$s.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

1.電流表滿偏時(shí)通過(guò)該表的電流是半偏時(shí)通過(guò)該表的電流的兩倍,某同學(xué)利用這一事實(shí)測(cè)量電流表的內(nèi)阻(半偏法)實(shí)驗(yàn)室提供材料器材如下:
A.待測(cè)電流表A(量程10mA,內(nèi)阻約為5歐);
B.電阻箱R′(最大阻值為9999.9歐);
C.滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值100歐,額定電流1A);
D.滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值200歐,額定電流0.5A);
E.電源E(電動(dòng)勢(shì)1.5V);
F.開關(guān)兩個(gè),導(dǎo)線若干.
(1)按圖甲所示的電路實(shí)驗(yàn),應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是D(用器材前對(duì)應(yīng)的序號(hào)字母填寫);
(2)將這種方法測(cè)出的電流表內(nèi)阻記為RA′,與電流表內(nèi)阻的真實(shí)值RA相比RA′<RA(填“>”“=”或“<”),主要理由是干路電流增大,流過(guò)電阻箱的電流大于安培表的電流;
(3)為了進(jìn)一步減小測(cè)量結(jié)果的誤差,該同學(xué)使用如圖乙所示的電路進(jìn)行測(cè)量,請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟
a.將各開關(guān)均斷開,按圖連接好電路,將滑動(dòng)變阻器和電阻箱調(diào)到阻值最大位置;
b.合上開關(guān)S1,調(diào)整R,使電流表A滿偏;
d.記下調(diào)節(jié)電阻箱,記下當(dāng)電流表達(dá)半偏時(shí)R'的阻值,即有電阻箱的阻值R'等于待測(cè)電流表的內(nèi)阻.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

8.如圖甲為探究“加速度與物體受力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置.在長(zhǎng)木板上相距L=48.0cm的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器,分別記錄小車到達(dá)A、B時(shí)的速率.小車受到拉力的大小用拉力傳感器記錄.
(1)實(shí)驗(yàn)主要步驟如下:
①將拉力傳感器固定在小車上;
②調(diào)整長(zhǎng)木板的傾斜角度,以平衡小車受到的摩擦力,讓小車在不受拉力作用時(shí)能在木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)
③把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上,另一端通過(guò)定滑輪與鉤碼相連;
④接通電源后自C點(diǎn)釋放小車,小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng),記錄細(xì)線拉力F的大小及小車分別到達(dá)A、B時(shí)的速率vA、vB;
⑤改變所掛鉤碼的數(shù)量,重復(fù)④的操作.
(2)如下表中記錄了實(shí)驗(yàn)測(cè)得的幾組數(shù)據(jù),△v2是兩個(gè)速度傳感器記錄速率的平方差,則加速度的表達(dá)式a=$\frac{{v}_{B}^{2}-{v}_{A}^{2}}{2L}$,請(qǐng)將表中第3次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填寫完整(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).
次數(shù)F(N)△v2(m2/s2a(m/s2
10.600.770.80
21.041.611.68
31.422.342.43
42.003.483.63
52.624.654.84
63.005.495.72
(3)由表中數(shù)據(jù)在所示的坐標(biāo)紙上描點(diǎn)并作出圖a-F關(guān)系圖線.
(4)對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算得到的關(guān)系圖線(圖乙中已畫出理論圖線),造成上述偏差的原因是沒(méi)有完全平衡摩擦力.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

18.如圖所示,傾角α=37°的固定斜面上放一塊質(zhì)量M=1kg,長(zhǎng)度L=3m的薄平板AB.平板的上表面光滑,其下端B與斜面底端C的距離為s=7m.在平板的上端A處放一質(zhì)量m=0.6kg的滑塊,開始時(shí)使平板和滑塊都靜止,之后將它們無(wú)初速釋放.假設(shè)平板與斜面間、滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.5,cos37°=0.8,sin37°=0.6,g取l0m/s2,求滑塊、平板下端B到達(dá)斜面底端C的時(shí)間差是多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

5.如圖所示,某一纜車沿著坡度為30°的山坡以加速度a上行,在纜車中放一個(gè)與山坡表面平行的斜面,斜面上放一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊,小物塊相對(duì)斜面靜止(設(shè)纜車保持豎直狀態(tài)運(yùn)行).則( 。
A.小物塊受到的摩擦力方向平行斜面向下
B.小物塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小為ma
C.小物塊受到的靜摩擦力大小為mg+ma
D.小物塊受到斜面的彈力大小$\frac{\sqrt{3}}{2}$mg

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

2.圖為某同學(xué)用測(cè)量小車加速度時(shí)打的紙帶,所用交流電頻率為50Hz,在所選紙帶上取某點(diǎn)為0號(hào)計(jì)數(shù)點(diǎn),然后每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),所有測(cè)量數(shù)據(jù)及其標(biāo)記符號(hào)如圖所示,則紙帶的瞬時(shí)速度大小為1.16m/s,打下點(diǎn)3時(shí)則紙帶加速度大小為3.12m/s.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

3.處于坐標(biāo)原點(diǎn)的波源產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波,波速v=200m/s,已知t=0時(shí),波剛傳播到x=40m處,波形如圖所示,在x=400m處有一接受器(圖中未畫出),則下列說(shuō)法正確的是ACD(填正確答案標(biāo)號(hào))
A.波源開始振動(dòng)時(shí)方向沿y軸負(fù)方向
B.接收器接收到此波瞬間,x=40m的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向沿y軸正方向
C.若波源向x軸正方向勻速運(yùn)動(dòng),接收器收到波的頻率大于10Hz
D.從t=0開始經(jīng)0.15s,x=40m的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為0.6m
E.當(dāng)t=0.75s時(shí),x=40m的質(zhì)點(diǎn)恰好到達(dá)波谷的位置.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案