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实验中用图甲所示的装置探究加速度与力和质量的关系,通过改变小托盘和砝码总质量m来改变小车受到的合外力,通过加减小车中的砝码来改变小车总质量M.打点计时器所用交流电的频率为50Hz.

图乙为实验中得到的一条纸带中的一部分,取0、1、2、3、4、5、6为计数点,相邻两计数点间还有4个打点未画出.从纸带上测出 x1=3.20cm,x2=4.74cm,x3=6.30cm,x4=7.85cm,x5=9.41cm,x6=10.96cm.

(1)由上述数据计算出小车运动的加速度大小为 1.55 m/s2(结果保留三位有效数字).

(2)本实验的目的是为研究加速度、质量、合外力三个物理量之间的关系,故实验中应采用的实验研究方法是 控制变量法 .

(3)若在研究加速度与力的关系时得到了如图丙所示的图象,则该图象不过原点原因是 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够 .


考点:

探究加速度与物体质量、物体受力的关系.版权所有

专题:

实验题.

分析:

利用逐差法△x=aT2可以求出物体的加速度大小,由于该实验涉及的物理量较多,因此该实验采用的是控制变量法研究加速度、质量、合力三者之间的关系;观察图象可知当F>0时,加速度仍为零,说明平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力.

解答:

解:(1)根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,得:

x4﹣x1=3a1T2

x5﹣x2=3a2T2

x6﹣x3=3a3T2

为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值,得:

a=(a1+a2+a3)==1.55m/s2.

(2)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,分别控制一个物理量不变,看另外两个物理量之间的关系.

(3)图线不通过坐标原点,当F为某一值时,加速度为零,知平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力.

故答案为:(1)1.55;  (2)控制变量法;(3)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够.

点评:

在学习物理过程中掌握各种研究问题的方法是很重要的,要了解各种方法在物理中的应用,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项,然后熟练应用物理规律来解决实验问题.

 

练习册系列答案
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如图,足够长的斜面倾角θ=37°.一个物体以v0=12m/s的初速度,从斜面A点处沿斜面向上运动.加速度大小为a=8.0m/s2.已知重力加速度g=10m/s2,(sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:

(1)物体沿斜面上滑的最大距离s;

(2)物体与斜面间的动摩擦因数μ;

(3)物体沿斜面到达最高点后返回下滑时的加速大小a.

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假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍,仍做圆周运动,则(  )

 

A.

根据公式v=ωr,可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍

 

B.

根据公式F=,可知卫星所受的向心力将减小到原来的

 

C.

根据公式F=,可知地球提供的向心力将减小到原来的

 

D.

根据上述B、C中给出的公式,可知卫星运动的线速度将减小到原来的

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科目:高中物理 来源: 题型:


以速度v0水平抛出一小球,忽略空气阻力,当小球的水平速度与竖直速度大小相等时,水平位移与竖直位移的比值是(  )

 

A.

1:1

B.

2:1

C.

1:2

D.

1:4

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科目:高中物理 来源: 题型:


质量为1kg的物体被竖直向上抛出,在空中的加速度的大小为16m/s2,最大上升高度为5m,若g取10m/s2,则在这个过程中(  )

 

A.

重力势能增加了80J

B.

动能减小了50J

 

C.

机械能减小了30J

D.

机械能守恒

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小明手握不可伸长的轻绳一端,另一端系着质量为0.3kg的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动.当球某次运动到最低点时,绳恰好达到所能承受的最大拉力F而断掉,球飞行水平距离d=0.5m后落地,如图所示.已知握绳的手离地面高度也为d=0.5m,绳长L=d,重力加速度为g=10m/s2.忽略手的运动、小球的半径和空气阻力,试分析求解:

(1)绳断时球的速度大小v1;

(2)球落地时的速度大小v2;

(3)绳能承受的最大拉力F;

(4)改变绳长,使球重复上述运动.若绳仍在球运动到最低点时断掉,则球抛出的水平距离最大时,绳长为多少?水平距离为多少?

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如图所示,一平行板电容器,右极板接电源正极,板长为2d,板间距离为d.一带电量为g、质量为m的负离子(重力不计)以速度v0贴近左极板沿极板方向射入,恰从右极板下边缘射出.在右极板右侧空间存在垂直纸面方向的匀强磁场(未标出).要使该负离子在磁场中运动后,又恰能直接从右极板上边缘进入电场,则(  )

  A. 磁场方向垂直纸面向里

  B. 磁场方向垂直纸面向外

  C. 磁感应强度大小为

  D. 在磁场中运动时间为

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如图所示,MN右侧有一正三角形匀强磁场区域(边缘磁场忽略不计),上边界与MN垂直.现有一与磁场边界完全相同的三角形导体框,从MN左侧垂直于MN匀速向右运动.导体框穿过磁场过程中所受安培力F的大小随时间变化的图象以及感应电流i随时间变化的图象正确的是(取逆时针电流为正)(  )

  A.  B.  C.  D.

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如图,竖直平面内有一直角形内径相同的 细玻璃管,A端封闭,C端开口,AB=BC=l0,且此时A、C端等高.管内水银总长度为l0,玻璃管AB内封闭有长为的空气柱.已知大气压强为l0汞柱髙.如果使玻璃管绕B点在竖直平面内顺时针缓慢地转动至BC管水平,求此时AB管内气体的压强为多少汞柱高?管内封入的气体可视为理想气体且温度不变.

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