- 实验:探究加速度与力、质量的关系
- 共699题
小明同学设计了一个测物体瞬时速度的实验,其装置如下图所示。在小车上固定挡光片,使挡光片的前端与车头齐平、将光电门传感器固定在轨道侧面,垫高轨道的一端。小明同学将小车从该端同一位置由静止释放,获得了如下几组实验数据。
则以下表述正确的是
①四个挡光片中,挡光片I的宽度最小
②四个挡光片中,挡光片Ⅳ的宽度最小
③四次实验中,第一次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度
④四次实验中,第四次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
正确答案
D
试题分析:由知,因Ⅳ的时间最小,所以挡光片Ⅳ的宽度最小,由
知,时间t越小,其速度越接近瞬时速度,所以是第四次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度,D对,ABC错。
点评:本题学生知道小车是从同一位置释放,所以小车前端到达传感器的速度是相同的。
某同学用如图甲所示装置探究“弹力和弹簧伸长的关系”,弹簧的上端与标尺的零刻度对齐,他先读出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,然后在弹簧下端挂上钩码,并逐个增加钩码,依次读出指针所指的标尺刻度x(弹簧始终未超过弹性限度),根据所测数据,在图乙所示的坐标纸上作出了弹簧指针所指的标尺刻度x与钩码质量m的关系曲线,则图线与x轴交点的纵坐标值的物理意义是 ;该弹簧的劲度系数k= N/m(g取10m/s2,保留三位有效数字)
正确答案
弹簧的自然长度(原长)为6cm 26.0
试题分析:图线与x轴交点的纵坐标值为,不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,即弹簧的自然长度为6cm。
图线斜率为弹簧的劲度系数,由图可得该弹簧的劲度系数为
点评:注意纵轴截距的物理意义,计算弹簧劲度系数时用图线的斜率。
用单摆测重力加速度时,某同学在利用单摆测重力加速度的实验中,若测得重力加速度偏大,则可能是( )
正确答案
BD
略
(1)一种游标卡尺,它的游标尺上有50个小的等分刻度,总长度为49mm。用它测量某物体长度,卡尺示数如图所示,则该物体的长度是 cm。
(2)、一打点计时器固定在斜面上某处,一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,如图所示.图是打出的纸带的一段.
①已知打点计时器使用的交流电周期为T,利用图(b)给出的数据(用字母表示)可求出小车下滑的加速度a=___ __.
②为了求出小车与斜面间的动摩擦因数,还需要测量的物理量有_______________.用测得的量及加速度a表示小车与斜面间的动摩擦因数
=_______________.
正确答案
(1)4.120 cm(2)、①a=(S6+S5+S4-S3–S2-S1)/9T2 ②斜面上任两点处间距l及对应的高度差h. (若测量的是斜面的倾角
,则
)
试题分析:(1)游标卡尺的读数规则为:先读出主尺示数,再读出游标卡尺上与主尺对应的是第几个格,用格数乘以精确度(0.02)得出游标读数,两部分相加,得出结果,本题中主尺读数为41mm,游标尺上的第10个刻度线与主尺刻度线对齐,所以游标读数为0.02×10mm=0.20mm,所以实际读数为4.120cm.
(2)①已知打点计时器使用的交流电周期为T,利用图(b)给出的数据(用字母表示)可求出小车下滑的加速度
②小车在下滑过程受重力、支持力、摩擦阻力.设斜面倾角为θ
将重力分解,由牛顿第二定律得:
加速度可以运用运动学公式△x=at2求得.
为了求出小车在下滑过程中所受的阻力,那么我们需要测量小车质量,倾角直接测量很困难.我们可以测出斜面上任意两点间的距离L及这两点的高度差h,通过代替.为了求出小车与斜面间的动摩擦因数
,还需要测量的物理量有斜面上任两点处间距l及对应的高度差h..用测得的量及加速度a表示小车与斜面间的动摩擦因数
=
.
点评:
在“验证机械能守恒定律”的某次实验中,质量m=1kg的重物自由下落,在纸带上打出一系列的点,如图所示(相邻记数点时间间隔为0.02s,g取9.8m/s2,有数值计算的结果保留2位有效数字),那么:
(1)纸带的________(填“左”或“右”)端与重物相连;
(2)打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=________;
(3)从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△EP=_____,此过程中物体动能的增加量△Ek=______;
(4)通过计算,数值上△EP________△Ek(填“<”、“ >”或 “=”),这是因为____________。
正确答案
(1)左;(2)0.98m/s; (3)△Ep=0.49J,△Ek=0.48J;(4)“>”,有机械能损失(其他合理解释均可)
本题考查的是验证机械能守恒定律的实验问题。重物自由下落,可根据自由下落的特点知道,点的距离短的那端,即最左端是挂重物的地方。,
,显然
,原因是有能量损失;
(1) 在“测定金属丝的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量一根铜丝的直径d,螺旋测微器的测量精度为________mm;其中一次测量结果如右图所示,读数为d=________cm.
(2)为了提高电阻率的测量精度,以下措施不必要的是___
正确答案
(1)0.01 、1.0295(1.0294~1.0297) (2)C
试题分析:(1)螺旋测微器的精度为0.01mm,主尺读数为10mm,可动刻度读数为29.5×0.01mm,所以读数为10mm+29.5×0.01mm="1.0295cm" (2)测量电阻时,只需要测量三次,所以滑动变阻器不需要采用分压接法
点评:难度较小,滑动变阻器的连接方式首选限流式,如果测量范围和电压表标称值不能满足要求再使用分压接法
探究物体的加速度与力、质量的关系实验如下:
(1)在探究物体的加速度与力的关系时,应保持 不变,分别改变施加在物体上的水平拉力F,测出相对应的加速度a.
(2)该同学根据实验数据作出了加速度a与拉力F图线如右图,该图线不通过坐标原点,试分析图线不通过坐标原点的原因.
答: .
(3)在探究物体的加速度与物体质量的关系时,应保持 不变,分别改变物体的质量m,测出相对应的加速度a.
(4)如果图象是通过坐标原点的一条直线,则说明 .
A.加速度a与质量m成正比 B.加速度a与质量m成反比
C.质量m与加速度a成反比 D.质量m与加速度a成正比
(5)在研究物体的“加速度、作用力和质量” 三个物理量的关系时,我们用实验研究了小车“在质量一定的情况下,加速度和作用力的关系”;又研究了“在作用力一定的情况下,加速度和质量之间的关系”。这种研究物理问题的科学方法是( )
(A)建立理想模型的方法 (B)控制变量法 (C)等效替代法 (D)类比法
正确答案
(1) 质量 (2)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 (3) 力
(4) B (5)B
试题分析:(1) 探究物体的加速度与力、质量的关系采用的是控制变量法,所以在探究物体的加速度与力的关系时,应保持质量不变(2)该图线与横轴有交点,说明当a等于0时,拉力F不等于零,说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足(3)在探究物体的加速度与物体质量的关系时,应保持力不变(4)由牛顿第二定律的公式可知可知
图象是通过坐标原点的一条直线,则说明F为定值,加速度a与质量m成反比(5)在研究物体的“加速度、作用力和质量” 三个物理量的关系时,物理问题的科学方法是控制变量法,故选B
点评:难度较小,本实验因为验证F与m、a的关系,所以需要保证F成倍数变化,看a是否成倍数变化,所以实验前应平衡掉摩擦力
在“用单摆测定重力加速度”的实验中。
(1)若测量出单摆摆长为l,用秒表记录下单摆完成n次全振动所用的
时间t。重力加速度的表达式g = (用直接测量量表示)。
(2)某同学用最小刻度为1mm的刻度尺测量摆长。其中一次测量结果
如图甲所示,悬点O与刻度尺零刻线对齐,图中摆长读数为
cm。
(3)为了减小实验误差,某同学用图象法处理实验数据。他通过改变摆长,测得了多组摆长l和对应的周期T。作出T 2-l图象如图乙所示。若图线的斜率为k,由图线可知重力加速度g = 。
正确答案
(1) (2)98.11~98.19 (3)
(1)由单摆的周期公式可求出重力加速度表达式为
(2)注意读数要有估读位(3)由公式可知
,图线斜率为k=
,则g =
电磁打点计时器是可以记录物体运动信息的仪器,其工作电压约为 V;电源频率是50Hz, 则它每隔 s打一次点。在测定匀变速直线运动加速度实验中,某次实验纸带的记录如上图所示,每打5个点取一个记数点,分别标明0、1、2、3、4。量得x1=30.0mm,x2=36.0mm,x3=42.0mm,x4=48.0mm,则打印点2时小车的瞬时速度v2= m/s;物体的加速度a= m/s2
正确答案
4-6V 0.02S 0.39 m/s 0.6 m/s2
试题分析:电磁打点计时器的工作电压约为4-6V,打点的时间间隔是,每打5个点取一个记数点,相邻两计数点间的间隔是T=0.1s,
,由
得到
。
点评:本题学生熟练掌握会根据纸带求任一点的瞬时速度,若是匀变速运动会据纸带求其运动的加速度。
读出下面图中游标卡尺与螺旋测微器的读数,游标卡尺读数为________mm,螺旋测微器读数为________mm。
正确答案
16.60或15.55 m m(2分), 5.693 mm(2分)。(5.692-5.696)mm.
略
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