- 牛顿运动定律
- 共29769题
在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时,计算出两个纸带的加速度后,将加速度与力、质量的有关数值记入表中,如下:
(1)请在给你提供的坐标纸上,根据题意及表格中的数据,建立相关的坐标系,标上相应的物理量和单位。画出a - F图像和a - 1/M图像。
(2)根据图像可以判定:当M一定时,a与F的关系是___________________;当F一定时,a与M的关系是___________________。
正确答案
(1)“略”
(2)成正比,成反比
某实验小组利用如图甲所示的实验装置来探究当合外力一定时,物体运动的加速度与其质量之间的关系.
(1)由图甲中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离s=24cm,由图乙中游标卡尺测得遮光条的宽度d=______cm.该实验小组在做实验时,将滑块从图甲所示位置由静止释放,由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间△t1,遮光条通过光电门2的时间△t2,则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1=______,滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2=______,则滑块的加速度的表达式a=______.(以上表达式均用字母表示)
(2)在本次实验中,实验小组通过改变滑块质量总共做了6组实验,得到如下表所示的实验数据.通过分析表中数据后,你得出的结论是______.
(3)现需通过图象进一步验证你的结论,请利用表格数据,在坐标系中如图丙描点作出相应图象.
正确答案
(1)由图示游标卡尺可知,主尺的示数为5mm游标尺示数为2×0.1mm=0.2mm,游标卡尺示数为5mm+0.2mm=5.2mm=0.52cm;滑块经过光电门的速度v1=,v2=
;滑块做匀变速直线运动,则v22-v12=2as,则加速度a=
;
(2)由表中实验数据可知,在在合外力一定的情况下,物体的加速度与质量的乘积是一个定值,即加速度与质量成反比,由此可得:在合外力不变的情况下,物体运动的加速度跟物体的质量成反比.
(3)根据表中实验数据,求出小车质量的倒数,在坐标系中描出(
,a)所对应的点,然后作出a-
图象如图所示.
故答案为:(1)0.52;;
;
;
(2)在合外力不变的情况下,物体运动的加速度跟物体的质量成反比;(3)图象如图所示.
某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”的实验.图示为实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有砝码的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,在实验中认为细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重量。小车运动加速度a可用纸带上的点求得。
(1)关于该实验,下列说法中正确的是
[ ]
A.打点计时器电源插头接低压直流电源
B.为减小小车、纸带受到摩擦力对实验的影响,可以把木板D的右端适当垫高
C.若通过作v-t图象求a,则可以更好地减小误差
D.本实验采用了控制变量的方法进行探究
(2)在“探究加速度与质量的关系”时,保持砝码和小桶质量不变,改变小车质量m,分别测得小车的加速度a与对应的质量m数据如表:
根据表数据,为进一步直观反映F不变时a与m的关系,可在坐标系中选择物理量______和________为坐标轴建立坐标系并作出图线(选填表格中的物理量名称)。该小车受到的拉力F为________N。
正确答案
(1)BCD
(2)a;;0.5
在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,用重物牵引小车,使小车在木板上(或轨道上)做匀变速运动。对此,下面说法中正确的是
[ ]
A.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力
B.在平衡摩擦力,调整木板的倾角时,应将吊着重物的细线通过定滑轮拉着小车,使拖着纸带的小车在木板上做匀速运动
C.实验时应使牵引小车的细线尽量与木板(或轨道)平行
D.实验中应始终保持小车和砝码的质量远大于被悬吊重物的质量
E.实验时,先放开小车,再接通打点计时器电源
正确答案
ACD
在“用DIS研究小车加速度与所受合外力的关系”实验中时,甲、乙两组分别用如图(a)、(b)所示的实验装置实验,重物通过细线跨过滑轮拉相同质量小车,位移传感器(B)随小车一起沿水平轨道运动,位移传感器(A)固定在轨道一端.甲组实验中把重物的重力作为拉力F,乙组直接用力传感器测得拉力F,改变重物的重力重复实验多次,记录多组数据,并画出a-F图象.
(1)位移传感器(B)属于______.(填“发射器”或“接收器”)
(2)甲组实验把重物的重力作为拉力F的条件是______.
(3)图(c)中符合甲组同学做出的实验图象的是______;符合乙组同学做出的实验图象的是______.
正确答案
(1)位移传感器(B)属于发射器
(2)在该实验中实际是:mg=(M+m)a,要满足mg=Ma,应该使重物的总质量远小于小车的质量.即小车的质量远大于重物的质量.
(3)在质量不变的条件下,加速度与外力成正比;由实验原理:mg=Ma
得a=而实际上a′=
,所以图(c)中符合甲组同学做出的实验图象的是②.
乙组直接用力传感器测得拉力F,a-F关系为一倾斜的直线,符合乙组同学做出的实验图象的是①
故答案为:(1)发射器
(2)小车的质量远大于重物的质量
(3)②;①
在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,采用图1所示的装置.
(1)本实验应用的实验方法是______
A.控制变量法 B.假设法
C.理想实验法 D.等效替代法
(2)下列说法中正确的是______.
A.平衡摩擦力时,应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力
C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器电源
D.小车运动的加速度可用天平测出砝码质量m以及小车质量M,直接用公式a=mg/M求出
(3)该同学在实验中保持拉力不变,得到了小车加速度随质量变化
的一组数据,如下表所示
请你在方格纸中建立合适坐标并画出能直观反映出加速度与质量关系的图线.
(4)在“探究加速度与力的关系”时,保持小车的质量不变,改变小桶中砝码的质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图3所示,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:______.
正确答案
(1)物体的加速度与力的大小、物体质量有关,探究加速度与力、质量的关系时,应采用控制变量法,故A正确.
(2)A、在该实验中,我们认为绳子的拉力就等于小车所受的合外力,故在平衡摩擦力时,
细绳的另一端不能悬挂装砂的小桶,故A错误.
B、由于平衡摩擦力之后有Mgsinθ=μMgcosθ,故tanθ=μ.所以无论是否改变小车的质量,
小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面的分力,改变小车质量时不需要重新平衡摩擦力,故B正确.
C、实验时应先接通电源然后再放开小车,故C错误.
D、应根据打点计时器在纸带上打出的点求出小车的加速度,故D错误;故选B.
(3)在合外力保持不变时,物体的加速度与物体的质量成反比;故作出加速度与小车质量倒数的关系图象,如图所示;
(4)由图象可知,a-F图象在a轴上有截距,这是由于平衡摩擦力过度造成的.
故答案为:(1)A;(2)C;(3)图象如图所示;(4)平衡摩擦力过度.
用如图所示的装置研究在作用力F一定时,小车的加速度a与小车质量M 的关系,某位同学设计的实验步骤如下:
A.用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量;
B.按图装好实验器材;
C.把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶;
D.将电磁打点计时器接在6V电压的蓄电池上,接通电源, 放开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,并在纸带上标明小车质量;
E.保持小桶及其中砂子的质量不变,增加小车上的砝码个数,并记录每次增加后的M值,重复上述实验;
F.分析每条纸带,测量并计算出加速度的值;
G.作a-M关系图象,并由图象确定a-M关系.
(1)该同学漏掉的重要实验步骤是_______,该步骤应排在________步实验之后.
(2)在上述步骤中,有错误的是__________,应把______改为_______.
(3)在上述步骤中,处理不恰当的是_________,应把_________ 改为__________.
正确答案
(1)平衡摩擦力;B
(2)D;6V电压的蓄电池;6V 以下交流电压的学生电源
(3)G;a-M;a-
在“验证牛顿第二定律”的实验中,某同学做出的a-的关系图线,如图所示。从图象中可以看出,作用在物体上的恒力F=____________N。当物体的质量为2.5kg时,它的加速度为____________m/s2。
正确答案
5,2
如图所示是研究牛顿第二定律的实验装置示意图,甲图为侧视图,乙图为俯视图,打开夹子,让两个质量分别M1和M2的小车,在相等拉力作用下同时从静止开始做加速运动,t秒后夹紧夹子,让小车都立即停下,则需要测定小车的位移s,利用公式_____________得出两车的a1、a2,应有M1a1_____________M2a2。
正确答案
2s/t2,=
(1)某同学用如图1所示装置探究小车的加速度与力、质量的关系,实验中,他把钩码重力当作小车受到的合力.①为减小把钩码的重力当作小车受到的合力而带来的误差,实验中,除了拉小车的细线与长木板平行外.①还应采取的措施有:____________.(填两条)
②木块从静止开 始运动,利用打点计时器在纸带上记录木块的运动情况,如图2所示,其中O点为纸带上记录到的第一点.A、B、C是该同学在纸带上所取的一些点,下图所标明的数据为A、B、C各点到O点的距离,已知打点计时器所用交流电源频率f=50Hz,木块运动的加速度a=______m/s2.(计算结果保留两位有效数字)
(2)有一根长陶瓷管,其表面均匀地镀有一层很薄的电阻膜,管的两端有导电箍M和N,如图3所示.用多用表电阻档测得MN间的电阻膜的电阻约为100Ω,陶瓷管的直径远大于电阻膜的厚度.某同学利用下列器材设计了一个测量该电阻膜厚度d的实验.
A.刻度尺(最小分度为mm); B.游标卡尺;
C.电流表A1(量程0~300mA,内阻约0.2Ω);
D.电流表A2 (量程0~100mA,内阻约0.6Ω);
E.电压表V1 (量程10V,内阻约5kΩ);
F.电压表V2 (量程5V,内阻约3kΩ);
G.滑动变阻器R1 (阻值范围0~30Ω,额定电流1.5A);
H.滑动变阻器R2 (阻值范围0~1.5KΩ,额定电流1A);
I.电源E (电动势9V,内阻可不计); J.开关一个,导线若干.
①他用毫米刻度尺测出电阻膜的长度为l,用游标卡尺测量该陶瓷管的外径D.
②为了比较准确地测量电阻膜的电阻,且调节方便,实验中应选用电流表______,电压表______,滑动变阻器______.(填写器材前面的字母代号)
③在答题卷方框内画出测量电阻膜的电阻R的实验电路图.
④若电压表的读数为U,电流表的读数为I,镀膜材料的电阻率为ρ,计算电阻膜厚度d (d远小于D)的表达式为:d=______(用所测得的量和已知量的符号表示).
正确答案
(1)、①根据牛顿第二定律不难推得若把钩码重力当作小车受到的合力应采取以下措施:平衡摩擦力,因为只有平衡摩擦力后绳子绳子对小车的拉力才为小车受到的合力;钩码的质量远小于小车的质量,因为只有钩码质量远小于小车质量时,绳子拉力才可近似等于钩码的重力.
②根据△x=a,可得a=
=0.39 m/s2
(2)、②根据闭合电路欧姆定律电路中最大电流为=
=
A=90mA,故电流表应选D,因电源电动势为9V,故电压表应选E,又根据电流表最小电流可求出电路中最大
=
=270Ω,所以若用限流式接法则变阻器
阻值太小而
阻值太大,故应用分压式接法,变阻器应选阻值小的G.
③由于<
,故电流表应用内接法,又难点变阻器应用分压式,电路图如图所示.
④根据欧姆定律和电阻定律有R=,R=
,又S=πDd,三式联立解得d=
故答案为(1)①平衡摩擦力,钩码的质量远小于小车的质量,②0.39
(2)②D,E,G ③如图,④
在《探究加速度与力、质量的关系》实验中,所用装置如图1所示.某同学实验后挑选出的纸带如图2所示.图中A、B、C、D、E是按打点先后顺序依次选取的计数点,相邻计数点间的时间间隔T=0.1s.
计数点C对应物体的瞬时速度为______m/s
整个运动过程中物体的加速度为______m/s2.
正确答案
打纸带上C点时小车的瞬时速度大小为:
vC==0.676m/s
由题意可知:△x=aT2,
a=
故带入数据解得:a=1.57m/s2;
故答案为:0.676,1.57
“探究加速度与力、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力F,测出相对应的加速度a.
(2)在探究物体的加速度与物体的质量的关系时,应持______不变,分别改变物体的质量m,测出相应的加紧速度a.
(3)为了直观地反映物体的加速度与物体质量的关系,往往用二者的关系图象表示出来,该关系图象应选用______
A.a-m图象 B.m-a图象 C.a-图象 D.
-a图象
(4)如果a-图象是如图如示的一条图线,则可能是:______
A.平衡摩擦力时长木板的倾角过大.
B.平衡摩擦力时长木板的倾角过小.
C.实验时没有平衡摩擦力.
D.实验时没有满足M远远大于m.
正确答案
(1、2)该实验采取控制变量法,在探究物体的加速度与力的关系时,应保持质量m不变,在探究物体的加速度与物体的质量的关系时,应持力F不变.
(3)因为a与m的关系是一条曲线,无法得出a与m的定量关系,所以选择.a-图象,因为该图线是一条过原点的直线,能够说明在质量一定的条件下,a与m成反比.故选C.
(4)因为一开始加速度为零,当m的质量小到一定程度,才开始有加速度,知实验可能未平衡摩擦力,可能摩擦力平衡不足,即平衡摩擦力时长木板的倾角过小.故B、C正确.
故答案为:(1)质量m,(2)力F,(3)C,(4)BC.
下图为“探究加速度与力、质量的关系”实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带,纸带上A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的计数点,相邻计数点间的时间间隔为0.1 s,各计数点间距离如图中所示,单位是cm。则小车的加速度为____________m/s2。
正确答案
1.59
某同学在做加速度和力、质量的关系的实验中,测得小车的加速度a和砝码及盘的重力F的数据如下表所示:
(1)根据表中的数据在下图(b)所示的坐标中作出a-F图象;
(2)图象的斜率的物理意义是______;
(3)图象(或延长线)与F轴的截距的物理意义是______;
(4)小车总质量为______kg.
正确答案
(1)选取适当的标度,作出a-F图象如图所示.描点连线时连线性关系图象:
(2)由牛顿第二定律:F=Ma得:当小车质量M一定时,a与F应成正比,即:a=F,图象应该是一条倾斜的直线,且斜率k=
,即为:小车的总质量的倒数
(3)图象与F轴的截距表示加速度恰好为零时拉力的大小,加速度恰好为零时,受力平衡,拉力就等于小车受到的阻力,即:截距是小车受到的阻力.
(4)由图可知图线斜率k=,找合适的两组数据代入(找在图象上的两个点)k=
=1,由k=
可得:M=1kg,即小车总质量为:1kg.
故答案为:(1)见上图
(2)小车的总质量的倒数
(3)小车受到的阻力
(4)1
光电计时器(数字计时器)是研究运动的常用装置,当物体通过光电门时光被挡住,计时器开始计时当物体离开时停止计时,这样就可以根据物体大小与运动时间计算物体运动的速度,它往往与气垫导轨配合使用,如图所示;下面是某实验小组用气垫导轨和光电计时器“探究加速度与外力关系”时得到的数据表格.保持滑块质量M(M=0.2kg)不变时的实验数据.
①请完成上面表格内的“加速度的计算值”的填空(结果取2位有效数字)
②根据表中数据,在下图的a-F坐标系中描出相应的点,并作出a-F图象
③由a-F图象得出的结论为:______.
正确答案
(1)根据匀变速运动的公式v2=2aL,
a1==1.4×10-2m/s2.
a2==3.0×10-2m/s2.
a3==4.3×10-2m/s2.
(2)根据表中数据采用描点法作图.
(3)a-F图象是过原点的直线,所以得出的结论为:物体质量一定时,物体的加速度与所受的外力成正比
故答案为:(1)1.43.04.3
(2)如图
(3)物体质量一定时,物体的加速度与所受的外力成正比
扫码查看完整答案与解析