如圖為某同學(xué)設(shè)計(jì)的“探究加速度與物體所受合力及質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖，A為小車，B為電火花計(jì)時(shí)器，C為裝有砝碼的小桶，D為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)方形木板。在實(shí)驗(yàn)中細(xì)繩對(duì)小車?yán)?img src="http://thumb.1010pic.com/pic6/res/gzwl/web/STSource/2013090213213659851517/SYS201309021322056533399730_ST.files/image001.png">等于砝碼和小桶的總重力，小車運(yùn)動(dòng)加速度可用紙帶上的點(diǎn)求得。

（1）為了研究加速度跟力和質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)該采用的研究實(shí)驗(yàn)方法是__________。

A．控制變量法         B．假設(shè)法

C．理想實(shí)驗(yàn)法         D．圖象法

（2）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法中不正確的是　  　。

A．砝碼和小桶的總質(zhì)量要遠(yuǎn)大于小車的質(zhì)量

B．為消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，可以把木板D的左端適當(dāng)墊高

C．電火花計(jì)時(shí)器使用交流電源

D．木板D的左端被墊高后，圖中細(xì)線應(yīng)保持與木板平行

（3）圖是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可得出表格1中空白處的數(shù)據(jù)應(yīng)是         。

表格1

計(jì)數(shù)點(diǎn)

1

2

3

4

5

6

瞬時(shí)速度/( m·s-1)

0.165

0.215

 

0.314

0.364

0.413

由紙帶求出小車的加速度=            m/s２ （加速度保留2位有效數(shù)字）

（4）在“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，保持砝碼和小桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量，分別測(cè)得小車的加速度與對(duì)應(yīng)的質(zhì)量數(shù)據(jù)如表格2。

表格2

次數(shù)

1

2

3

4

5

小車的加速度a/( m·s-2)

1.25

1.00

0.80

0.50

0.40

小車的質(zhì)量m/kg

0.400

0.500

0.625

1.000

1.250

小車質(zhì)量的倒數(shù)m-1/kg-1

2.50

2.00

1.60

1.00

0.80

利用表格2中的數(shù)據(jù)，在圖所示的坐標(biāo)紙中作出與關(guān)系的圖像。

（5）上題中該小車受到的拉力為       N。

 

【答案】

（1）A（2）A （3）0.264 、0.50（或0.49）  

（4）如圖所示。

(5) 0.50

【解析】

試題分析：解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(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．加速度利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量計(jì)算，質(zhì)量利用天平測(cè)量，為消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，可以把木板D的左端適當(dāng)墊高，砝碼和小桶的總重力要遠(yuǎn)小于小車的重力，可使小車的合力近似等于砝碼和小桶的總重力來測(cè)量．

（1）為了研究加速度跟力和質(zhì)量的關(guān)系，需要固定一個(gè)量不變，研究另外兩個(gè)量的關(guān)系，采用的研究實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法，故選A。

（2）該實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是小車，采用控制變量法研究．當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，研究小車的加速度和小車所受合力的關(guān)系．為消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，可以把木板D的左端適當(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．

設(shè)小車的質(zhì)量為M，砝碼和小桶的質(zhì)量為m，根據(jù)牛頓第二定律得：

對(duì)m：

對(duì)M：

解得： 

當(dāng)m＜＜M時(shí)，即當(dāng)砝碼和小桶的總重力要遠(yuǎn)小于小車的重力，繩子的拉力近似等于砝碼和小桶的總重力，A錯(cuò)誤。

C、電火花和電磁計(jì)時(shí)器都使用交流電源．故C正確．

D、木板D的左端被墊高后，圖中細(xì)線應(yīng)保持與木板平行，那么小車的合力就等于繩子的拉力．故D正確。

故選A．．

（3）每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)，說明相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.1s．

根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律知道3點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于2點(diǎn)到4點(diǎn)的平均速度．

，選一段過程運(yùn)用加速度公式,．

（4）直觀反映兩個(gè)物理量的關(guān)系是要找出這兩個(gè)量的線性關(guān)系，即畫出直線圖象．見圖

（5）根據(jù)牛頓第二定律：F=ma得出：上題中該小車受到的拉力F為0.5N．

考點(diǎn)：探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系．

點(diǎn)評(píng)：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．能夠把所學(xué)的物理規(guī)律運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)問題中．紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)推論和，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和加速度．

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖為某同學(xué)設(shè)計(jì)的速度選擇裝置，兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌MM′和NN′間距為L(zhǎng)與水平面成θ角，上端接滑動(dòng)變阻器R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B0垂直導(dǎo)軌平面向上，金屬棒ab質(zhì)量為m恰好垂直橫跨在導(dǎo)軌上．滑動(dòng)變阻器R兩端連接水平放置的平行金屬板，極板間距為d，板長(zhǎng)為2d，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直紙面向內(nèi)．粒子源能發(fā)射沿水平方向不同速率的帶電粒子，粒子的質(zhì)量為m0，電荷量為q，ab棒的電阻為r，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為2r，其余部分電阻不計(jì)，不計(jì)粒子重力．
（1）ab棒靜止未釋放時(shí)，某種粒子恰好打在上極板中點(diǎn)P上，判斷該粒子帶何種電荷？該粒子的速度多大？
（2）調(diào)節(jié)變阻器使R=0.5r，然后釋放ab棒，求ab棒的最大速度？
（3）當(dāng)ab棒釋放后達(dá)到最大速度時(shí)，若變阻器在r≤R≤2r范圍調(diào)節(jié)，總有粒子能勻速穿過平行金屬板，求這些粒子的速度范圍？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖為某同學(xué)設(shè)計(jì)的速度選擇裝置，兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌MM′和NN′間距為L(zhǎng)與水平面成θ角，上端接阻值為R的電阻，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直導(dǎo)軌平面向上，金屬棒ab質(zhì)量為m恰好垂直橫跨在導(dǎo)軌上．定值電阻R兩端連接水平放置的平行金屬板，極板間距為d，板長(zhǎng)為2d，磁感強(qiáng)度也為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面向內(nèi)．粒子源能發(fā)射沿水平方向不同速率的帶電粒子，粒子的質(zhì)量為m0，電荷量為q，ab棒的電阻為2R，其余部分電阻不計(jì)，不計(jì)粒子重力．
（1）ab棒靜止未釋放時(shí)，某種粒子恰好打在上極板中點(diǎn)P上，判斷該粒子帶何種電荷？該粒子的速度多大？
（2）釋放ab棒，求ab棒的最大速度？
（3）當(dāng)ab棒達(dá)到最大速度時(shí)，能勻速穿過平行金屬板粒子的速度大��？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖為某同學(xué)設(shè)計(jì)的速度選擇裝置，兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌MM/和NN/間距為L(zhǎng)與水平面成θ角，上端接滑動(dòng)變阻器R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B0垂直導(dǎo)軌平面向上，金屬棒ab質(zhì)量為m恰好垂直橫跨在導(dǎo)軌上�；瑒�(dòng)變阻器R兩端連接水平放置的平行金屬板，極板間距為d，板長(zhǎng)為2d，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直紙面向內(nèi)。粒子源能發(fā)射沿水平方向不同速率的帶電粒子，粒子的質(zhì)量為m0，電荷量為q，ab棒的電阻為r，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為2r，其余部分電阻不計(jì)，不計(jì)粒子重力。

（1）（7分）ab棒靜止未釋放時(shí)，某種粒子恰好打在上極板中點(diǎn)P上，判斷該粒子帶何種電荷？該粒子的速度多大？

（2）（5分）調(diào)節(jié)變阻器使R=0.5r，然后釋放ab棒，求ab棒的最大速度？

（3）（6分）當(dāng)ab棒釋放后達(dá)到最大速度時(shí)，若變阻器在r≤R≤2r范圍調(diào)節(jié)，總有粒子能勻速穿過平行金屬板，求這些粒子的速度范圍？

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科目：高中物理 來源：2012-2013學(xué)年湖南省懷化市高一上學(xué)期期末考試物理試卷（帶解析） 題型：實(shí)驗(yàn)題

如圖為某同學(xué)設(shè)計(jì)的“探究加速度與物體所受合力及質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖，A為小車，B為電火花計(jì)時(shí)器，C為裝有砝碼的小桶，D為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)方形木板。在實(shí)驗(yàn)中細(xì)繩對(duì)小車?yán)?img src="http://thumb.1010pic.com/pic5/tikupic/c9/e/1sixl3.png" style="vertical-align:middle;" />等于砝碼和小桶的總重力，小車運(yùn)動(dòng)加速度可用紙帶上的點(diǎn)求得。

（1）為了研究加速度跟力和質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)該采用的研究實(shí)驗(yàn)方法是__________。
A．控制變量法         B．假設(shè)法
C．理想實(shí)驗(yàn)法         D．圖象法
（2）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法中不正確的是　  　。
A．砝碼和小桶的總質(zhì)量要遠(yuǎn)大于小車的質(zhì)量
B．為消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，可以把木板D的左端適當(dāng)墊高
C．電火花計(jì)時(shí)器使用交流電源
D．木板D的左端被墊高后，圖中細(xì)線應(yīng)保持與木板平行
（3）圖是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可得出表格1中空白處的數(shù)據(jù)應(yīng)是         。

表格1

計(jì)數(shù)點(diǎn)
1
2
3
4
5
6
瞬時(shí)速度/( m·s-1)
0.165
0.215
 
0.314
0.364
0.413
由紙帶求出小車的加速度=            m/s２ （加速度保留2位有效數(shù)字）
（4）在“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，保持砝碼和小桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量，分別測(cè)得小車的加速度與對(duì)應(yīng)的質(zhì)量數(shù)據(jù)如表格2。
表格2
次數(shù)
1
2
3
4
5
小車的加速度a/( m·s-2)
1.25
1.00
0.80
0.50
0.40
小車的質(zhì)量m/kg
0.400
0.500
0.625
1.000
1.250
小車質(zhì)量的倒數(shù)m-1/kg-1
2.50
2.00
1.60
1.00
0.80
利用表格2中的數(shù)據(jù)，在圖所示的坐標(biāo)紙中作出與關(guān)系的圖像。

（5）上題中該小車受到的拉力為       N。

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