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A所示的實(shí)驗(yàn)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(dòng)的紙帶由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)計(jì)算出.

①當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足
m<<M
m<<M
時(shí),才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力.
②一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí),保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定,改變車中砝碼的質(zhì)量,測(cè)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
1
M
1
M
的圖象.
③如圖B所示為甲同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出的a-F圖象,說明實(shí)驗(yàn)存在的問題是
沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足

④乙、丙同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn),畫出了各自得到的a-F圖象如圖C所示,兩個(gè)同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)的哪一個(gè)物理量取值不同,它是
小車及車中砝碼的總質(zhì)量
小車及車中砝碼的總質(zhì)量
分析:(1)要求在什么情況下才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力,需求出繩子的拉力,而要求繩子的拉力,應(yīng)先以整體為研究對(duì)象求出整體的加速度,再以M為研究對(duì)象求出繩子的拉力,通過比較繩對(duì)小車的拉力大小和盤和盤中砝碼的重力的大小關(guān)系得出只有m<<M時(shí)才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力.
(2)反比例函數(shù)圖象是曲線,而根據(jù)曲線很難判定出自變量和因變量之間的關(guān)系;正比例函數(shù)圖象是過坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線,就比較容易判定自變量和因變量之間的關(guān)系.
(3)圖B中圖象與橫軸的截距大于0,說明在拉力大于0時(shí),加速度等于0,即合外力等于0.
(4)a-F圖象的斜率等于物體的質(zhì)量,故斜率不同則物體的質(zhì)量不同.
解答:解:①以整體為研究對(duì)象有mg=(m+M)a
解得:a=
mg
m+M
,
以M為研究對(duì)象有繩子的拉力F=Ma=
M
m+M
mg
,
顯然要有F=mg必有m+M=M,故有m<<M,即只有m<<M時(shí)才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力.
②根據(jù)牛頓第二定律F=Ma,a與M成反比,而反比例函數(shù)圖象是曲線,而根據(jù)曲線很難判定出自變量和因變量之間的關(guān)系,故不能作a-M圖象;但a=
F
M
,故a與
1
M
成正比,而正比例函數(shù)圖象是過坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線,就比較容易判定自變量和因變量之間的關(guān)系,故應(yīng)作a-
1
M
圖象.
③圖B中圖象與橫軸的截距大于0,說明在拉力大于0時(shí),加速度等于0,說明物體所受拉力之外的其他力的合力大于0,即沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.
④由圖可知在拉力相同的情況下a>a,
根據(jù)F=ma可得m=
F
a
,即a-F圖象的斜率等于物體的質(zhì)量,且m<m.故兩人的實(shí)驗(yàn)中小車及車中砝碼的總質(zhì)量不同.
故答案為:
①m<<M
1
M

③沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.
④小車及車中砝碼的總質(zhì)量不同.
點(diǎn)評(píng):只要真正掌握了實(shí)驗(yàn)原理就能順利解決此類實(shí)驗(yàn)題目,而實(shí)驗(yàn)步驟,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理都與實(shí)驗(yàn)原理有關(guān),故要加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的學(xué)習(xí)和掌握.
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:

在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,采用下圖1所示的裝置.
(1)本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)方法,下列說法中正確的是
CD
CD


A.在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí),應(yīng)該改變拉力的大小
B.在探究加速度與外力的關(guān)系時(shí),應(yīng)該改變小車的質(zhì)量
C.在探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時(shí),為了直觀判斷二者間的關(guān)系,應(yīng)作出a-
1
m
圖象
D.當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量時(shí),才能近似認(rèn)為細(xì)線對(duì)小車的拉力大小等于砝碼盤和砝碼的總重力大小
(2)某同學(xué)測(cè)得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如下表所示:(小車質(zhì)量保持不變)
F/N 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
a/m?s-2 0.10 0.20 0.28 0.40 0.52
①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)圖2上作出a-F圖象.
②圖線不過原點(diǎn)的原因可能是
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠

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科目:高中物理 來源: 題型:

在“探究加速度與力的關(guān)系”時(shí),保持小車的質(zhì)量不變,改變小桶中砝碼的質(zhì)量,該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F圖線如圖,該圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn),試分析圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因.
答:
沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足

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科目:高中物理 來源: 題型:

在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)小車質(zhì)量一定時(shí),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出加速度a與作用力F的圖線如圖所示.
(1)圖線未過坐標(biāo)原點(diǎn),原因是:
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足

(2)圖線出現(xiàn)彎曲,原因是:
砂桶質(zhì)量沒有遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量
砂桶質(zhì)量沒有遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量

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科目:高中物理 來源: 題型:

在“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”活動(dòng)中:

(1)某同學(xué)在接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前,將實(shí)驗(yàn)器材組裝如圖1所示.
請(qǐng)指出該裝置中的錯(cuò)誤或不妥之處:
①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接交流電源;②小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器;③應(yīng)該平衡摩擦力;
①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接交流電源;②小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器;③應(yīng)該平衡摩擦力;

(2)改正實(shí)驗(yàn)裝置后,該同學(xué)順利地完成了實(shí)驗(yàn).圖2是某次實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分:0、1、2、3、4、5、6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)求出小車的加速度a=
0.496
0.496
m/s2(保留3位有效數(shù)字)

(3)在“探究加速度與力的關(guān)系”時(shí),保持小車的質(zhì)量不變,改變沙和沙桶的質(zhì)量,該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F的圖線如圖3,該圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn),明顯超出偶然誤差范圍,其主要原因可能是
BC
BC
.(請(qǐng)?zhí)钕鄳?yīng)的字母)

A.平衡摩擦力時(shí)將木板墊得過高
B.平衡摩擦力時(shí)將木板墊得過低
C.平衡摩擦力時(shí)掛上了沙桶和沙
D.實(shí)驗(yàn)時(shí)沒有滿足沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量.

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(1)為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”,現(xiàn)提供如圖甲所示的器材: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方形木板,實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車?yán)等于砝碼和小桶的總重量.請(qǐng)思考探究思路并回答下列問題:
(a)為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應(yīng)采取什么做法?
(b)在“探究加度與質(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m,分別得到小車加速度a與質(zhì)量m數(shù)據(jù)如下表:
 次數(shù)
 小車加速度a/m?s-2  0.78  0.38 0.25  0.20  0.16
 小車質(zhì)量m/kg  0.20 0.40  0.60  0.80  1.00 
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),用計(jì)算機(jī)繪制出a-m圖象如圖乙所示:通過對(duì)圖象(圖乙)的觀察,可猜想在拉車F一定的情況下a與m的關(guān)系可能是:a∝m-1、a∝m-2、a∝m-3等等,為了驗(yàn)證猜想,請(qǐng)?jiān)趫D丙中作出最能直觀反映a與m之間關(guān)系的圖象.
(c)在“探究加速度與力的關(guān)系”時(shí),保持小車的質(zhì)量不變,改變小桶中砝碼的質(zhì)量,該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與力F圖線如圖丁,該圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn),試分析圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是
沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力充分
沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力充分

(2)在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中,用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)的刻度位置如圖所示,用米尺測(cè)量金屬絲的長度l=0.810m.金屬絲的電阻大約為4Ω.先用伏安法測(cè)出金屬絲的電阻,然后根據(jù)電阻定律計(jì)算出該金屬材料的電阻率.
(a)從圖中讀出金屬絲的直徑為
0.520
0.520
mm.
(b)在用伏安法測(cè)定金屬絲的電阻時(shí),除被測(cè)電阻絲外,還有如下供選擇的實(shí)驗(yàn)器材:
A.直流電源:電動(dòng)勢(shì)約4.5V,內(nèi)阻很小;
B.電流表A1:量程0~0.6A,內(nèi)阻0.125Ω;
C.電流表A2:量程0~3.0A,內(nèi)阻0.025Ω;
D.電壓表V:量程0~3V,內(nèi)阻3kΩ;
E.滑動(dòng)變阻器R1:最大阻值10Ω;
F.滑動(dòng)變阻器R2:最大阻值50Ω;
G.開關(guān)、導(dǎo)線等.
在可供選擇的器材中,應(yīng)該選用的電流表是
B
B
,應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是
E
E

(c)根據(jù)所選的器材,在右邊的方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.
(d)若根據(jù)伏安法測(cè)出電阻絲的電阻為Rx=4.1Ω,則這種金屬材料的電阻率為
1.6
×10
-7
 
1.6
×10
-7
 
Ω?m.(保留二位有效數(shù)字)

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