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第12講實(shí)驗(yàn):探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系目錄01模擬基礎(chǔ)練【題型一】教材原型實(shí)驗(yàn) 【題型二】實(shí)驗(yàn)的拓展創(chuàng)新02重難創(chuàng)新練【題型一】教材原型實(shí)驗(yàn) 1.探究物體加速度與所受合外力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:(1)調(diào)整長木板傾角進(jìn)行阻力補(bǔ)償,使小車恰好沿長木板向下做勻速運(yùn)動(dòng)。(2)保持長木板的傾角不變,繩子下端只掛一個(gè)鉤碼,將小車移近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,接通電源然后釋放小車,小車沿長木板向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),得到一條紙帶如圖所示,A、B、C、D、E、F、G為計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz。利用刻度尺測量得到,,,,,。通過紙帶求得小車加速度大小為。(保留2位有效數(shù)字)(3)某同學(xué)在研究加速度與物體受力之間的關(guān)系時(shí)改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)方案,他用無線力傳感器來測量小車受到的拉力。如圖所示,他將無線力傳感器和小車固定在一起,將系著小桶的細(xì)繩系在傳感器的掛鉤上,調(diào)整細(xì)繩方向與木板平行。請(qǐng)判斷在改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)中以下步驟是否還有必要(選填“有必要”或“沒必要”)。步驟是否有必要調(diào)整木板傾角平衡摩擦力和其他阻力控制砂和桶的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車和車內(nèi)砝碼的總質(zhì)量【答案】0.60有必要沒必要【詳解】(2)[1]相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出,則相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為根據(jù)逐差法可得,小車加速度大小為(3)[2]要使拉力等于小車受到的合力,必須平衡摩擦力,即改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后有必要調(diào)整木板傾角平衡摩擦力和其他阻力。[3]用無線力傳感器來測量小車受到的拉力時(shí),力傳感器可以讀出繩的拉力,則沒必要控制砂和桶的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車和車內(nèi)砝碼的總質(zhì)量。2.某同學(xué)利用圖甲所示的裝置進(jìn)行“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn),回答下列問題:(1)該實(shí)驗(yàn)運(yùn)用的思想方法是(填“控制變量法”或“等效替代法”)。(2)圖乙為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交流電源上,相鄰兩個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出,則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下P點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為m/s,小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為。(計(jì)算結(jié)果均保留兩位小數(shù))【答案】(1)控制變量法(2)0.12~0.16均可0.26~0.32均可【詳解】(1)“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)運(yùn)用的思想方法是控制變量法。(2)[1]根據(jù)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度,由題圖乙的紙帶得打P點(diǎn)時(shí)小車的速度[2]根據(jù)逐差法,小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小3.為了探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。(1)小亮利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)方案,探究小車質(zhì)量一定時(shí)加速度與合外力之間的關(guān)系,圖中上下兩層水平軌道,細(xì)線跨過光滑滑輪并掛上砝碼盤,將砝碼和砝碼盤的總重作為小車所受合外力,兩小車尾部細(xì)線連到控制裝置上,實(shí)驗(yàn)時(shí)通過控制裝置使兩小車同時(shí)開始運(yùn)動(dòng),并同時(shí)停止。實(shí)驗(yàn)前,下列操作必要的是______.A.選用質(zhì)量不同的兩輛小車B.調(diào)節(jié)定滑輪的高度,使細(xì)線與軌道平行C.使砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量D.將軌道右端適當(dāng)墊高,使小車在沒有細(xì)線牽引時(shí)能在軌道上勻速運(yùn)動(dòng),以平衡摩擦力(2)小明用如圖乙所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn).①實(shí)驗(yàn)前由于疏忽,小明遺漏了平衡摩擦力這一步驟,他測量得到的圖象可能是丙圖中的圖線(選填“1”“2”或“3”).(3)調(diào)整正確后,他作出的圖象末端明顯偏離直線.如果已知小車質(zhì)量為,某次所掛鉤碼質(zhì)量為,則丁圖中坐標(biāo),.【答案】(1)BCD(2)3(3)【詳解】(1)A.實(shí)驗(yàn)要探究小車質(zhì)量一定時(shí)加速度與合外力之間的關(guān)系,則選用質(zhì)量相同的兩輛小車,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.調(diào)節(jié)定滑輪的高度,使細(xì)線與軌道平行,選項(xiàng)B正確;C.使砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,這樣才能近似認(rèn)為砝碼和砝碼盤的總重力近似等于小車的牽引力,選項(xiàng)C正確;D.將軌道右端適當(dāng)墊高,使小車在沒有細(xì)線牽引時(shí)能在軌道上勻速運(yùn)動(dòng),以平衡摩擦力,選項(xiàng)D正確。故選BCD。(2)若實(shí)驗(yàn)前遺漏了平衡摩擦力這一步驟,則當(dāng)拉力F到達(dá)一定值時(shí)小車才會(huì)產(chǎn)生加速度,可知他測量得到的圖象可能是丙圖中的圖線3。(3)[1]沒有偏離直線時(shí),可以用砝碼盤和砝碼的總重力代替小車受到的合力,由牛頓第二定律可知可得[2]而實(shí)際上即4.如圖所示是某同學(xué)在進(jìn)行“探究小車與空中盤和鉤碼組成的系統(tǒng)的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí),(1)按要求連接好實(shí)驗(yàn)裝置,正要打開夾子開始實(shí)驗(yàn)時(shí)的情況,已知該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)存在4處錯(cuò)誤;其中兩處錯(cuò)誤是:電源應(yīng)用交流電源;小車應(yīng)靠近計(jì)時(shí)器,還有兩處分別是①;②。(2)正確安裝儀器后,正確操作,描繪圖像如圖中實(shí)線所示,并畫出其漸近線為圖中虛線所示,則漸近線對(duì)應(yīng)的加速度為。(已知重力加速度為g)【答案】(1)沒有平衡摩擦力沒有調(diào)節(jié)滑落高度使細(xì)線與木板平行(2)g【詳解】(1)[1][2]已知該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)存在4處錯(cuò)誤;其中兩處錯(cuò)誤是:電源應(yīng)用交流電源;小車應(yīng)靠近計(jì)時(shí)器,還有兩處分別是①?zèng)]有平衡摩擦力;②小車與滑輪間的輕繩應(yīng)與軌道平行。(2)設(shè)小車質(zhì)量為,盤和鉤碼的質(zhì)量為,其中圖像中的用代替;根據(jù)牛頓第二定律可得聯(lián)立可得可知圖像,隨的增大,即的增大,漸近線對(duì)應(yīng)的加速度為g。5.在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,采用如圖甲所示的裝置。(1)該實(shí)驗(yàn)運(yùn)用的方法是(填“控制變量法”或“等效替代法”)。(2)在補(bǔ)償小車與長木板之間的阻力后,打出了一條紙帶,每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),量出A、B、C三點(diǎn)到O點(diǎn)的距離如圖乙所示,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接電源的頻率為,則打B點(diǎn)時(shí)小車的速度大小,小車的加速度大小。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(3)改變砝碼的質(zhì)量,重復(fù)實(shí)驗(yàn),得到多組小車的加速度a及對(duì)應(yīng)的力傳感器示數(shù)F,根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的圖線為如圖丙所示的直線,圖像不過原點(diǎn)的原因是。【答案】(1)控制變量法(2)0.190.40(3)補(bǔ)償阻力不足或未平衡摩擦力【詳解】(1)在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,由于涉及的變量較多,因此先確定其中一個(gè)量不變,探究加速度與第二個(gè)量的變化關(guān)系,再確定第二個(gè)量不變,探究加速度與第一個(gè)量的變化關(guān)系,因此該實(shí)驗(yàn)運(yùn)用的方法是控制變量法。(2)[1]紙帶上每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),電源的頻率為,可知紙帶上每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為由在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,某段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度,可得打B點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為[2]由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論,可得小車的加速度大?。?)由圖線可知,開始當(dāng)力F不等于零時(shí),加速度a仍是零,只有力F達(dá)到一定值時(shí),加速度a不是零,因此圖像不過原點(diǎn)的原因是:補(bǔ)償阻力不足或未平衡摩擦力。6.如圖甲所示為“探究小車加速度a與受力F、質(zhì)量M的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置圖,槽碼的質(zhì)量為m,小車的質(zhì)量為M,重力加速度為g。(1)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)首先平衡了摩擦力。若不計(jì)細(xì)線的質(zhì)量和滑輪的摩擦,且沒有滿足,增加槽碼的個(gè)數(shù),使槽碼的總質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?倍,則細(xì)線上的拉力(填“大于”“等于”或“小于”)原來的2倍。(2)如圖乙所示為某同學(xué)通過正確操作獲得的一條紙帶。已知所用交流電源的頻率為,相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒有標(biāo)出,根據(jù)圖乙中的數(shù)據(jù)可得小車的加速度大小為。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(3)保持槽碼的質(zhì)量m一定,改變小車的質(zhì)量M,某同學(xué)在處理數(shù)據(jù)時(shí),以小車加速度的倒數(shù)為縱軸、以小車的質(zhì)量M為橫軸,作出的圖像如圖丙所示,圖中縱截距。(用題中所給字母表示)【答案】(1)小于(2)1.25(3)【詳解】(1)以小車為研究對(duì)象,根據(jù)牛頓第二定律可得以槽碼為研究對(duì)象,根據(jù)牛頓第二定律可得聯(lián)立可得若保持小車的質(zhì)量M不變,將槽碼的質(zhì)量m增大為原來的2倍,則有(2)相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒有標(biāo)出,所以相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔根據(jù)可得(3)對(duì)槽碼和小車整體有可得可知圖像的縱截距等于重力加速度的倒數(shù),即7.圖1是“探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置(已平衡摩擦力)。每次實(shí)驗(yàn)在細(xì)線末端增加一個(gè)鉤碼,小車每次從同一位置釋放,并對(duì)應(yīng)打出一條紙帶,如圖2所示,紙帶上相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為。(1)實(shí)驗(yàn)中是否必須測出小車質(zhì)量M和所掛鉤碼的總質(zhì)量m(選填“是”或“否”)。(2)要求出本實(shí)驗(yàn)中小車的加速度大小,需要測量的物理量有:。(3)如果細(xì)線質(zhì)量可以忽略,則下列圖像中,最能描述小車加速度a隨所掛鉤碼個(gè)數(shù)n的關(guān)系是___________;A. B. C. D.(4)小車實(shí)際受到的拉力小于鉤碼的總重力,原因是__________。【答案】(1)是(2)測量紙帶上相鄰兩點(diǎn)間的距離(3)B(4)鉤碼加速下落時(shí)處于失重狀態(tài)【詳解】(1)本實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證拉力F與加速度a的關(guān)系,當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量,可近似認(rèn)為鉤碼受到的總重力大小等于小車所受的拉力大小,則實(shí)驗(yàn)中必須測出小車質(zhì)量M和所掛鉤碼的總質(zhì)量m。(2)要求出本實(shí)驗(yàn)中小車的加速度大小,需要測量紙帶上相鄰兩點(diǎn)間的距離,根據(jù)求解加速度。(3)根據(jù)牛頓第二定律解得則隨著n的增加,加速度增加,最終加速度趨近于g,則最能描述小車加速度a隨所掛鉤碼個(gè)數(shù)n的關(guān)系是圖像B。故選B。(4)對(duì)鉤碼對(duì)小車可得小車受的拉力即小車實(shí)際受到的拉力小于鉤碼的總重力,原因是鉤碼加速下落時(shí)處于失重狀態(tài)?!绢}型二】實(shí)驗(yàn)的拓展創(chuàng)新8.某實(shí)驗(yàn)小組做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示。(1)為較準(zhǔn)確地完成實(shí)驗(yàn),下列操作正確的是。A.實(shí)驗(yàn)通過力傳感器測量細(xì)線拉力,故不需要補(bǔ)償阻力B.調(diào)節(jié)滑輪的高度,使?fàn)恳匚锏募?xì)線與長木板保持平行C.為減小誤差,實(shí)驗(yàn)中探究力與小車加速度關(guān)系時(shí)一定要保證重物質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量D.實(shí)驗(yàn)時(shí)小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先接通電源再釋放小車(2)已知電源頻率為50Hz,實(shí)驗(yàn)中打出的某條紙帶如圖(b)所示,則重物下落的加速度a=m/s2(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。(3)若保持重物和傳感器的總質(zhì)量m不變,在小車上放置砝碼改變小車質(zhì)量,測出小車和車上砝碼的總質(zhì)量M和對(duì)應(yīng)的加速度a,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別作出圖像與如圖(c)、(d)所示,則如圖(c)中實(shí)線所示的圖線偏離直線的主要原因是;若已補(bǔ)償阻力,但圖(d)中圖線仍不過原點(diǎn),則圖線的延長線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值為(用題中所給的字母表示)。(4)另一小組的同學(xué)采用如圖(e)所示裝置,兩個(gè)小組實(shí)驗(yàn)時(shí)使用的小車完全相同,力傳感器示數(shù)均為F,他們根據(jù)多組數(shù)據(jù)作出的a-F圖線分別如圖(f)中A、B所示,則圖(e)實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)應(yīng)的圖線是圖(f)中的(填“A”或“B”)?!敬鸢浮?1)BD(2)1.1(3)未滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物和傳感器的總質(zhì)量(4)A【詳解】(1)A.實(shí)驗(yàn)中將細(xì)線的拉力作為小車受到的合外力,故需要將帶滑輪的長木板左端墊高,以補(bǔ)償阻力,故A錯(cuò)誤;B.為了減小誤差,調(diào)節(jié)滑輪的高度,使?fàn)恳匚锏募?xì)線與長木板保持平行,讓細(xì)線的拉力等于小車受到的合力,故B正確;C.本實(shí)驗(yàn)可通過拉力傳感器直接測得細(xì)線拉力,故實(shí)驗(yàn)中探究力與小車加速度關(guān)系時(shí)不需要保證重物質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,故C錯(cuò)誤;D.為了充分利用紙帶,小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先接通電源,再釋放小車,故D正確。故選BD。(2)由題可得打點(diǎn)周期重物下落的加速度(3)[1]對(duì)重物和小車有,解得只有m遠(yuǎn)小于M時(shí),圖線成線性關(guān)系,圖(c)中實(shí)線所示的圖線偏離直線的主要原因是未滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物和傳感器的總質(zhì)量;[2]圖d中有,解得則圖線的延長線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值為。(4)實(shí)驗(yàn)符合解得根據(jù)圖(e)和牛頓第二定律可知解得則圖(e)實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)的圖(f)中圖線斜率較大,故對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)圖線是A。9.某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了測量物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn),所用器材如圖甲所示。主要步驟如下:(1)用游標(biāo)卡尺測量滑塊上遮光條的寬度d,讀數(shù)如圖乙所示,則mm。(2)滑塊在牽引力作用下先后通過兩個(gè)光電門,配套的數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄了遮光條通過第一個(gè)光電門的時(shí)間為,通過第二個(gè)光電門的時(shí)間為,遮光條從開始遮住第一個(gè)光電門到開始遮住第二個(gè)光電門的時(shí)間為,則滑塊的加速度大小的表達(dá)式為(用和d表示)。(3)依次增加所掛槽碼的個(gè)數(shù),記錄每次實(shí)驗(yàn)槽碼的總質(zhì)量,并計(jì)算出滑塊相應(yīng)的加速度,以為橫軸、為縱軸,建立直角坐標(biāo)系,通過描點(diǎn)連線得到圖像如圖丙中Ⅰ所示,圖線Ⅰ的斜率為,在縱軸上的截距為。(4)將待測物體固定在滑塊的凹槽內(nèi),重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟(2)和(3),在圖丙中畫出新的圖像Ⅱ,若圖線Ⅱ的斜率為,在縱軸上的截距也為。已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?,則下列關(guān)系式中正確的是A.
B.
C.
D.(5)則待測物體的質(zhì)量(用表示)?!敬鸢浮緽【詳解】(1)[1]20分度的游標(biāo)卡尺精確度為0.05mm,由圖可知讀數(shù)為(2)[2]在極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該時(shí)刻的瞬時(shí)速度,則滑塊通過光電門1的速度為滑塊通過光電門2的速度為根據(jù)可得(4)[3]滑塊的質(zhì)量為M0,待測物體的質(zhì)量為M,滑塊受到拉力為F,由牛頓第二定律有對(duì)鉤碼有聯(lián)立得縱軸截距為故選B。(5)[4]由上述分析可知斜率為解得10.在探究質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系,小佳同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。其中M為帶滑輪的小車的質(zhì)量,m為砂和砂桶的質(zhì)量。(動(dòng)滑輪質(zhì)量不計(jì))(1)操作本實(shí)驗(yàn)時(shí),以下操作步驟正確的有________;A.為了獲得合力大小需用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量mB.為減小實(shí)驗(yàn)誤差,改變砂和砂桶質(zhì)量時(shí),必須要滿足砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量MC.將帶滑輪的長木板右端墊高,以補(bǔ)償阻力D.為保證紙帶上打點(diǎn)的清晰度和點(diǎn)的數(shù)量,小車釋放時(shí)要靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先釋放小車,再接通電源,打出一條紙帶,同時(shí)記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)(2)經(jīng)正確操作,得到如圖乙所示的紙帶,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電源的頻率為50Hz,相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出,則小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(3)正確操作記錄若干數(shù)據(jù)后,小佳同學(xué)以彈簧測力計(jì)的示數(shù)F為橫坐標(biāo),加速度a為縱坐標(biāo),畫出的圖像是一條直線,圖線與橫坐標(biāo)的夾角為,求得圖線的斜率為k,則小車的質(zhì)量為________。A.k B. C. D.【答案】(1)C(2)2.4(3)B【詳解】(1)AB.本實(shí)驗(yàn)中小車受到的拉力可直接由彈簧測力計(jì)測出,所以不需要測量砂和砂桶的質(zhì)量,也不需要滿足砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,故AB錯(cuò)誤;C.為了使細(xì)線拉力等于小車的合外力,所以本實(shí)驗(yàn)需要平衡摩擦力,可將帶滑輪的長木板右端墊高,以平衡摩擦為力,故C正確;D.為保證紙帶上打點(diǎn)的清晰度和點(diǎn)的數(shù)量,小車釋放時(shí)要靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時(shí)記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù),故D錯(cuò)誤。故選C。(2)相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出,可知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為根據(jù)逐差法可知加速度為(3)對(duì)小車,根據(jù)牛頓第二定律可得可知圖線的斜率為即故選B。11.(2024·江西·一模)某同學(xué)利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置利用力傳感器“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”。(1)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的操作,下列做法正確的是_______。A.開始時(shí)在小車一端懸掛空桶,將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器上的紙帶與小車相連,讓小車在木板上運(yùn)動(dòng),如果在紙帶上打出點(diǎn)的間隔是均勻的,就完成了平衡摩擦B.該方案操作時(shí)需要滿足桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量C.為了改變小車的質(zhì)量,可以在小車中增減砝碼的數(shù)量D.每次開始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,并應(yīng)先釋放小車,后接通電源,且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車(2)小宇同學(xué)正確完成平衡摩擦后,保持小車和傳感器總質(zhì)量不變情況下,探究加速度與力的關(guān)系,把實(shí)驗(yàn)獲得的6組數(shù)據(jù)正確標(biāo)示在以力傳感器的讀數(shù)F為橫坐標(biāo),以小車加速度a為縱坐標(biāo)的坐標(biāo)系上,請(qǐng)幫助小宇同學(xué)根據(jù)如圖乙所示給出的數(shù)據(jù)點(diǎn),作出的關(guān)系圖線【答案】(1)C(2)【詳解】(1)A.平衡摩擦,不需要懸掛空桶,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.該方案操作時(shí)有力傳感器測量小車受的拉力,則不需要滿足桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C.為了改變小車的質(zhì)量,可以在小車中增減砝碼的數(shù)量,選項(xiàng)C正確;D.應(yīng)先接通電源,后釋放小車,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。(2)連成直線,如圖所示.1.某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了圖甲所示裝置來探究物體質(zhì)量一定時(shí)加速度與合外力關(guān)系。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:(1)如圖甲所示,裝置中光電門1、2之間的距離為h。開始時(shí),左右兩側(cè)掛有兩個(gè)質(zhì)量都等于50g的小桶,兩小桶內(nèi)都裝有5個(gè)質(zhì)量都等于10g的鐵片;左側(cè)小桶A上固定著一質(zhì)量不計(jì)的擋光片,用游標(biāo)卡尺測量擋光片的寬度,如圖乙所示,擋光片寬度mm;(2)從左側(cè)小桶取出1個(gè)鐵片放入右桶中,接著釋放小桶,小桶A上的擋光片依次經(jīng)過光電門1和2,記錄擋光片遮光時(shí)間。重復(fù)上述過程,將左側(cè)小桶放入右側(cè)小桶中的鐵片總數(shù)量記為n;(3)某次實(shí)驗(yàn)時(shí),測得擋光片遮光時(shí)間分別為、,則可求得小桶A的加速度(用d、、、h表示);(4)利用所得數(shù)據(jù)作出圖像,如圖丙所示。從圖像可以得出:當(dāng)物體質(zhì)量一定時(shí),物體加速度與其所受合外力成正比;(5)利用圖像可求得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萴/s2(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)?!敬鸢浮?.09.65/9.64/9.66【詳解】(1)[1]該游標(biāo)卡尺的精確度為0.1mm,其讀數(shù)為(3)[2]通過光電門1時(shí)其速度為通過光電門2時(shí)的速度為從光電門1到光電門2有解得(5)[3]設(shè)鐵片質(zhì)量為,小桶質(zhì)量為M,繩子拉力為T,對(duì)右側(cè)有對(duì)左側(cè)有整理有將題中數(shù)據(jù)代入,整理有結(jié)合題圖像可知,圖像的斜率有代入數(shù)據(jù),解得2.小華同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究物體質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系。其中小車的質(zhì)量為M(未知),與小車連接在一起的定滑輪的質(zhì)量為,砂和砂桶的總質(zhì)量為m,力傳感器可測出輕繩中的拉力大小。(1)除了圖甲已給出的實(shí)驗(yàn)器材外,還需要的測量工具有______。A.秒表 B.天平 C.刻度尺 D.彈簧秤(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)(填“需要”或“不需要”)將帶滑輪的長木板右端墊高,以補(bǔ)償阻力;(填“需要”或“不需要”)滿足“M遠(yuǎn)大于m”這一條件。(3)將小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先接通電源(頻率為50Hz),再釋放小車,記錄力傳感器的示數(shù)。將得到的一條清晰的紙帶,從O點(diǎn)開始每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),分別計(jì)為0、1、2、3、4,各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離如圖乙所示,小車的加速度大小為(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。(4)最后小華同學(xué)以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo),加速度a為縱坐標(biāo),畫出的圖像如圖丙是一條直線,圖線與橫坐標(biāo)軸的夾角為,圖線的斜率為k,則小車的質(zhì)量______。A. B. C. D.【答案】(1)C(2)需要不需要(3)0.40(4)C【詳解】(1)A.通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以得到計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔,所以不需要秒表,A錯(cuò)誤;B.小車質(zhì)量一定,不需要用天平測出具體質(zhì)量,B錯(cuò)誤;C.需要用刻度尺測量紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離,C正確;D.拉力傳感器可以直接顯示小車所受到的外力,不需要用彈簧測力計(jì)測量力的大小,D錯(cuò)誤。故選C。(2)[1][2]雖然實(shí)驗(yàn)裝置采用了力傳感器,但是該實(shí)驗(yàn)也需要平衡摩擦力,否則無法計(jì)算合力大小;實(shí)驗(yàn)中,根據(jù)力傳感器的讀數(shù)可以得到小車受到的拉力,不需要滿足“小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的總質(zhì)量”這一條件。(3)由題知,相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔,可得(4)對(duì)小車和滑輪整體根據(jù)牛頓第二定律有變形有所以圖像的斜率解得C正確。故選C。3.(2024·河北保定·二模)利用如圖甲所示的裝置探究力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,內(nèi)裝n個(gè)質(zhì)量均為的砝碼的盒子與砝碼盤通過繞過光滑定滑輪的細(xì)繩相連,紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的摩擦不計(jì),桌面水平,取重力加速度大小,電源頻率為50Hz。(1)輕推盒子后,發(fā)現(xiàn)打出的紙帶點(diǎn)距相等,然后測得裝有砝碼的盒子的總質(zhì)量為M,砝碼盤(無砝碼)的質(zhì)量為m,則盒子與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。(用字母表示)(2)將一個(gè)砝碼由盒子中轉(zhuǎn)移到砝碼盤中,無初速度釋放盒子,打出的紙帶如圖乙所示,兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出,,,,,,,則盒子運(yùn)動(dòng)的加速度大小為,上述與的比值為。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(3)依次將2個(gè)、3個(gè)、、n個(gè)砝碼由盒子中轉(zhuǎn)移至砝碼盤中,分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并求出加速度,利用描點(diǎn)連線法畫出加速度a隨轉(zhuǎn)移的砝碼個(gè)數(shù)變化的圖像,則圖像可能是__________。A. B.C. D.【答案】(1)(2)0.980.10(3)A【詳解】(1)根據(jù)平衡條件聯(lián)立得(2)[1]相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔根據(jù)逐差法,盒子運(yùn)動(dòng)的加速度大小代入數(shù)據(jù)得[2]根據(jù)牛頓第二定律得(3)根據(jù)牛頓第二定律得即a與k成正比。故選A。4.某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)利用圖甲裝置測量滑塊(含遮光條)和砝碼的質(zhì)量,主要操作步驟如下:①打開氣泵,待氣流穩(wěn)定后調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌使其水平;②用20分度游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d,如圖乙所示;③用毫米刻度尺測量光電門1和光電門2之間的距離L;④掛上槽碼,調(diào)節(jié)定滑輪使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行;⑤打開氣泵,由靜止釋放滑塊,數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄下遮光條通過光電門1和2的遮光時(shí)間和;⑥依次在滑塊上添加,,個(gè)砝碼,重復(fù)實(shí)驗(yàn)?;卮鹣铝袉栴}:(1)調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌時(shí),輕推滑塊,若發(fā)現(xiàn)遮光條通過光電門2的時(shí)間小于遮光條通過光電門1的時(shí)間,應(yīng)直至氣墊導(dǎo)軌水平;(2)遮光條的寬度;(3)滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度(用測量的物理量的符號(hào)表示);(4)已知槽碼和掛鉤的總質(zhì)量為,重力加速度為g,以放在滑塊上的砝碼數(shù)n為橫坐標(biāo),滑塊加速度a的倒數(shù)為縱坐標(biāo)作出圖像,獲得該圖像的斜率為k,縱截距為b。由以上數(shù)據(jù)可得滑塊和遮光條的總質(zhì)量,每個(gè)砝碼的質(zhì)量(用已知量的物理符號(hào)表示)?!敬鸢浮?1)調(diào)節(jié)旋鈕P使左側(cè)升高或調(diào)節(jié)旋鈕Q使右側(cè)降低(2)2.20(3)(4)【詳解】(1)調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌時(shí),輕推滑塊,若發(fā)現(xiàn)遮光條通過光電門2的時(shí)間小于遮光條通過光電門1的時(shí)間,說明氣墊導(dǎo)軌左側(cè)偏低,應(yīng)調(diào)節(jié)旋鈕P使左側(cè)升高或調(diào)節(jié)旋鈕Q使右側(cè)降低。(2)20分度游標(biāo)卡尺的精確值為,由圖乙可知遮光條的寬度為(3)滑塊通過光電門1的瞬時(shí)速度為通過光電門2的瞬時(shí)速度為由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律得聯(lián)立可得滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度為(4)[1][2]由牛頓第二定律得聯(lián)立整理可得所以圖像的斜率為則每個(gè)砝碼的質(zhì)量為縱軸截距為則滑塊和遮光條的總質(zhì)量為5.某同學(xué)利用如圖裝置測量小車和智能手機(jī)的質(zhì)量,智能手機(jī)可以利用APP直接測量出手機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度。懸掛質(zhì)量為m的鉤碼,用智能手機(jī)測出小車運(yùn)動(dòng)的加速度a;改變鉤碼的質(zhì)量m,進(jìn)行多次測量:做出a與的圖像如圖,已知圖像中直線的截距為b,斜率為k。不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g。(1)(多選)以下說法正確的是______;A.鉤碼的質(zhì)量不需要遠(yuǎn)小于智能手機(jī)和小車的質(zhì)量B.細(xì)繩應(yīng)該始終與長木板平行C.不懸掛鉤碼時(shí),應(yīng)使小車和智能手機(jī)勻速沿木板下滑D.細(xì)線的拉力等于鉤碼的重力(2)根據(jù)圖像可得,小車和手機(jī)的質(zhì)量為;(3)再利用手機(jī)APP測出斜面傾角為,則木板摩擦系數(shù)?!敬鸢浮?1)AB(2)(3)【詳解】(1)設(shè)小車和手機(jī)的質(zhì)量為M,斜面傾角為,對(duì)鉤碼和小車以及手機(jī)的系統(tǒng),由牛頓第二定律有可得可得本實(shí)驗(yàn)的原理為a與成一次函數(shù)。A.因本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證牛頓第二定律為對(duì)系統(tǒng)采用準(zhǔn)確的方法,故不需要近似的用鉤碼重力代替繩的拉力,也就不需要質(zhì)量關(guān)系,即不需要鈞碼的質(zhì)量應(yīng)該遠(yuǎn)小于智能手機(jī)和小車的質(zhì)量,故A正確;B.為了讓繩子拉小車的力為恒力,則細(xì)繩應(yīng)該始終與長木板平行,故B正確;C.本實(shí)驗(yàn)若平衡了摩擦力,系統(tǒng)的牛頓第二定律表達(dá)式為,a與成正比例函數(shù),不符合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,則不需要平衡摩擦力,故C錯(cuò)誤;D.本實(shí)驗(yàn)研究系統(tǒng)的牛頓第二定律,則繩子的拉力小于鉤碼的重力,故D錯(cuò)誤。故選B。(2)根據(jù)a與的一次函數(shù)關(guān)系,可知圖像的斜率的意義為則小車和手機(jī)的質(zhì)量為(3)根據(jù)a與的一次函數(shù)關(guān)系,可知縱截距的物理意義為聯(lián)立解得6.某同學(xué)用如圖甲所示裝置測量凹形滑塊的質(zhì)量,實(shí)驗(yàn)器材有凹形滑塊、加速度傳感器、質(zhì)量已知的鉤碼若干、木板(左端帶定滑輪)、輕質(zhì)細(xì)線.實(shí)驗(yàn)步驟如下:①調(diào)整木板的傾角來平衡木板對(duì)滑塊的摩擦力;②掛上鉤碼,由靜止釋放滑塊,記錄加速度傳感器的示數(shù)a以及相應(yīng)的鉤碼質(zhì)量M;③改變懸掛鉤碼的個(gè)數(shù),重復(fù)步驟②,得到多組加速度a與相應(yīng)懸掛的鉤碼質(zhì)量M.(1)關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作,下列說法正確的是______。A.所懸掛鉤碼的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量B.平衡摩擦力時(shí)應(yīng)在細(xì)線的下端掛上鉤碼C.調(diào)節(jié)定滑輪的高度使滑輪與滑塊間的細(xì)線與長木板平行D.每次改變懸掛鉤碼的個(gè)數(shù)時(shí),需要重新平衡摩擦力(2)畫出的函數(shù)關(guān)系圖像如圖乙所示,由圖可得滑塊的質(zhì)量m=,重力加速度。(均選用b、c、d來表示)【答案】(1)C(2)【詳解】(1)A.本實(shí)驗(yàn)通過傳感器讀出加速度,數(shù)據(jù)處理時(shí)可以將鉤碼的質(zhì)量考慮進(jìn)去,不需要用鉤碼的重力代替滑塊所受的合外力,不需要所懸掛鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量,故A錯(cuò)誤;B.在平衡木板對(duì)滑塊的摩擦力時(shí)不需要在細(xì)線的下端掛上鉤碼,以使得滑塊的重力沿斜面的分力恰好等于摩擦力,故B錯(cuò)誤;C.調(diào)節(jié)定滑輪的高度使滑輪與滑塊間細(xì)線與長木板平行,保證細(xì)線的拉力等于滑塊受到的合外力,故C正確;D.由于平衡摩擦力之后有故所以無論小車的質(zhì)量是否改變,小車所受的摩擦力都等于小車的重力沿斜面的分力,每次改變懸掛鉤碼的個(gè)數(shù)時(shí),即改變小車所受的拉力后,不需要重新平衡摩擦力,故D錯(cuò)誤。故選C。(2)[1][2]對(duì)整體應(yīng)用牛頓第二定律可得變形可得由圖乙可得解得7.實(shí)驗(yàn)小組在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時(shí),用圖甲所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)中,用槽碼的重力代替細(xì)線中的拉力。(1)如圖乙所示,用游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度d=mm。(2)下列說法中正確的是()A.槽碼的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量B.氣墊導(dǎo)軌右端應(yīng)比左端高C.先釋放滑塊再打開氣墊導(dǎo)軌的氣源(3)實(shí)驗(yàn)小組用如下方法測量滑塊的加速度a:將滑塊從圖甲所示位置由靜止釋放,測得遮光條通過光電門1、2的時(shí)間分別為t1、t2,兩個(gè)光電門間的距離為L,則滑塊的加速度大小a=(用字母t1、t2、L、d表示)。(4)為了減小偶然誤差,該小組同學(xué)設(shè)計(jì)了另一種方案,測得遮光條從光電門1到2的時(shí)間為t,兩個(gè)光電門間的距離為L,保持光電門2的位置及滑塊在導(dǎo)軌上釋放的位置不變,改變光電門1的位置進(jìn)行多次測量,測得多組L和t的數(shù)據(jù),作出了圖像如圖丙所示,已知縱軸截距為v0,橫軸截距為t0,則v0表示遮光條通過光電門(選填“1”或“2”)時(shí)的速度大小,滑塊的加速度大小a=。(5)保持槽碼質(zhì)量m不變,改變滑塊質(zhì)量M,探究滑塊加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系,將槽碼重力mg代替細(xì)線拉力F,引起的相對(duì)誤差表示為,請(qǐng)寫出隨M變化的關(guān)系式?!敬鸢浮?1)5.25(2)A(3)(4)2(5)【詳解】(1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為主尺讀數(shù)與游標(biāo)尺讀數(shù)之和,所以(2)A.實(shí)驗(yàn)中,用槽碼的重力代替細(xì)線中的拉力,所以槽碼的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量,故A正確;B.由于滑塊在氣墊導(dǎo)軌上不受摩擦力作用,細(xì)線的拉力即為滑塊所受的合力,所以不需要?dú)鈮|導(dǎo)軌應(yīng)保持水平,故B錯(cuò)誤;C.實(shí)驗(yàn)中先打開氣墊導(dǎo)軌的氣源再釋放滑塊,故C錯(cuò)誤。故選A。(3)由于滑塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則(4)[1][2]根據(jù)題意可得所以由此可知,v0表示遮光條通過光電門2的速度,且所以(5)根據(jù)牛頓第二定律可得所以8.某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,既可以驗(yàn)證牛頓第二定律,也可以測量滑塊的質(zhì)量與當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?,?shí)驗(yàn)器材有帶加速度傳感器的滑塊(傳感器的質(zhì)量忽略不計(jì))、質(zhì)量已知的鉤碼、水平光滑的桌面(右端帶定滑輪)、動(dòng)滑輪(輕質(zhì))、輕質(zhì)細(xì)線。實(shí)驗(yàn)步驟如下:A.調(diào)節(jié)定滑輪使細(xì)線水平,動(dòng)滑輪跨在細(xì)線上,鉤碼掛動(dòng)滑輪上,滑塊與鉤碼由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),記錄加速度傳感器的示數(shù)以及相應(yīng)的鉤碼質(zhì)量;B.改變懸掛鉤碼的個(gè)數(shù),重復(fù)步驟A,得到多組加速度a與相應(yīng)懸掛的鉤碼總質(zhì)量M;C.畫出的函數(shù)關(guān)系圖像如圖乙所示。(1)設(shè)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,滑塊的質(zhì)量為m,寫出的函數(shù)關(guān)系圖像的表達(dá)式(用g、m、M、a來表示);(2)若圖像縱軸的截距為b,斜率為k,可得m=,g=(用b、k來表示)。【答案】(1)(2)【詳解】(1)由圖甲可知,相同時(shí)間內(nèi)滑塊的位移大小是鉤碼位移大小的兩倍,則滑塊的加速度大小是鉤碼加速度大小的兩倍;以滑塊為對(duì)象,根據(jù)牛頓第二定律可得以鉤碼為對(duì)象,根據(jù)牛頓第二定律可得聯(lián)立可得(2)[1][2]根據(jù)可知圖像縱軸的截距為圖像的斜率為解得,9.某物理興趣小組用如圖所示的阿特伍德機(jī)來測量當(dāng)?shù)刂亓铀俣取?1)實(shí)驗(yàn)時(shí),該小組進(jìn)行了如下操作:①在重物A上安裝擋光片,把重物A和砝碼盤B用不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩連接后,跨放在光滑的輕質(zhì)定滑輪上,在砝碼盤中放入適量的小物體,使裝置處于靜止?fàn)顟B(tài),測量出擋光片到光電門豎直距離h和擋光片的寬度d;②在砝碼盤B中放入質(zhì)量為m的砝碼,讓系統(tǒng)(A和B)由靜止開始運(yùn)動(dòng),光電門記錄擋光片遮光的時(shí)間為,重物向上運(yùn)動(dòng)h時(shí)的速度大小為,重物A運(yùn)動(dòng)的加速度大小a為;③增加砝碼盤中砝碼,并重復(fù)實(shí)驗(yàn)②,記錄砝碼質(zhì)量m和對(duì)應(yīng)的加速度a。(2)以為縱坐標(biāo)、為橫坐標(biāo),得到的圖像為直線,縱截距為b,則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮椤!敬鸢浮?1)(2)【詳解】(1)[1]重物向上運(yùn)動(dòng)h時(shí)的速度大小為[2]由可得(2)設(shè)初始時(shí)刻重物A,砝碼盤B及盤內(nèi)物體質(zhì)量均為M,放入質(zhì)量為m的砝碼后,則由牛頓第二定律整理可得故縱截距解得10.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)利用牛頓第二定律測量小車質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。其中,M為帶滑輪的小車質(zhì)量,m為砂和砂桶的質(zhì)量,力傳感器可以測出輕繩的拉力大小,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接電源頻率為。則:(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種每隔s打一次點(diǎn),通過打點(diǎn)記錄做直線運(yùn)動(dòng)的物體位置的儀器。(2)實(shí)驗(yàn)過程中,一定要進(jìn)行的操作是A.將帶滑輪的長木板右端適當(dāng)墊高,以平衡摩擦力B.用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量mC.小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時(shí)記錄力傳感器的示數(shù)D.為了減小誤差,實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M(3)該同學(xué)正確操作實(shí)驗(yàn)后,通過對(duì)紙帶分析測出了小車的加速度為,力傳感器的示數(shù)為,則小車的質(zhì)量為(保留兩位有效數(shù)字)?!敬鸢浮?1)0.02(2)AC(3)【詳解】(1)由題知,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器周期為(2)A.實(shí)驗(yàn)時(shí)需將帶滑輪的長木板右端適當(dāng)墊高,以平衡摩擦力,A正確;B.實(shí)驗(yàn)中拉力可以由力傳感器測出,不需要用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量,B錯(cuò)誤;C.實(shí)驗(yàn)時(shí),小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時(shí)記錄力傳感器的示數(shù),C正確;D.實(shí)驗(yàn)中拉力可以由力傳感器測出,則實(shí)驗(yàn)時(shí)不需要使砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的總質(zhì)量,D錯(cuò)誤;故選AC。(3)設(shè)傳感器拉力為,小車加速度為,由牛頓第二定律知代入得11.)在探究“加速度與力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)設(shè)計(jì)了甲、乙、丙三種實(shí)驗(yàn)方案,試回答下列問題:(1)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的要求,下列說法正確的是_________;A.甲、乙、丙方案都需要補(bǔ)償阻力B.只有甲方案需要補(bǔ)償阻力C.只有甲方案必須滿足小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物的質(zhì)量D.乙方案中彈簧測力計(jì)的示數(shù)和丙方案中力傳感器的示數(shù)等于小車所受合力的大小(2)若該同學(xué)根據(jù)乙方案,作出加速度a與彈簧測力計(jì)的示數(shù)F的關(guān)系圖線如圖丁,直線部分斜率為k,則小車質(zhì)量;(3)根據(jù)甲方案實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶,如圖:A、B、C、D、E、F、G為7個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出。相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為:、、、、、。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為,則小車的加速度(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。【答案】(1)AC(2)(3)0.80【詳解】(1)AB.甲、乙、丙方案都需要補(bǔ)償阻力,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;C.乙和丙分別有彈簧測力計(jì)和力傳感器測量拉力,不需要必須滿足小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物的質(zhì)量,只有甲方案必須滿足小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物的質(zhì)量,選項(xiàng)C正確;D.乙方案中彈簧測力計(jì)的示數(shù)的2倍等于小車受到的合力大??;丙方案中力傳感器的示數(shù)等于小車所受合力的大小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選AC。(2)若該同學(xué)根據(jù)乙方案,則根據(jù)根據(jù)關(guān)系圖線可得則小車質(zhì)量(3)小車的加速度12.用下列器材測量當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭:一端帶有定滑輪的平直軌道,墊塊,細(xì)線,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,紙帶,頻率為50Hz的交流電源,直尺,6個(gè)槽碼(每個(gè)槽碼的質(zhì)量均為)。(1)補(bǔ)充下列實(shí)驗(yàn)步驟中的內(nèi)容:?。磮D甲安裝好實(shí)驗(yàn)器材,跨過定滑輪的細(xì)線一端連接在質(zhì)量為M的小車上,另一端懸掛著6個(gè)槽碼.改變軌道的傾角,用手輕撥小車,直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出了一系列的點(diǎn),表明小車沿傾斜軌道勻速下滑;ⅱ.保持軌道傾角不變,取下1個(gè)槽碼(即細(xì)線下端懸掛5個(gè)槽碼),讓小車拖著紙帶沿軌道下滑,根據(jù)紙帶上打的點(diǎn)跡測出加速度a;ⅲ.依次減少細(xì)線下端懸掛的槽碼數(shù)量,重復(fù)步驟ⅱ;ⅳ.以取下槽碼的總個(gè)數(shù)n()的倒數(shù)為橫坐標(biāo),為縱坐標(biāo),在坐標(biāo)紙上作出關(guān)系圖線,如圖丙所示。(2)①下列說法正確的是(填字母)。A.為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,軌道一定要光滑B.接通電源后,再將小車從靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處釋放C.小車下滑時(shí),位于定滑輪和小車之間的細(xì)線應(yīng)始終跟傾斜軌道保持平行D.若細(xì)線下端懸掛著2個(gè)槽碼,則小車在下滑過程中受到的合外力大小為4mg②某次實(shí)驗(yàn)獲得如圖乙所示的紙帶,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間均有4個(gè)點(diǎn)未畫出,則此次實(shí)驗(yàn)小車的加速度大?。ㄓ?jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。③測算得關(guān)系圖線,如圖丙所示,斜率,截距,則當(dāng)?shù)刂亓铀?/p>
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