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为了探究加速度与力、质量的关系,使用如下图所示的气垫导轨装置进行实验.其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器通过G1、G2光电门时,光束被遮挡的时间△t1、△t2都可以被测量并记录,滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M,挡光片宽度为d,光电门间距为x(满足x>>d),牵引砝码的质量为m.回答下列问题:

(1)若实验测得△t足够小,且△t1=150ms、△t2=100ms,d=3.0cm,X=50.0cm,则滑行器运动的加速度a=______m/s2.若取M=400g,在保证M>>m的条件下,如果认为绳子牵引滑块的力等于牵引砝码的总重力,则牵引砝码的质量m=______kg.(取g=10m/s2
(2)在(1)中,实际牵引砝码的质量与上述的计算值相比______.(填偏大、偏小或相等)
(1)由于遮光条通过光电门的时间极短,可以用平均速度表示瞬时速度.
滑块经过光电门1时的瞬时速度v1=
d
t1
=
0.03
0.15
=0.2m/s

滑块经过光电门2时的瞬时速度v2=
d
t1
=
0.03
0.1
=0.3m/s

根据v22-v12=2aX得,
a=
(0.3)2-(0.2)2
2×0.5
=0.05m/s2

M>>m的条件下,合外力等于砝码的重力,则mg=Ma,
解得:m=0.002kg;
(2)对M和m整体分析,有:a=
mg
M+m
,则绳子的拉力F=Ma=
mg
1+
m
M
<mg,所以实际牵引砝码的质量与上述的计算值相比偏小;
故答案为:0.05;0.02;偏小
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

以下说法中不正确的是(  )
A.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时物体的运动规律
B.不受外力作用时,物体的运动状态保持不变是由于物体具有惯性
C.在水平地面上滑动的木块最终要停下来,是由于没有外力维持木块运动的结果
D.物体运动状态发生变化时,物体必定受到外力的作用

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

关于物体的惯性,下列说法中正确的是(  )
A.汽车运动的速度越大越不容易停下来,是因为汽车运动的速度越大惯性越大
B.小球由于重力的作用而自由下落时,它的惯性就不存在了
C.小球被竖直向上抛出后继续上升,是因为小球受到一个向上的惯性
D.物体惯性的大小仅与物体的质量有关,质量大的惯性大

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

关于物体所受的合力F、加速度a、速度v之间的关系,以下说法正确的是(  )
A.合力F一定与速度v的方向相同
B.速度为0,加速度一定为0
C.加速度与速度方向相同时,速度一定增大
D.加速度增大而速度减小是不可能的

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图1所示,一端带有定滑轮的长木板上固定有如图2甲、乙两个光电门,与之相连的计时器可以显示带有遮光片的小车在其间的运动时间,与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力.不计空气阻力及一切摩擦.

(1)在探究“合外力一定时,加速度与质量的关系”时,要使测力计的示数等于小车所受合外力,操作中必须满足______;要使小车所受合外力一定,操作中必须满足______.
实验时,先测出小车质量m,再让小车从靠近光电门甲处由静止开始运动,读出小车在两光电门之间的运动时间t.改变小车质量m,测得多组m、t的值,建立如图3坐标系描点作出图线.下列能直观得出“合外力一定时,加速度与质量成反比”的图线是______.
(2)如图1甲,抬高长木板的左端,使小车从靠近光电门乙处由静止开始运动,读出测力计的示数F和小车在两光电门之间的运动时间t0,改变木板倾角,测得多组数据,得到的F-
1
t0
的图线如图1乙所示.实验中测得两光电门的距离L=0.80m,砂和砂桶的总质量m1=0.34kg,重力加速度g取9.8m/s2,则图线的斜率为______(结果保留两位有效数字);若小车与长木板间的摩擦不能忽略,测得的图线斜率将______(填“变大”、“变小”或“不变”).

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置,探究物体的加速度与受力的关系,通过改变重物的质量,利用传感器可得到滑块运动的加速度a和所受拉力F,而后做出a-F关系图象.他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图线,如图(b)所示.由图象可知图线Ⅱ不过坐标原点的原因是______;滑块和加速度传感器的总质量m=______kg.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

在验证“当物体质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律时,给出如下器材:
倾角可以调节的长木板(如图所示),小车一个,计时器一个,刻度尺一把.
实验步骤如下:
①让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑到斜面底端A2,记下所用的时间t.
②用刻度尺测量A1与A2之间的距离x.
③用刻度尺测量A1相对于A2的高度h.
④改变斜面的倾角,保持A1与A2之间的距离不变,多次重复上述实验步骤并记录相关数据h、t.
⑤以h为纵坐标,1/t2为横坐标,根据实验数据作图.
若在此实验中,如能得到一条过坐标系原点的直线,则可验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律.
根据上述实验步骤和说明回答下列问题:(不考虑摩擦力影响,用已知量和测得量符号表示)
(1)设小车所受的重力为mg,则小车的加速度大小a=______,小车所受的合外力大小F=______.
(2)请你写出物体从斜面上释放高度h与下滑时间t的关系式______.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

a、b、c、d四位同学使用图1装置装置进行“探究加速度与外力、质量间的关系”实验,设小车质量和车上砝码质量之和为M,砂及砂桶的总质量为m,实验用打点计时器交流电的频率为50Hz.
(1)四位同学分别得出如图2中a、b、c、d四条图线,其中图a、b、c是a-F图线,图d是a-1/M图线,则以下列说法中正确的是______
A.a和b没有把握好实验条件M远大于m
B.c和d没有把握好实验条件M远大于m
C.a同学长木板的倾角太大,而b同学长木板倾角太小
D.a、b、c三同学中,c同学较好地完成了平衡摩擦力的操作
(2)实验中某次纸带的记录如图所示,图中O、A之间的点非常模糊,看不清楚到底有几个点.因此从A点开始每打五个点取一个计数点,其中B、C、D、E距O点的距离如图3示,由此测得小车的加速度是m/s2

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图1所示为“研究小车的加速度和力的关系”的实验装置.

(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持______不变.
(2)某同学的实验方案如图1所示,他想用砂和砂桶的重力表示小车受到的合外力,为了减少这种做法而带来的实验误差,你认为在实验中还应该采取的两项措施是:a.______;b.______.
(3)改变砂和砂桶的重力,多次重复测量.在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线(如图2所示).
①分析此图线的OA段可得出的实验结论是______.
②(单选题)图2的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是:______
A.小车与轨道之间存在摩擦
B.导轨保持了水平状态
C.砂和砂桶的总质量太大
D.所用小车的质量太大.

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