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光电门传感器也是一种研究物体运动情况的计时仪器,现利用图甲所示装置设计一个“验证物体产生的加速度与合外力、质量关系”的实验,图中NO是水平桌面,PO是一端带有滑轮的长木板,1、2是固定在木板上的两个光电门.小车上固定着用于挡光的窄片,让小车从木板的顶端滑下,光电门连接数据采集器,并把数据采集器和计算机连接,打开软件.

①该实验中,为了探究a与F 关系,必须使用的物理方法是
控制变量法
控制变量法

②已知窄片的宽度为d,计算机显示的光电门1、2的挡光时间分别为t1、t2.用米尺测量光电门间距为L(L远大于d),则小车的加速度表达式a=
d2
2L
(
1
t22
-
1
t12
)
d2
2L
(
1
t22
-
1
t12
)
(用题中所给的字母表示).
③有位同学通过测量,作出a-F图线,如图乙中的实线所示.试分析:乙中图线不通过坐标原点的原因是
平衡摩擦力时木板倾角太大
平衡摩擦力时木板倾角太大

乙中图线上部弯曲的原因是
没有满足小车质量远大于砂和砂桶的质量
没有满足小车质量远大于砂和砂桶的质量
分析:(1)在研究物体的“加速度、作用力和质量”三个物理量的关系时,由于变量较多,因此采用了“控制变量法”进行研究.
(2)根据运动学公式v2-v02=2ax,可以写出加速度的表达式;
(3)根据牛顿第二定律结合图象特点即可正确解答.
解答:解:①在研究物体的“加速度、作用力和质量”三个物理量的关系时,由于变量较多,因此采用了“控制变量法”进行研究.探究a与F关系时,保持小车的质量m一定,研究a与F的关系.
②由于窄片K的宽度为d很小,因此可以利用其平均速度代替物体的瞬时速度,
故窄片K通过光电门1的速度表达式为:v1=
d
t1

窄片K通过光电门2的速度表达式:v2=
d
t2

根据运动学公式:v2-v02=2ax有:
a=
v22-v12
2L
=
d2
2L
(
1
t22
-
1
t12
)

③根据乙图可知,当没有挂砂和砂桶时,小车产生了加速度,因此说明平衡摩擦力时木板倾角太大;随着F的增大,即砂和砂桶质量的增大,不在满足砂和砂桶远小于小车的质量,因此曲线上部出现弯曲现象.
故答案分别为:
①控制变量法
②a=
d2
2L
(
1
t22
-
1
t12
)

③平衡摩擦力时木板倾角太大,没有满足小车质量远大于砂和砂桶的质量.
点评:对于实验问题一定要明确实验原理,并且亲自动手实验,熟练应用所学基本规律解决实验问题.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

光电门传感器也是一种研究物体运动情况的计时仪器,现利用图甲所示装置设计一个“验证物体产生的加速度与合外力、质量关系”的实验,图中NO是水平桌面,PO是一端带有滑轮的长木板,1、2是固定在木板上的两个光电门.小车上固定着用于挡光的窄片,让小车从木板的顶端滑下,光电门连接数据采集器,并把数据采集器和计算机连接,打开软件.
①已知窄片的宽度为d(L远大于d),计算机显示的光电门1、2的挡光时间分别为t1、t2.②用米尺测量光电门间距为L,则小车的加速度表达式a=
(
d2
t
2
2
-
d2
t
2
1
)
2L
(
d2
t
2
2
-
d2
t
2
1
)
2L
(各量均用①②里的字母表示).  ③该实验把砂和砂桶m拉车的力当作小车的合力.由于所用导轨摩擦力较大,必须平衡摩擦力,方法是
调出一个合适的斜面,轻推小车,使小车恰好能匀速下滑
调出一个合适的斜面,轻推小车,使小车恰好能匀速下滑

④该实验中,让小车质量M不变时,探究a与F 关系,使用的探究方法是
控制变量法
控制变量法
.有位同学通过测量,作出a-F图线,如图乙中的实线所示.试分析:
乙图线不通过坐标原点的原因是
木板夹角过大
木板夹角过大
;乙图线上部弯曲的原因是
没有满足小车质量远大于砂和砂桶的质量
没有满足小车质量远大于砂和砂桶的质量

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科目:高中物理 来源:2013届福建省三明市泰宁一中高三第二次月考物理试卷(带解析) 题型:实验题

光电门传感器也是一种研究物体运动情况的计时仪器,现利用图甲所示装置设计一个“验证物体产生的加速度与合外力、质量关系” 的实验,图中NO是水平桌面,PO是一端带有滑轮的长木板,1、2是固定在木板上的两个光电门。小车上固定着用于挡光的窄片,让小车从木板的顶端滑下,光电门连接数据采集器,并把数据采集器和计算机连接,打开软件。
①该实验中,为了探究a与F 关系,必须使用的物理方法是______________。
②已知窄片的宽度为d,计算机显示的光电门1、2的挡光时间分别为t1、t2。用米尺测量光电门间距为L(L远大于d),则小车的加速度表达式a=                    (用题中所给的字母表示)。 
③有位同学通过测量,作出a—F图线,如图乙中的实线所示。试分析:
乙中图线不通过坐标原点的原因是                                       
乙中图线上部弯曲的原因是                                         

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科目:高中物理 来源:2012-2013学年福建省三明市高三第二次月考物理试卷(解析版) 题型:实验题

光电门传感器也是一种研究物体运动情况的计时仪器,现利用图甲所示装置设计一个“验证物体产生的加速度与合外力、质量关系” 的实验,图中NO是水平桌面,PO是一端带有滑轮的长木板,1、2是固定在木板上的两个光电门。小车上固定着用于挡光的窄片,让小车从木板的顶端滑下,光电门连接数据采集器,并把数据采集器和计算机连接,打开软件。

①该实验中,为了探究a与F 关系,必须使用的物理方法是______________。

②已知窄片的宽度为d,计算机显示的光电门1、2的挡光时间分别为t1、t2。用米尺测量光电门间距为L(L远大于d),则小车的加速度表达式a=                     (用题中所给的字母表示)。 

③有位同学通过测量,作出a—F图线,如图乙中的实线所示。试分析:

乙中图线不通过坐标原点的原因是                                       

乙中图线上部弯曲的原因是                                         

 

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

光电门传感器也是一种研究物体运动情况的计时仪器,现利用图甲所示装置设计一个“验证物体产生的加速度与合外力、质量关系”的实验,图中NO是水平桌面,PO是一端带有滑轮的长木板,1、2是固定在木板上的两个光电门.小车上固定着用于挡光的窄片,让小车从木板的顶端滑下,光电门连接数据采集器,并把数据采集器和计算机连接,打开软件.

①该实验中,为了探究a与F 关系,必须使用的物理方法是________.
②已知窄片的宽度为d,计算机显示的光电门1、2的挡光时间分别为t1、t2.用米尺测量光电门间距为L(L远大于d),则小车的加速度表达式a=________(用题中所给的字母表示).
③有位同学通过测量,作出a-F图线,如图乙中的实线所示.试分析:乙中图线不通过坐标原点的原因是________;
乙中图线上部弯曲的原因是________.

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