某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置探究“合外力一定時,物體運動的加速度與其質量之間的關系”.實驗中鉤碼重力大小與物體所受合外力大小視為相等.

(1)如圖乙所示,由20分度的游標卡尺測得遮光條的寬度d=
1.020
1.020
cm.
(2)實驗中可選擇的鉤碼有2個,它們的質量分別為m1和m2,且m1>m2,你認為實驗中選擇
m2
m2
(填m1或m2)較合適.
(3)實驗中可選擇的遮光條有2個,它們的寬度分別為d1和d2,且d1>d2,你認為實驗中選擇
d2
d2
(填d1或d2)較合適.
(4)該實驗小組在a-
1m
(m為滑塊整體的質量)坐標系中,畫出了如圖丙所示的三條曲線.你認為符合事實的曲線是
.(從①、②、③三條曲線中選出一條,填序號).曲線未過坐標原點的原因可能是
可能是氣墊導軌沒有調水平(或可能是滑塊受到空氣阻力、繩與滑輪間的摩擦力)
可能是氣墊導軌沒有調水平(或可能是滑塊受到空氣阻力、繩與滑輪間的摩擦力)
分析:(1)游標卡尺主尺和副尺兩部分讀數(shù)組成,將主尺讀數(shù)和游標尺讀數(shù)相加即可,注意不需要估讀;
(2)根據(jù)實驗原理可知所掛鉤碼質量越小,其重力約和物體所受合外力相等;
(3)遮光條寬度越小,其通過光電門的平均速度約可以代替其瞬時速度;
(4)明確實驗原理,根據(jù)兩坐標軸所代表的物理量量的含義,結合數(shù)學知識可正確解答.
解答:解:(1)主尺讀數(shù)為1cm,游標尺上第4個刻度和主尺上某一刻度對齊,因此其讀數(shù)為:4×0.05=0.20mm=0.020cm,所以最終讀數(shù)為:1cm+0.020cm=1.020cm.
故答案為:d=1.020cm.
(2)設繩子上拉力為F,對小車根據(jù)牛頓第二定律有:
F=Ma    ①
對所掛鉤碼有:mg-F=ma   ②
F=
mgM
M+m
=
mg
1+
m
M
,由此可知當M>>時,鉤碼重力大約等于繩子的拉力,因此鉤碼質量越小實驗誤差越小,故選擇m2更合適.
故答案為:m2
(3)該實驗中利用遮光條通過光電門的平均速度來代替其瞬時速度大小,遮光條越窄,其通過光電門的平均速度越能代替其瞬時速度,誤差越小,故選擇d2
故答案為:d2
(4)隨著所掛重物質量的增加,不再滿足鉤碼質量遠小于物體質量即不滿足m<<M的條件,圖象將發(fā)生彎曲,由于物體和砝碼的加速度不可能一直無限制的增大,其整體的最大加速度小于g,因此圖③符合事實;
根據(jù)圖象可知,當有外力時還沒有產生加速度,這說明可能是滑塊受到空氣阻力、繩與滑輪間的摩擦力,或者氣墊導軌沒有調水平,開始運動位置低于后來到達位置.
故答案為:可能是氣墊導軌沒有調水平(可能是滑塊受到空氣阻力、繩與滑輪間的摩擦力).
點評:正確解決實驗問題的前提是理解其實驗原理,只要正確理解實驗原理,才能知道實驗所采取措施或所進行具體實驗操作的含義.
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相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2013?河池模擬)某實驗小組利用如圖甲所示的氣墊導軌實驗裝置來探究合力一定時,物體的
加速度與質量之間的關系.
(1)做實驗時,將滑塊從圖甲所示位置由靜止釋放,由數(shù)字計時器(圖中未畫出)可讀出遮光條通過光電門1、2的時間分別為△t1、△t2;用刻度尺測得兩個光電門中心之間的距離x,用游標卡尺測得遮光條寬度d.則滑塊經(jīng)過光電門1時的速度表達式v1=
d
t1
d
t1
;經(jīng)過光電門2時的速度表達式v2=
d
t2
d
t2
,滑塊加速度的表達式a=
(
d
t2
)
2
-(
d
t1
)
2
2x
(
d
t2
)
2
-(
d
t1
)
2
2x
.(以上表達式均用已知字母表示).如圖乙所示,若用20分度的游標卡尺測量遮光條的寬度,其讀數(shù)為
8.15
8.15

沒有
沒有
mm.

(2)為了保持滑塊所受的合力不變,可改變滑塊質量M和氣墊導軌右端高度h(見圖甲).關于“改變滑塊質量M和氣墊導軌右端的高度h”的正確操作方法是
BC
BC

A.M增大時,h增大,以保持二者乘積增大
B.M增大時,h減小,以保持二者乘積不變
C.M減小時,h增大,以保持二者乘積不變
D.M減小時,h減小,以保持二者乘積減。

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2013?湖南模擬)某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置來驗證機械能守恒定律.已知當?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2
①實驗小組選出一條紙帶如圖乙所示,其中O點為打點計時器打下的第一個點,A、B、C為三個計數(shù)點,在計數(shù)點A和B、B和C之間還各有一個點,測得h1=12.01cm,h2=19.15cm,h3=27.86cm.打點計時器通以50Hz的交流電.根據(jù)以上數(shù)據(jù)算出:當打點計時器打到B點時重錘的重力勢能比開始下落時減少了
1.88m
1.88m
J;此時重錘的動能比開始下落時增加了
1.96m
1.96m
 J,根據(jù)計算結果可以知道該實驗小組在做實驗時出現(xiàn)的問題是
實驗時先釋放了紙帶,然后再合上打點計時器的電鍵 或者 釋放紙帶時手抖動了
實驗時先釋放了紙帶,然后再合上打點計時器的電鍵 或者 釋放紙帶時手抖動了
.(重錘質量m已知)

②在圖乙所示的紙帶基礎上,某同學又選取了多個計數(shù)點,并測出了各計數(shù)點到第一個點O的距離h,算出了各計數(shù)點對應的速度v,以h為橫軸,以
v22
為縱軸畫出的圖線應是如下圖中的
D
D
.圖線的斜率表示
g
g

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科目:高中物理 來源: 題型:

某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置來探究“當合外力一定時,物體運動的加速度與其質量之間的關系”.

(1)實驗中,圖乙為游標卡尺測得遮光條的寬度d=
0.52
0.52
cm.
(2)實驗中,由圖甲中刻度尺讀出兩個光電門中心之間的距離S.滑塊從圖示位置靜止釋放,數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門1的時間t1,遮光條通過光電門2的時間t2,則滑塊經(jīng)過光電門1時的瞬時速度表達式v1=
d
t1
d
t1
,滑塊經(jīng)過光電門2時的瞬時速度表達式v2=
d
t2
d
t2
,則滑塊的加速度表達式a=
d2(
t
2
1
-
t
2
2
)
2S
t
2
1
t
2
2
d2(
t
2
1
-
t
2
2
)
2S
t
2
1
t
2
2
.(涉及遮光條寬度時用d表示)
(3)在一次實驗中,滑塊的質量m=400g,刻度尺測得兩個光電門中心之間的距離S=24cm,遮光條經(jīng)過兩個光電門的時間分別為t1=2.60×10-2s、t2=1.30×10-2s,遮光條的寬度d為(1)所測數(shù)值,則在這次實驗中滑塊的加速度a=
0.25
0.25
m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:

某實驗小組利用如圖甲所示的氣墊導軌實驗裝置來探究合力一定時,物體的加速度與質量之間的關系.
(1)做實驗時,將滑塊從圖甲所示位置由靜止釋放,由數(shù)字計時器(圖中未畫出)可讀出遮光條通過光電門1、2的時間分別為△t1、△t2;用刻度尺測得兩個光電門中心之間的距離x,用游標卡尺測得遮光條寬度d.則滑塊經(jīng)過光電門1時的速度表達式v1=
d
△t1
d
△t1
;經(jīng)過光電門2時的速度表達式v2=
d
△t2
d
△t2
,滑塊加速度的表達式a=
(
d
△t2
)
2
-(
d
△t1
)
2
2x
(
d
△t2
)
2
-(
d
△t1
)
2
2x
.(以上表達式均用已知字母表示).

(2)為了保持滑塊所受的合力不變,可改變滑塊質量M和氣墊導軌右端高度h(見圖甲).關于“改變滑塊質量M和氣墊導軌右端的高度h”的正確操作方法是
BC
BC

A.M增大時,h增大,以保持二者乘積增大
B.M增大時,h減小,以保持二者乘積不變
C.M減小時,h增大,以保持二者乘積不變
D.M減小時,h減小,以保持二者乘積減。

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科目:高中物理 來源: 題型:

某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置來探究當合外力一定時,物體運動的加速度與其質量之間的關系.

(1)由圖甲中刻度尺讀出兩個光電門中心之間的距離S,由游標卡尺測得遮光條的寬度d,由數(shù)字計時器可以讀出遮光條通過電門1的時間△t1和遮光條通過光電門2的時間△t2,滑塊的加速度的表達式為
(
d
△t2
)
2
-(
d
△t1
)
2
2S
(
d
△t2
)
2
-(
d
△t1
)
2
2S
.(以上表達式均用字母表示)
(2)在本次實驗中,實驗小組通過改變滑塊質量做了6組實驗,得到如下表的實驗數(shù)據(jù),
m(g) a(m/s2
250 1.80
300 1.50
350 1.29
400 1.13
500 0.90
800 0.56
根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了a與
1
m
的圖線如圖乙所示,該圖線有一段是彎曲的,試分析圖線彎曲的原因
未滿足拉車的鉤碼質量m遠小于小車的質量M
未滿足拉車的鉤碼質量m遠小于小車的質量M

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