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(10分)“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示.

(1)某同学在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸带如图乙所示.计时器打点的周期为T.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,标上1、2、3、4、5、6、7、8,测量并计算出的相邻计数点之间的距离如下表:
 
x1
x2
x3
x4
x5
x6
x7
距离(cm)
3.52
3.68
3. 83
3.91
4.16
4.32
4.47
该同学分析数据后发现有一距离计算错了,这段距离是        (填符号).该同学剔除该数据后,利用其它6个数据正确计算出了加速度.该同学计算加速度的表达式为          .  
(2)平衡摩擦力后,将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘,然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度.小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力 F的实验数据如下表:
砝码盘中砝码总重力F(N)
0.196
0.392
0.588
0.784
0.980
加速度a(m·s-2)
0.69
1.18
1.66
2.18
2.70
①请根据实验数据在下图中作出a-F的关系图象.

②该实验的研究对象是     ,根据提供的实验数据作出的a-F图线不通过原点,对照本实验提供数据,分析主要原因是     
(1)x4               (2分)    (2分)
(2)①a-F图象如图所示  (2分)

②小车、砝码盘和砝码组成的系统(2分)  未计入砝码盘的重力         (2分)

试题分析:(1)因小车做匀变速运动,根据匀变速直线运动的推论,可判断,x4计算错误;根据匀变速运动的规律可得:,联立得:;(2) ①描点作图,如图所示 ②从小车上取下砝码放在砝码盘里,小车、砝码盘和砝码组成的系统的质量保持不变,所以研究对象为小车、砝码盘和砝码组成的系统;由图知力F等于零时,加速度不为零,故是因为未计入砝码盘的重力
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

(18分)
(1)某同学通过实验测量一根长度为L的电阻丝的电阻率。
①由图甲可知电阻丝的直径D=________mm。
②将如下实验操作补充完整:按图乙连接电路,将滑动变阻器R1的滑片P置于B端;将S2拨向接点1,闭合S1,调节R1,使电流表示数为I0;将电阻箱R2的阻值调至最大,S2拨向接点2,                        ,使电流表示数仍为I0,记录此时电阻箱的示数为R2

③此电阻丝的电阻率的表达式            。(用已知量和所测物理量的字母表示)
(2)某同学用如图甲所示的装置通过研究重锤的落体运动来验证机械能守恒定律。已知重力加速度为g。

①在实验所需的物理量中,需要直接测量的是     ,通过计算得到的是     。(填写代号)
A.重锤的质量
B.重锤下落的高度
C.重锤底部距水平地面的高度
D.与下落高度对应的重锤的瞬时速度
②在实验得到的纸带中,我们选用如图乙所示的起点O与相邻点之间距离约为2mm的纸带来验证机械能守恒定律。图中A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的原始点,F点是第n个点。设相邻点间的时间间隔为T,下列表达式可以用在本实验中计算F点速度vF的是         
A. vF = g(nT )               B.vF = 
C.vF =                D.vF = 

③若代入图乙中所测的数据,求得在误差范围内等于                  (用已知量和图乙中测出的物理量表示),即可验证重锤下落过程中机械能守恒。即使在操作及测量无误的前提下,所求也一定会略                  (选填“大于”或“小于”)后者的计算值,这是实验存在系统误差的必然结果。
④另一名同学利用图乙所示的纸带,分别测量出各点到起始点的距离h,并分别计算出各点的速度v,绘出v2-h图线,如图丙所示。从v2-h图线求得重锤下落的加速度g′=         m/s2( 保留3位有效数字 )。则由上述方法可知,这名同学是通过观察v2-h图线是否过原点,以及判断             (用相关物理量的字母符号表示)在实验误差允许的范围内是否相等,来验证机械能是否守恒的。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

利用图中所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。一斜面上安装有两个光电门,其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处,光电门甲的位置可移动,当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时,与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t。改变光电门甲的位置进行多次测量,每次都使滑块从同一点由静止开始下滑,并用米尺测量甲、乙之间的距离s,记下相应的t值;所得数据如下表所示。

s(m)
0.500
0.600
0.700
0.800
0.900
0.950
t(ms)
292.9
371.5
452.3
552.8
673.8
776.4
s/t(m/s)
1.71
1.62
1.55
1.45
1.34
1.22
完成下列填空和作图:
(1)若滑块所受摩擦力为一常量,滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v1测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是_______;
(2)根据表中给出的数据,在图中给出的坐标纸上画出图线;

(3)由所画出的图线,得出滑块加速度的大小为a=____________m/s2(保留2位有效数字)。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

(8分)某小组用图示器材测量重力加速度的大小。实验器材由底座带有标尺的竖直杆、光电计时器A和B、钢制小球和网兜组成。通过测量小球在A、B间不同位移时的平均速度,求重力加速度。
回答下列问题:
(1)实验中保持A不动,沿杆向下移动B,测量A、B之间的距离h及钢球经过该距离所用时间t,经多次实验绘出h/t与t关系图象如图所示。由图可知,重力加速度g与图象的斜率k的关系为g=       ,重力加速度的大小为       m/s2

(2)若另一小组用同样的实验装置,保持B不动,沿杆向上移动A,则       (选填“能”或“不能”)通过上述方法测得重力加速度;
(3)为减小重力加速度的测量误差,可采用哪些方法?            (提出一条即可)。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

在“探究加速度和力、质量的关系”实验中,采用如图所示的装置图进行实验:

(1)实验中,需要在木板的右端垫上一个小木块,其目的是_________________________;
(2)实验中,已经测出小车的质量为M,砝码(包括砝码盘)的质量为m,若要将砝码(包括砝码盘)的重力大小作为小车所受拉力F的大小,这样做的前提条件是                  .
(3)在实验操作中,下列说法正确的是____________ (填序号)
A.求小车运动的加速度时,可用天平测出小盘和砝码的质量M′和m′,以及小车质量M,直接用公式a=求出
B.实验时,应先接通打点计时器的电源,再放开小车
C.每改变一次小车的质量,都需要改变垫入的小木块的厚度
D.先保持小车质量不变,研究加速度与力的关系;再保持小车受力不变, 研究加速度与质量的关系,最后归纳出加速度与力、质量的关系

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

(4分)某同学采用如图所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”的实验时,请指出这个实验过程中产生误差的主要原因(找出两条即可):

_______________________________________________。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

(10分)某同学利用图甲中器材验证机械能守恒实验.如图乙是该实验得到的一条点迹清晰的纸带,现要取 A、B 两点来验证实验,已知电磁打点计时器每隔0.02s打一个点.


请回答下列问题:
①打点计时器应接___________ (填“直流”或“交流”)________V的电源;
②可以判断,连接重物的夹子应夹在纸带的     
(填“左”或“右”);
③若x2=4.80cm,则在纸带上打下记数点B时的速度
vB =       m/s  (计算结果保留三位有效数字).
④若x1数据也已测出,则实验还需测出物理量为           .
⑤若分析实验结果发现重物下落过程中减少的重力势能明显大于其增加的动能,则可能的原因是:                              

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置研究加速度和力的关系.

(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持________________不变,用钩码所受的重力作为________________,用DIS测小车的加速度.通过改变钩码的数量,多次重复测量,可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图像.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.
(2)图线________(选填“①”或“②”)是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的.
(3)随着钩码的数量增大到一定程度时图(b)中的图线明显偏离直线,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.所挂钩码的总质量太大
D.所用小车的质量太大
(4)小车和位移传感器接收部分的总质量m=________kg;滑块和轨道间的动摩擦因数μ=______(g取10 m/s2).

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