10．在探究物體的加速度a與物體所受外力F、物體質(zhì)量M間的關(guān)系時，采用如圖1所示的實驗裝置．小車及車中的砝碼質(zhì)量用M表示，盤及盤中的砝碼質(zhì)量用m表示．

（1）當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足m＜＜M時，才可以認(rèn)為繩子對小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力．
（2）某一組同學(xué)先保持盤及盤中的砝碼質(zhì)量m一定來做實驗，其具體操作步驟如下，以下做法正確的是B．
A．平衡摩擦力時，應(yīng)將盤及盤中的砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上
B．每次改變小車的質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力
C．實驗時，先放開小車，再接通打點計時器的電源
D．用天平測出m以及小車質(zhì)量M，小車運動的加速度可直接用公式a=$\frac{mg}{M}$求出
（3）另兩組同學(xué)保持小車及車中的砝碼質(zhì)量M一定，探究加速度a與所受外力F的關(guān)系，由于他們操作不當(dāng)，這兩組同學(xué)得到的a-F關(guān)系圖象分別如圖2和圖3所示，其原因分別是：
圖2：不滿足m＜＜M；
圖3：沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

分析 當(dāng)盤及盤中砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及砝碼總質(zhì)量時，可以認(rèn)為小車受到的拉力等于盤及砝碼的重力．平衡摩擦力時，不能掛盤；實驗過程中，應(yīng)保證繩和紙帶與木板平行；小車的加速度應(yīng)由紙帶求出．

解答 解：（1）該實驗的研究對象是小車，采用控制變量法研究．當(dāng)質(zhì)量一定時，研究小車的加速度和小車所受合力的關(guān)系．那么小車的合力怎么改變和測量呢？為消除摩擦力對實驗的影響，可以把木板D的右端適當(dāng)墊高，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力就是繩子的拉力．
根據(jù)牛頓第二定律得：
對m：mg-T=ma
對M：T=Ma
解得：T=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$ 當(dāng)m＜＜M時，即當(dāng)砝碼和盤的總重力要遠(yuǎn)小于小車的重力，繩子的拉力近似等于砝碼和盤的總重力．
（2）A、平衡摩擦力時，不能將及盤中的砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上．故A錯誤．
B、改變小車質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力．故B正確．
C、實驗時，先接通電源，再釋放小車．故C錯誤．
D、小車運動的加速度通過紙帶求出，不能通過a=$\frac{mg}{M}$ 求出．故D錯誤．
故選：B．
（3）①圖2中隨著F的增大，即砝碼和盤的質(zhì)量增大，不再滿足砝碼和盤的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，因此曲線上部出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象．
②從圖象3可知，F(xiàn)大于零時，加速度為零，知沒有平衡摩擦力，或平衡摩擦力時長木板的傾角過�。�
故答案為：
（1）m＜＜M；（2）B；（3）不滿足m＜＜M；沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

點評 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項，注意實驗的條件是：砝碼和盤的總重力要遠(yuǎn)小于小車的重力，此時才有繩子的拉力近似等于砝碼和盤的總重力．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

20．利用如圖甲所示的實驗裝置，某實驗小組做了“探究加速度與合外力的關(guān)系”及“探究動能變化與合外力做功的關(guān)系”兩組實驗．

在“探究加速度與合外力的關(guān)系”實驗中，小車質(zhì)量為M、彈簧測力計示數(shù)為F，改變沙桶和沙子總質(zhì)量m，用紙帶測出小車加速度為a，得到多組a、F值．
（1）為了減小實驗誤差，下列做法正確的是AC（填序號）
A．首先要平衡摩擦力，使小車受到合力就是細(xì)繩對小車的拉力
B．沙桶和沙的總質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
C．滑輪摩擦足夠小，繩的質(zhì)量足夠輕
D．每次改變拉小車?yán)蠖夹枰匦缕胶饽Σ亮?br />E．先釋放小車，后接通打點計時器的電源開關(guān)
（2）圖乙為實驗中打下的一條紙帶，A點為小車剛釋放時打下的起始點．每兩點間還有四個計時點未畫出，測得AB=2.0cm、AC=8.0cm、AD=18.0cm、AE=32.0cm．打點計時器的頻率為50Hz，則C點的速度為0.8m/s，小車的加速度為4m/s2．
（3）該實驗小組同學(xué)利用上述實驗中一條比較理想的紙帶，從點跡清楚的某點開始記為0點，順次選取5個點，分別測量這5個點到0點之間的距離，并計算出它們與0點之間的速度平方差△v2（△v2=v2-v02）．如表：
 點跡s/cm △v2/m2•s-2 
 0//
1 1.60 0.04 
2 3.60 0.09 
 3 6.000.15 
 4 7.000.18 
 59.20 0.23 

由表中數(shù)據(jù)作出如圖8所示的圖象，由圖象可得實驗結(jié)論為物體動能變化量正比于合外力做的功．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

1．“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置如圖甲所示．
 
（1）關(guān)于此實驗，下列說法中正確的是BCD
A．平衡摩擦力時，應(yīng)將砝碼盤及盤內(nèi)砝碼通過定滑輪拴在小車上
B．連接砝碼盤和小車的細(xì)繩應(yīng)跟長木板保持平行
C．平衡摩擦力后，長木板的位置不能移動
D．小車釋放前應(yīng)靠近打點計時器，且應(yīng)先接通電源再釋放小車
（2）在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖乙所示．計時器打點的時間間隔為0.02 s．從比較清晰的點起，每5個點取一個計數(shù)點，量出相鄰計數(shù)點之間的距離．該小車的加速度a=0.16m/s2．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）平衡摩擦力后，掛上砝碼盤，然后每次取一個砝碼添加到砝碼盤中，測量小車的加速度．小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實驗數(shù)據(jù)如表：
砝碼盤中砝碼總重力F（N）0.1960.3920.5880.7840.980
加速度a（m•s-2）0.691.181.662.182.70
請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出a-F的關(guān)系圖象．
（3）根據(jù)提供的實驗數(shù)據(jù)作出的a-F圖線不通過原點．請說明主要原因．
 原因：平衡摩擦力過大．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

18．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，采用如圖1所示的實驗裝置，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，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶打上的點計算出

（1）當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足M＞＞m時，才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力．
（2）一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實驗時，保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測出相應(yīng)的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù)．為了比較容易地檢查出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該做a與$\frac{1}{M}$的圖象．（選填“M”或“$\frac{1}{M}$”）
（3）如圖2（a），甲同學(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù)做出的a-F圖線，說明實驗存在的問題是平衡摩擦力過大
（4）乙、丙同學(xué)用同一裝置做實驗，畫出了各自得到的a-F圖線，如圖2（b）所示，兩個同學(xué)做實驗時的哪一個物理量取值不同？答：小車及車中砝碼的質(zhì)量M；
（5）已知打點計時器使用的交流電頻率為50Hz，每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點未畫出，利用圖3給出的數(shù)據(jù)可求A點時的速度VA=0.360m/s，小車運動的加速度a=1.58m/s2．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

5．如圖所示，物體的運動分三段，第1、2s為第Ⅰ段，第 3、4s為第Ⅱ段，第5s為第Ⅲ段，則下列說法中正確的是（　�。�
A．第1s與第5s的速度方向相反
B．第1s的加速度大于第5s的加速度
C．第Ⅰ段與第Ⅲ段平均速度相等
D．第Ⅰ段和第Ⅲ段的加速度與速度的方向都相同

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

15．在一次“模擬微重力環(huán)境”的實驗中，實驗人員乘座實驗飛艇到達(dá)h1=6000m 的高空，然后讓飛艇由靜止下落，下落過程中飛艇所受阻力為其重力的0.04倍．實 驗人員可以在飛艇內(nèi)進(jìn)行微重力影響的實驗，當(dāng)飛艇下落到距地面的高度皮h2=3000m 時，開始做勻減速運動，以保證飛艇離地面的高度不得低于h=500m，取g=lOm/s2，求：
（1）飛艇加速下落的時間t；
（2）減速運動過程中，實驗人員對座椅的壓力F與其重力mg的比值$\frac{F}{mg}$的最小值．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

2．某實驗小組利用圖1所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系．

（1）實驗中除了需要小車、砝碼、小桶、細(xì)繩、附有定滑輪的長木板、墊木、打點計時器、低壓交流電源、導(dǎo)線兩根、紙帶之外，還需要天平、刻度尺
（2）下列做法正確的是AD．（填字母代號）
A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與長木板保持平行
B．在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴在木塊上
C．實驗時，先放開木塊再接通打點計時器的電源
D．通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度
（3）某同學(xué)在探究a與F的關(guān)系時，忘記平衡摩擦力，設(shè)桶和砝碼的質(zhì)量為m，小車的質(zhì)量為M，車與長木板之間的動摩擦因數(shù)為μ，寫出a與m變化的關(guān)系式$a=\frac{mg}{M+m}-\frac{μMg}{M+m}$．
在圖2中畫出a與mg變化的圖象（注意圖中要有必要的標(biāo)記）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

19．（1）某同學(xué)在“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”實驗中，實驗裝置如圖1所示．他想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，為減小這種做法帶來的誤差，實驗中要采取的兩項措施是：
①平衡摩擦力；  
②使鉤碼的重力遠(yuǎn)小于小車的總重力
（2）如圖2所示是某次實驗中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E是計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T，距離如圖．則打B點時的速度為vB=$\frac{△{x}_{1}^{\;}+△{x}_{2}^{\;}}{2T}$；計算加速度的公式為a=$\frac{△{x}_{4}^{\;}+△{x}_{3}^{\;}-△{x}_{2}^{\;}-△{x}_{1}^{\;}}{4{T}_{\;}^{2}}$．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

20．在物理學(xué)的發(fā)展過程中，科學(xué)家們創(chuàng)造出了許多物理學(xué)研究方法，以下關(guān)于所用物理 學(xué)研究方法的敘述正確的是（　�。�
A．在不需要考慮物體本身的大小和形狀時，用質(zhì)點來代替物體的方法叫微元法
B．牛頓首先采用了以實驗檢驗猜想和假設(shè)的科學(xué)方法
C．在推導(dǎo)勻變速直線運動位移公式時，把整個運動過程劃分成很多小段，每一小段近似看作勻速直線運動，然后把各小段的位移相加，這里采用了理想模型法
D．伽利略認(rèn)為自由落體運動就是物體在傾角為90°的斜面上的運動，再根據(jù)銅球在斜 面上的運動規(guī)律得出自由落體的運動規(guī)律，這是采用了實驗和邏輯推理相結(jié)合的方法

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案