17.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中,一般采用的方法為控制變量法,分別探究加速度與力的關(guān)系和加速度與質(zhì)量的關(guān)系.在探究“加速度與質(zhì)量的關(guān)系”實驗中,用圖象法處理數(shù)據(jù)時,一般以加速度a為縱坐標(biāo),以質(zhì)量的倒數(shù)為橫坐標(biāo),這是因為a-$\frac{1}{m}$圖線為直線.

在實驗中,通過打點計時器打出的紙帶上的點計算出小車的加速度.某次實驗時打出的紙帶如圖所示.A、B、C、D、E、F、G和H為八個相鄰的計數(shù)點,相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔均為0.1s,根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)知小車的加速度為0.30 m/s2;請你從數(shù)據(jù)分析,根據(jù)客觀事實,判斷實驗數(shù)據(jù)為不真實的(填“真實”或“不真實”).

分析 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系應(yīng)采用控制變量法進(jìn)行實驗,根據(jù)實驗?zāi)看_定需要控制的變量,然后答題;
根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出小車運動的加速度.

解答 解:在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中,一般采用的方法為控制變量法,
為了檢驗小車的加速度a是否與其質(zhì)量m成反比,在處理實驗數(shù)據(jù)時可采用做出一次函數(shù)圖象的方法.
如果縱坐標(biāo)表現(xiàn)加速度a,其橫坐標(biāo)應(yīng)該選用$\frac{1}{m}$,即質(zhì)量的倒數(shù),即可作出a-$\frac{1}{m}$圖線為直線.
xBC-xAB=9.70-4.70-4.70=0.3cm;
xCD-xBC=(15.00-9.70)-(9.70-4.70)=0.3cm;
xDE-xCD=(20.60-15.00)-(15.00-9.70)=0.3cm;
由數(shù)據(jù)可得知,相鄰相等時間間隔內(nèi)的位移之差△x=0.30cm,由△x=aT2可得,a=0.30m/s2
由于相鄰相等時間間隔內(nèi)位移之差都相等,不符合實驗實際情況,因為實驗數(shù)據(jù)肯定有誤差,數(shù)據(jù)是編造的,不真實.
故答案為:控制變量法,質(zhì)量的倒數(shù),a-$\frac{1}{m}$圖線為直線,0.30,不真實.

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(yuǎn)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;
解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法,會通過紙帶求解瞬時速度和加速度,關(guān)鍵是勻變速直線運動推論的運用.

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

10.如圖1所示,將打點計時器固定在鐵架臺上,用重物帶動紙帶從靜止開始自由下落,利用此裝置可驗證機(jī)械能守恒定律.

(1)已準(zhǔn)備的器材有打點計時器(帶導(dǎo)線)、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物,此外還需要的器材是D(填字母代號).
A.直流電源、天平及砝碼      B.直流電源、毫米刻度尺
C.交流電源.天平及砝碼      D.交流電源、毫米刻度尺
(2)實驗中需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h.某同學(xué)對實驗得到的紙帶,設(shè)計了以下四種測量方案,這些方案中合理的是:D.
A.用刻度尺測出物體下落的高度h,由打點間隔數(shù)算出下落時間t,通過v=gt計算出瞬時速度v
B.用刻度尺測出物體下落的高度h,并通過v=$\sqrt{2gh}$計算出瞬時速度v
C.報據(jù)做勻變速直線運動時,紙帶上某點的瞬時速度等于這點前后相鄰兩點間的平均速度,測算出瞬時速度v,并通過計算得出高度h
D.用刻度尺測出物體下落的高度h,根據(jù)做勻變速直線運動時,紙帶上某點的瞬時速度等于這點前后相鄰兩點間的平均速度,測算出瞬時速度v
(3)安裝好實驗裝置,正確進(jìn)行實驗操作,從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶,如圖2所示.圖中O點為打點起始點,且速度為零.選取紙帶上打出的連續(xù)點A、B、C、…作為計數(shù)點,測出其中E、F、G點距起始點O的距離分別為h1、h2、h3.已知重錘質(zhì)量為m,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,計時器打點周期為T.為了驗證此實驗過程中機(jī)械能是否守恒,需要計算出從O點到F點的過程中,重錘重力勢能的減少量△Ep=mgh2,動能的增加量△Ek=$\frac{m({h}_{3}-{h}_{1})^{2}}{8{T}^{2}}$(用題中所給字母表示)
(4)實驗結(jié)果往往是重力勢能的減少量略大于動能的增加量,關(guān)于這個誤差下列說法正確的是BD.
A.該誤差屬于偶然誤差              B.該誤差屬于系統(tǒng)誤差
C.可以通過多次測量取平均值的方法來減小該誤差
D.可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來減小該誤差
(5)某同學(xué)在實驗中發(fā)現(xiàn)重錘增加的動能略小于重錘減少的重力勢能,于是深入研究阻力對本實驗的影響.若重錘所受阻力為f.重錘質(zhì)量為m,重力加速度為g.他測出各計數(shù)點到起始點的距離h,并計算出各計數(shù)點的速度v,用實驗測得的數(shù)據(jù)繪制出v2-h圖線,如圖3所示,圖象是一條直線,此直線斜率k=$\frac{2(mg-f)}{m}$(用題中字母表示).已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8m/s2,由圖線求得重錘下落時受到阻力與重錘所受重力的百分比為$\frac{f}{mg}$=2.0% (保留兩位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

8.如圖所示,光滑斜面固定于水平面,物體B疊放在上表面水平的滑塊A上,兩者一起沖上斜面后始終保持相對靜止,則兩者在斜面上運動的過程中,以下說法正確的是( 。
A.物體B僅受到重力和支持力的作用
B.物體B受到重力、支持力和水平向左的摩擦力的作用
C.滑塊A受到的合外力水平向左
D.滑塊A受到的合外力方向與其他速度方向相反

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.如圖所示,一物塊受到一個水平力F作用靜止于斜面上,此力F的方向與斜面平行,如果將力F撤除,下列對物塊的描述正確的是(  )
A.物塊將沿斜面下滑B.物塊所受的摩擦力方向改變
C.物塊立即獲得加速度D.物塊受到的摩擦力變大

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

12.如圖所示的電場,等勢面是一簇互相平行的豎直平面,間隔均為d,各面電勢已在圖在標(biāo)出,現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電小球以速度v0,方向與水平方向成45°角斜向上射入電場,要使小球做直線運動.問:
(1)小球應(yīng)帶何種電荷?電荷量是多少?
(2)在入射方向上小球最大位移量是多少?(電場足夠大)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

2.在行車過程中遇到緊爭剎車,乘員可能會由于慣性而受到傷害,為此新交通法規(guī)定行車過程中必須系安全帶.假設(shè)某次急剎過程中,由于安全帶作用,使質(zhì)量為60kg的乘員在3s內(nèi)速度由108km/h降到0,此過程中安全帶對乘員的作用力約為(  )
A.200NB.400NC.600ND.800N

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

9.如圖1所示,為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量及小車和砝碼的質(zhì)量對應(yīng)關(guān)系圖.鉤碼的質(zhì)量為m1,小車和砝碼的質(zhì)量為m2,重力加速度為g.

(1)下列說法正確的是D.
A.每次在小車上加減砝碼時,應(yīng)重新平衡摩擦力
B.實驗時若用打點計時器應(yīng)先釋放小車后接通電源
C.本實驗m2應(yīng)遠(yuǎn)小于m1
D.在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時,應(yīng)作a-$\frac{1}{{m}_{2}}$圖象
(2)實驗時,某同學(xué)由于疏忽,遺漏了平衡摩擦力這一步驟,測得F=m1g,作出a-F圖象,他可能作出圖2中丙(選填“甲”、“乙”、“丙”)圖線.此圖線的AB段明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是C.
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.砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量太大
D.所用小車的質(zhì)量太大
(3)實驗時,某同學(xué)遺漏了平衡摩擦力這一步驟,若軌道水平,他測量得到的$\frac{1}{{m}_{2}}$-a圖象,如圖3.設(shè)圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,則小車與木板間的動摩擦因數(shù)μ=$\frac{gk}$,鉤碼的質(zhì)量m1=$\frac{1}{gk}$.
(4)實驗中打出的紙帶如圖4所示.相鄰計數(shù)點間的時間是0.1s,圖中長度單位是cm,由此可以算出小車運動的加速度是0.46m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

6.如圖1所示,質(zhì)量為M=2kg的長木板,靜止放置在粗糙水平地面上,木板上F、G為木板的兩個三等分點.F、G之間貼有上表面光滑的膠紙(厚度不計).有一個質(zhì)量為m=3kg、可視為質(zhì)點的物塊,以某一水平初速度v0從左端沖上木板物塊在木板上滑動,當(dāng)物塊剛好滑上膠紙時,物塊和木板恰好達(dá)到共同速度.物塊和木板在達(dá)到共同速度前的v-t圖象如圖2所示.根據(jù)圖象,求:

(1)求木板的長度.
(2)求物體與木板間的摩擦因數(shù)和地面與木板間的摩擦因數(shù).
(3)此后物塊和木板繼續(xù)滑動,直到兩物體都停止.問此時物體所停處距木板右端的距離?
(4)整個過程中木板的位移是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

7.某科研單位設(shè)計了一空間飛行器,飛行器從地面靜止起飛時,發(fā)動機(jī)提供的動力方向與水平方向夾角α=60°,使飛行器恰好與水平方向成θ=30°角的直線斜向右上方勻加速飛行,經(jīng)時間t后,將動力的方向沿逆時針旋轉(zhuǎn)60°同時適當(dāng)調(diào)節(jié)其大小,使飛行器依然可以沿原方向勻減速飛行,飛行器所受空氣阻力不計,下列說法中正確的是( 。
A.加速時加速度的大小為gB.加速時動力的大小等于mg
C.減速時動力的大小$\frac{1}{2}$mgD.減速飛行時間2t后速度為零

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同步練習(xí)冊答案