光電計(jì)時(shí)器是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常見(jiàn)儀器.當(dāng)有物體從光電門(mén)通過(guò)時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間.現(xiàn)利用如圖甲所示裝置探究物體的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系,其 NQ是水平桌面,PQ是一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板,1、2是固定在木板上的兩個(gè)光電門(mén)(與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒(méi)有畫(huà)出).小車(chē)上固定著用于擋光的窄片K,測(cè)得其寬度為d,讓小車(chē)從木板的頂端滑下,光電門(mén)各自連接的計(jì)時(shí)器顯示窄片K的擋光時(shí)間分別為t1和t2

(1)該實(shí)驗(yàn)中,在改變小車(chē)的質(zhì)量M或沙桶的總質(zhì)量m時(shí),保持M>>m,這樣做的目的是    ;
(2)為了計(jì)算出小車(chē)的加速度,除了測(cè)量d、t1和t2之外,還需要測(cè)量    ,若上述測(cè)量量用x表示,則用這些物理量計(jì)算加速度的表達(dá)式為a=   
(3)某位同學(xué)經(jīng)過(guò)測(cè)量、計(jì)算得到如下表數(shù)據(jù),請(qǐng)?jiān)趫D乙中作出小車(chē)加速度與所受合外力的關(guān)系圖象.
組別1234567
M/kg0.580.580.580.580.580.580.58
F/N0.100.150.200.250.300.350.40
a/m?s-20.130.170.260.340.430.510.59
(4)由圖象可以看出,該實(shí)驗(yàn)存在著較大的誤差,產(chǎn)生誤差的主要原因是:
   
【答案】分析:解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理,了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(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.
為消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,可以把木板的左端適當(dāng)墊高,沙桶的總重力要遠(yuǎn)小于小車(chē)的重力,可使小車(chē)的合力近似等于沙桶總重力來(lái)測(cè)量.
解答:解:(1)設(shè)小車(chē)的質(zhì)量為M,沙桶的質(zhì)量為m,根據(jù)牛頓第二定律得:
對(duì)m:mg-F=ma
對(duì)M:F=Ma
解得:F==
當(dāng)m<<M時(shí),即當(dāng)沙桶的總重力要遠(yuǎn)小于小車(chē)的重力,繩子的拉力近似等于沙桶的總重力.
這樣做的目的是小車(chē)所受合外力大小等于(或約等于)mg.
(2)除了測(cè)量d、t1和t2之外,還需要測(cè)量?jī)晒怆婇T(mén)之間的距離,v1=,v2=,
加速度的表達(dá)式為a==
(3)如下圖

(4)從上圖中發(fā)現(xiàn)直線(xiàn)沒(méi)過(guò)原點(diǎn),當(dāng)F≠0時(shí),a=0.也就是說(shuō)當(dāng)繩子上有拉力時(shí)小車(chē)的加速度還為0,說(shuō)明小車(chē)的摩擦力與繩子的拉力抵消呢.該同學(xué)實(shí)驗(yàn)前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分.
故答案為:(1)小車(chē)所受合外力大小等于(或約等于)mg
(2)兩光電門(mén)之間的距離,
(3)上圖
(4)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分.
點(diǎn)評(píng):對(duì)于實(shí)驗(yàn)我們要清楚每一項(xiàng)操作存在的理由.比如為什么要平衡摩擦力,為什么要先接通電源后釋放紙帶等.
這樣問(wèn)題我們要從實(shí)驗(yàn)原理和減少實(shí)驗(yàn)誤差方面去解決.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

光電計(jì)時(shí)器是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器,其結(jié)構(gòu)如圖(a ) 所示,a、b分別是光電門(mén)的激光發(fā)射和接受裝置,當(dāng)有物體從a、b間通過(guò)時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以精確地把物體從開(kāi)始擋光到擋光結(jié)束的時(shí)間記錄下來(lái).現(xiàn)利用圖(b)所示的裝置測(cè)量滑塊和長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù),圖中MN是水平桌面,Q是長(zhǎng)木板與桌面的接觸點(diǎn),1和2是固定在長(zhǎng)木板上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門(mén),與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒(méi)有畫(huà)出,長(zhǎng)木板頂端P點(diǎn)懸有一鉛錘,實(shí)驗(yàn)時(shí),讓滑塊從長(zhǎng)木板的頂端滑下,光電門(mén)1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為1.0×10-2 s和4.0×10-3 s.用精度為0.05mm的游標(biāo)卡尺測(cè)量滑塊的寬度為d,其示數(shù)如圖(c)所示.

(1)滑塊的寬度d=
1.010
1.010
 cm.
(2)滑塊通過(guò)光電門(mén)1時(shí)的速度v1=
1.0
1.0
 m/s,滑塊通過(guò)光電門(mén)2時(shí)的速度v2=
2.5
2.5
 m/s.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(3)由此測(cè)得的瞬時(shí)速度v1和v2只是一個(gè)近似值,它們實(shí)質(zhì)上是通過(guò)光電門(mén)1和2時(shí)的
平均速度
平均速度
,要使瞬時(shí)速度的測(cè)量值更接近于真實(shí)值,可將
滑塊
滑塊
的寬度減小一些.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解

光電計(jì)時(shí)器是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器,其結(jié)構(gòu)如圖1(a)所示,a、b分別是光電門(mén)的激光發(fā)射和接受裝置,當(dāng)有物體從a、b間通過(guò)時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以精確地把物體從開(kāi)始擋光到擋光結(jié)束的時(shí)間記錄下來(lái).現(xiàn)利用圖1(b)所示的裝置測(cè)量滑塊和長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù),圖中MN是水平桌面,Q是長(zhǎng)木板與桌面的接觸點(diǎn),1和2是固定在長(zhǎng)木板上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門(mén),與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒(méi)有畫(huà)出,長(zhǎng)木板頂端P點(diǎn)懸有一鉛錘,實(shí)驗(yàn)時(shí),讓滑塊從長(zhǎng)木板的頂端滑下,光電門(mén)1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為1.0×10-2s和4.0×10-3s.用精度為0.05mm的游標(biāo)卡尺測(cè)量滑塊的寬度d,其示數(shù)如圖2所示.
(1)滑塊的寬度d=
1.010
1.010
cm
(2)滑塊通過(guò)光電門(mén)1時(shí)的速度v1=
1.0
1.0
m/s,滑塊通過(guò)光電門(mén)2時(shí)的速度v2=
2.5
2.5
m/s.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(3)由此測(cè)得的瞬時(shí)速度v1和v2只是一個(gè)近似值,它們實(shí)質(zhì)上是通過(guò)光電門(mén)1和2時(shí)的
平均速度
平均速度
,要使瞬時(shí)速度的測(cè)量值更接近于真實(shí)值,可將
滑塊
滑塊
的寬度減小一些;
(4)為了使測(cè)量更加準(zhǔn)確,除進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量取平均值外,在不更換器材的基礎(chǔ)上,還可采取的辦法有:a.
下移光電門(mén)2的位置或增大L
下移光電門(mén)2的位置或增大L
進(jìn)行測(cè)量;b.
增加木板的傾斜角或增大P點(diǎn)的高度h
增加木板的傾斜角或增大P點(diǎn)的高度h
進(jìn)行測(cè)量.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解

光電計(jì)時(shí)器是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常見(jiàn)儀器.當(dāng)有物體從光電門(mén)通過(guò)時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間.現(xiàn)利用如圖甲所示裝置探究物體的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系,其 NQ是水平桌面,PQ是一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板,1、2是固定在木板上的兩個(gè)光電門(mén)(與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒(méi)有畫(huà)出).小車(chē)上固定著用于擋光的窄片K,測(cè)得其寬度為d,讓小車(chē)從木板的頂端滑下,光電門(mén)各自連接的計(jì)時(shí)器顯示窄片K的擋光時(shí)間分別為t1和t2

(1)該實(shí)驗(yàn)中,在改變小車(chē)的質(zhì)量M或沙桶的總質(zhì)量m時(shí),保持M>>m,這樣做的目的是
小車(chē)所受合外力大小等于(或約等于)mg
小車(chē)所受合外力大小等于(或約等于)mg
;
(2)為了計(jì)算小車(chē)的加速度,除了測(cè)量d、t1和t2之外,還需要測(cè)量
兩光電門(mén)之間的距離(或“小車(chē)由光電門(mén)1運(yùn)動(dòng)至光電門(mén)2所用時(shí)間”)
兩光電門(mén)之間的距離(或“小車(chē)由光電門(mén)1運(yùn)動(dòng)至光電門(mén)2所用時(shí)間”)
,若上述測(cè)量量用x表示,則用這些物理量計(jì)算加速度的表達(dá)式為a=
d2(
t
2
1
-
t
2
2
)
2x
t
2
1
t
2
2
(或“a=
d(t1-t2)
tt1t2
”)
d2(
t
2
1
-
t
2
2
)
2x
t
2
1
t
2
2
(或“a=
d(t1-t2)
tt1t2
”)

(3)某位同學(xué)經(jīng)測(cè)量、計(jì)算獲得的數(shù)據(jù)作出了小車(chē)加速度與所受合外力的關(guān)系圖象(圖乙),試指出圖線(xiàn)不過(guò)原點(diǎn)產(chǎn)生誤差的主要原因.
木板傾角偏。ɑ颉捌胶饽Σ亮Σ蛔恪被颉澳┩耆胶饽Σ亮Α保
木板傾角偏。ɑ颉捌胶饽Σ亮Σ蛔恪被颉澳┩耆胶饽Σ亮Α保

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(1)Ⅰ.在“互成角度的兩個(gè)力的合成”實(shí)驗(yàn)中,用兩個(gè)彈簧秤分別鉤住細(xì)繩套,互成角度地拉橡皮條,使它伸長(zhǎng)到某一位置O點(diǎn),為了確定兩個(gè)分力的大小和方向,這一步操作中必須記錄的是
BD
BD

A.橡皮條固定端的位置           B.描下O點(diǎn)位置和兩條細(xì)繩套的方向
C.橡皮條伸長(zhǎng)后的總長(zhǎng)度         D.兩個(gè)彈簧秤的讀數(shù)
Ⅱ.做實(shí)驗(yàn)時(shí),根據(jù)測(cè)量結(jié)果在白紙上畫(huà)出如圖1所示的圖,其中O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn).圖中的
F
F
是F1和F2的合力的理論值;
F′
F′
是F1和F2的合力的實(shí)際測(cè)量值.
(2)在如圖乙同種材料兩木板通過(guò)一小段圓弧連接成一個(gè)斜面和水平面部分,現(xiàn)要測(cè)量正方體小鐵塊A、B和這木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ,利用了如下器材和方法:(水平部分足夠長(zhǎng),重力加速度為g)
Ⅰ.用 20 個(gè)等分刻度的游標(biāo)卡尺測(cè)定小鐵塊A的邊長(zhǎng)d如圖丙,測(cè)得長(zhǎng)度為d=
2.020
2.020
cm.
Ⅱ.光電計(jì)時(shí)器是一種研究物體運(yùn)動(dòng)的常用計(jì)時(shí)器,其結(jié)構(gòu)如圖甲所示,a、b 分別是光電門(mén)的激光發(fā)射和接收裝置,當(dāng)有物體從 a、b 間通過(guò)時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間.從而可以算得物體的速度.

將斜面體置于水平桌面上,斜面頂端 P 懸掛一鉛垂線(xiàn),Q 為錐尖與桌面的接觸點(diǎn),1和 2 是固定在斜面上的兩個(gè)光電門(mén)(與之連接的電路未畫(huà)出),讓小鐵塊A由P點(diǎn)沿斜面滑下,小鐵塊通過(guò)光電門(mén) 1、2 的時(shí)間分別為△t1、△t2,用米尺測(cè)得 l、2 之間的距離為 L,則小鐵塊下滑過(guò)程中的加速度a=
a=
d2(△t12-△t22)
2L△t12t22
a=
d2(△t12-△t22)
2L△t12t22
;(用題中字母表示) 再利用米尺測(cè)出
PQ的距離h
PQ的距離h
、
斜面部分長(zhǎng)s
斜面部分長(zhǎng)s
,就可以測(cè)得動(dòng)摩擦因數(shù)μ1
Ⅲ.若再測(cè)鐵塊B和板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ2時(shí),光電計(jì)時(shí)器出現(xiàn)故障不能使用,現(xiàn)只利用米尺完成實(shí)驗(yàn),若已測(cè)得PQ高為h,則只需要再測(cè)
滑塊自開(kāi)始到停下的水平位移L
滑塊自開(kāi)始到停下的水平位移L
.(要求只能再測(cè)一個(gè)物理量)
測(cè)得的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=
??
h
x
?????????
??
h
x
?????????
(用已知量和測(cè)定的物理量所對(duì)應(yīng)的字母表示)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

I.光電計(jì)時(shí)器是一種研究物體運(yùn)動(dòng)的常用計(jì)時(shí)器,其結(jié)構(gòu)如圖甲所示,a、b 分別是光電門(mén)的激光發(fā)射和接收裝置,當(dāng)有物體從 a、b 間通過(guò)時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間.
精英家教網(wǎng)
利用圖乙所示裝置測(cè)定正方體小鐵塊和由長(zhǎng)木板制成的斜面體(包括水平部分,斜面與水平面之間有一小段圓弧連接,長(zhǎng)度忽略不計(jì),水平部分足夠長(zhǎng),重力加速度為g)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ.
(1)用20個(gè)等分刻度的游標(biāo)卡尺測(cè)定小鐵塊的邊長(zhǎng)出
 
mm.( 如圖丙所示)
(2)將斜面體置于水平桌面上,斜面頂端 P 懸掛一鉛垂線(xiàn),Q 為錐尖與桌面的接觸點(diǎn),1和 2 是固定在斜面上的兩個(gè)光電門(mén)(與之連接的電路未畫(huà)出),讓小鐵塊由P點(diǎn)沿斜面滑下,小鐵塊通過(guò)光電門(mén) 1、2 的時(shí)間分別為△t1、△t2,用米尺測(cè)得 l、2 之間的距離為 L(L>>d),則小鐵塊下滑過(guò)程中的加速度 a=
 
;再利用米尺測(cè)出
 
、
 
,就可以測(cè)得動(dòng)摩擦因數(shù) μ.
(3)若光電計(jì)時(shí)器出現(xiàn)故障不能使用,現(xiàn)只利用米尺測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù) μ,請(qǐng)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)方案:
 
測(cè)得的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=
 
.(用測(cè)定的物理量所對(duì)應(yīng)的字母表示)

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案