- 实验：探究加速度与力、质量的关系
- 共699题
在“探究加速度与力、质量的关系”实验操作中
（1）下列说法符合实际的是______
A．通过同时改变小车的质量及受到的拉力的研究，能归纳出加速度、力、质量三者间的关系
B．通过保持小车质量不变，只改变小车的拉力的研究，就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系
C．通过保持小车受力不变，只改变小车质量的研究，就可以归纳出加速度、力、质量三者间的关系
D．先不改变小车质量，研究加速度与力的关系；再不改变小车受力，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者间的关系
（2）在该实验中，所用电源频率为50Hz，取下一段纸带研究，如图所示，取0、1、2、3、4点为计数点，相邻两个计数点之间还有四个点未画出，则
①该打点计时器使用的是______（填“交流”或“直流”）电源，它每隔______s打一次点；
②计算此纸带的加速度大小a=______m/s2；
③打下“2”计数点时物体的瞬时速度为v2=______m/s．
正确答案
（1）在“探究加速度与力、质量”的实验操作中，采用了“控制变量法”，即先保持一个变量不变，看另外两个变量之间的关系，具体操作是：先不改变小车质量，研究加速度与力的关系；再不改变小车受力，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者间的关系，故ABC错误，D正确．
（2）①打点计时器是利用交流电的电流方向随时间迅速改变而工作的，当交流电频率为50Hz时，每隔0.02s打一次点；
②据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2
可以求出加速度：a=
③匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，故v2=
故答案为：（1）D；（2）①交流、0.02、②3、③0.75．
如图所示为“探究加速度与质量关系”的实验装置图，砂桶质量较小，绳上的拉力可认为等于砂桶的重力．保持砂桶质量不变，改变小车的质量，得到数据如下表所示．
（1）根据表中的数据，在图示的坐标系中描出相应的实验数据点，并作出a-
（2）由a-
（3）物体受到的合力大约为______N．
正确答案
（1）利用描点法得出图象如下所示：
（2）由图象可以得出的结论是在误差允许的范围内，保持外力不变，物体的加速度与质量成反比．
故答案为：在误差允许的范围内，保持外力不变，物体的加速度与质量成反比．
（3）根据牛顿第二定律，几何表中数据可知，F=ma=5N．
故答案为：5．
在研究加速度与力和质量的关系的实验中：
（1）实验中电火花计时器的工作电源是______（填“直流”或“交流”）电源，电源电压是______V，相邻打点时间间隔是______s．
（2）小车拖动纸带的运动情况如图所示，图中O、A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻的记数点的时间间隔是0.10s，标出的数据单位是厘米，则打点计时器在打C点时小车的瞬时速度是______m/s，小车运动的加速度是_______m/s2．
正确答案
（1）电火花计时器接220V交流电压，产生的电火花的频率是50Hz，所以点与点时间间隔为0.02s．
（2）根据匀变速直线运动的推论得：
vC=
设两点之间为位移分别为：s1、s2、s3、s4、s5，
则s1=0.048m，s2=0.080m，s3=0.112m，s4=0.144m，s5=0.176m
根据逐差法得：
a=
故答案为：交流，220；0.02；1.28；3.2
某学习小组采用如图所示的实验装置来探究加速度与力、质量的关系．在水平桌面上放有长木板，用轻绳将固定有拉力传感器的小车通过一个定滑轮与一个小桶相连，木板上A、B两处各安装一个速度传感器，分别先后记录小车通过A、B两处时的速度，用数字计时器记录小车在通过A、B两处时的时间间隔．
（1）在实验中下列哪些措施有助于减小实验误差______
A．将木板右端适当垫高，平衡摩擦力
B．调整滑轮高度，使拉小车的细绳平行木板
C．使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量
D．适当增大两个速度传感器的间距
（2）下表是按正确操作测得的数据，其中M为小车（包括拉力传感器）的质量，VA-VB是两个速度传感器记录的速率差值，△t是数字计时器记录的小车在通过A、B两处时的时间间隔，F是拉力传感器记录的拉力值．
表格中a2=______．
正确答案
（1）A、本实验要使小桶的重力等于小车的合外力，就必须先平衡摩擦力，故A正确；
B、调节滑轮高度，使拉小车的细线和长木板平行，让力的方向和运动方向在同一直线上，可以减小误差，故B正确；
C、本题的拉力由拉力传感器测出，不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，故C错误；
D、适当增大两个速度传感器的间距，可以减小VA-VB的误差，故D正确；
故选：ABD
（2）根据加速度的定义式a=
故答案为：（1）ABD，（2）1.8m/s2
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________力F，测出相对应的加速度a，在探究物体的加速度与质量的关系时，应保持_________不变， 分别改变物体的质量m，测出相应的加速度a．
正确答案
物体的质量；合外；施加在物体上的力
“探究加速度与力、质量的关系”的实验中为什么要平衡摩擦力？
正确答案
使小车所受重力的分力与摩擦力抵消，保证绳的拉力是小车所受的合外力。
“用DIS研究加速度与力的关系” 实验中，应选用摩擦力_________________的轨道，选用的钩码的质量应____________些（填“大”或“小”）。若某同学根据实验数据作出的加速度a与作用力F图线如图所示，试分析图线不过原点的主要原因是____________________________________________。
正确答案
小；小；轨道有摩擦
在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中，某小组设计了如图甲所示的实验装置．图中上下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，然后同时停止．
（1）在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使______；在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量______小车的质量（选填“远大于”、“远小于”、“等于”）．
（2）本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能这样比较，是因为______．
（3）实验中获得数据如下表所示：小车Ⅰ、Ⅱ的质量m均为200g．
在第1次实验中小车Ⅰ从图乙中的A点运动到B点，请将测量结果填到表中空格处．通过分析，可知表中第______次实验数据存在明显错误，应舍弃．
正确答案
（1）在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使细线与轨道平行（或水平），如果细线不保持水平，那么小车的合力就不等于绳子的拉力，小车的合力就不能正确测量．
设小车的质量为M，砝码盘和砝码的质量为m，根据牛顿第二定律得：
对m：mg-F拉=ma
对M：F拉=Ma
解得：F拉=
当m＜＜M时，即当砝码盘和砝码的总重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于砝码盘和砝码的总重力．
（2）本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能这样比较，是因为两小车从静止开始作匀加速直线运动，且两小车的运动时间相等．
（3）从刻度尺读出A点的读数为0.49cm，B点的读数为23.85cm，所以点运动到B点的位移为23.36cm．
当小车质量一定时，小车的加速度与合力成正比，
而两小车从静止开始作匀加速直线运动，且两小车的运动时间相等，所以两小车的位移之比等于加速度之比，
所以拉力之比应该近似等于位移之比，从实验数据中发现第3次实验数据存在明显错误，应舍弃．
故答案为：（1）细线与轨道平行（或水平），远小于；
（2）两小车从静止开始作匀加速直线运动，且两小车的运动时间相等；
（3）23.36，3．
利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系，得到质量相等的两辆小车的实验数据如下表所示：
（1）从以上两组数据中可以得出加速度a1和a2之比为______；
（2）从实验的结果得出结论：______．
正确答案
（1）两辆小车都做初速度为零的匀加速直线运动，时间相等，根据位移时间公式s=
（2）从实验的结果可以看出，质量相等时，当合外力之比为
所以当物体的质量保持不变时，物体受到的合外力越大，产生的加速度越大．
故答案为：
（1）如图所示为验证牛顿第二定律的实验装置示意图，该实验和测定匀变速直线运动加速度的实验比较，在实验器材上
①用小桶和砂子代替跨过滑轮的钩码，其目的是______
②在实验器材上主要增加了______（填实验仪器）
③为了减少实验误差，在实验器材上应注意______
（2）下面是按实验要求装置好器材后，进行的实验步骤：
①用天平测出小车和小桶的质量，备用砝码，使小车与砝码的总质量远大于小桶与砂子的总质量．
②挂上小桶，放进砂子，接通打点计时器的电源、放开小车，在纸带上打下一系列的点．
③保持小车的质量不变，改变砂桶里砂子的质量，测出加速度，重复几次．
④保持砂桶里砂子的质量不变，在小车里加砝码，测出加速度，重复几次．
上述实验中，漏掉一个重要的实验步骤是______．
正确答案
（1）①用小桶和砂子代替跨过滑轮的钩码，因为砂子可以少量增加，微量调节对小车施加的外力．
②由于需测量砂子的质量，在实验器材上主要增加了天平．
③为了减少实验误差，使得砂和砂桶的重力等于细绳的拉力，需使得砂和砂桶的总质量远小于小车的质量．
（2）在实验时，需平衡摩擦力，使得绳子的拉力等于小车所受的合力，所以在实验步骤中漏掉了平衡摩擦力，将长木板不带滑轮一端轮一端垫一小木板移动小木板，使小车在长木板上匀速直线运动．
故答案为：（1）①可以少量增加砂子，微量调节对小车施加的外力；②天平；③砂和砂桶的总质量远小于小车的质量．（2）平衡磨擦力，将长木板不带滑轮一端轮一端垫一小木板移动小木板，使小车在长木板上匀速直线运动．
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