- 探究加速度与物体质量、物体受力的关系
- 共56题
光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器。当有物体从光电门通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用如图甲所示装置探究物体的加速度与其质量、所受合外力的关系, NQ是水平桌面,PQ是一端带有滑轮的长木板,1、2是固定在木板上的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出)。小车上固定着用于挡光的窄片K,测得其宽度为d,让小车从木板的顶端滑下,光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2。
①该实验中,在改变小车的质量M或沙桶的总质量m时,保持M >>m,这样做的目的是 ;
②为了计算出小车的加速度,除了测量d、t1和t2之外,还需要测量 ,若上述测量量用x表示,则用这些物理量计算加速度的表达式为a = ;
③某同学经过测量、计算得到如下表数据,请在图乙中作出小车的加速度与所受合外力的关系图象;
④由图象可以看出,该实验存在着较大的误差,产生误差的主要原因是:
。
正确答案
见解析。
解析
①小车所受合外力大小等于(或约等于)mg
②两光电门之间的距离(或小车由光电门1运动至光电门2所用时间)
(或)
③图略
④木板倾角偏小(或平衡摩擦力不足或未完全平衡摩擦力)
知识点
(1)某同学设计了如图所示的装置来验证“加速度与力的关系”.把打点计时器固定在长木板上,把纸带穿过打点计时器连在小车的左端.将数字测力计固定在小车上,小车放在长木板上.在数字测力计的右侧拴有一细线,细线跨过固定在木板边缘的定滑轮与一重物相连,在重物的牵引下,小车在木板上加速运动,数字测力计可以直接显示细线拉力的大小.
① 采用数显测力计测量细线拉力与用重物重力代替拉力的方法相比 (填选项前的字母)
A.可以不用平衡摩擦力
B.直接测量小车(包括测力计)所受的拉力, 可以减少误差
C.利用此实验装置不用测量重物的质量
D.重物的质量要远远小于小车和数显测力计的总质量
②下图是某同学在此实验中获得的一条纸带,其中两相邻计数点间有
四个点未画出.已知打点计时器使用的交流电源的频率为50HZ,
则小车运动的加速度a=_______m/s2.
②保持小车和数字测力计的总质量一定,改变钩码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据,请同学们根据测量数据做出a—F图象.③试分析上图中图象不过坐标原点的原因:
(2)在“测定电池的电动势和内电阻”的实验中,
备有如下器材:
A.干电池
B.电流表(0~0.6A、内阻约0.1)
C.灵敏电流计G(满偏电流200μA、内阻rg=500)
D.滑动变阻器(0~20、2.0A)
E.电阻箱R
F.开关、导线若干
① 由于没有电压表,需要把灵敏电流计G改装成量程
为2V的电压表,需串联一个阻值为 __________的电阻.
② 改装后采用如图甲所示电路进行测量,请在乙图上完成实物连线。
③ 在闭合开关S前,将滑动变阻器的滑片移动
至 (填“端”、“中央”或“ 端”).
④丙图为该实验绘出的I1—I2图线(I1为灵敏电流计G的示数, I2为电流表A的示数),由图线可求得被测电池的电动势E =_____ V,内电阻r =_____。
正确答案
见解析。
解析
(1)①BC
②0.39m/s2
③如图
④没有平衡好摩擦力或木板倾角偏小
(2)①9500 (或者9.5kΩ)
②a端
③1.46-1.49均可 0.80-0.87均可
知识点
(1)某同学用右图的实验装置探究加速度与力的关系,他在气垫导轨旁安装了一个光电门B,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连,力传感器可直接测出绳中拉力,传感器下方悬挂钩码,每次滑块都从A 处由静止释放,滑块与气垫导轨摩擦阻力为零,由于遮光条的宽度很小,可认为遮光条通过光电门时速度不变。
① 实验时,用(选“游标卡尺”或“毫米刻度尺”)测量遮光条的宽度d,
将滑块从A 位置由静止释放,测量遮光条到光电门的距离L,若要得到滑块的加速度,
还需由数字计时器读出遮光条通过光电门B的________。
② 下列不必要的一项实验要求是。
a,应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量
b,应使A 位置与光电门间的距离适当大些
c,应将气垫导轨调节水平
d,应使细线与气垫导轨平行
③ 改变钩码质量,测出对应的力传感器的示数F,已知滑块总质量为M,用① 问中已测
物理量和已给物理量写出M和F 间的关系表达式F=________。
(2)某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻,此干电池的工作电流不能超过0.6 A,他根据老师提供的以下器材,画出了如图所示的原理图(图甲、乙)。
a,电压表 (量程3 V,内阻RV=10 kΩ)[]
b,电流表 (量程3 mA,内阻Rg=100 Ω)
c,单量程电流表 (量程 3 A,内阻约为 0.5 Ω)
d,滑动变阻器R1(0~20 Ω,2 A)
e,滑动变阻器R2(0~100 Ω,1 A)
f,定值电阻R3=0.5 Ω
g,开关S 和导线若干
① 最后该同学没有选用直接用单量程电流表的电路(即甲图所示电路),原因是______________
② 该同学选用乙图所示电路,该电路将电流表与定值电阻R3并联,然后用这个并联电路替代电流表,达到测量电流之目的,它能测量的最大电流是_______A.
③ 为了能准确地进行测量,同时为了操作方便,实验中应选用的滑动变阻器是________ (填
写器材编号)。
④ 该同学利用上述实验原理图测得数据,以电流表的读数为横坐标,以电压表的读数为纵坐标绘出了如图丙所示的图线,根据图线可求出电源的电动势E=________V(保留三位有效数字),电源的内阻r=________Ω(保留两位有效数字)。
正确答案
(1)① 游标卡尺(2 分) 时间t(2分) ② A (2分) ③(2 分)
(2)(每空2 分,共10分)
① 电流表A的量程与被测电流值相比较太大;② 0.603 (填0.6 或0.60也可);③ D
(填R1也可);④ 1.48, 0.84(0.70~0.90之间也可)
解析
略
知识点
图示是某同学用来探究“小车的加速度与外力关系”的实验装置,将光电门固定在轨道上的某点B,用一个钩码通过滑轮拉动小车,使小车从A点由静止开始运动,测出小车上挡光板通过光电门的时间。
(1)若挡光板的宽度为d,AB间距离为,则小车的加速度 。
(2)该同学用不同重力的钩码拉小车,测出对应不同外力时的,然后经过数据分析,分析F与的关系,从而得出了加速度与外力F成正比的结论,在该实验中,下列哪些项是必须做到的(多选)
(A)确保钩码的质量要与小车的质量差不多
(B)每次改变钩码,需要测量其质量(或重力)
(C)开始前首先要测量小车的质量
(D)需要测出AB间的距离
(E)每次测量要保持小车从同一点静止出发
(F)不论轨道光滑与否,轨道一定要保持水平
正确答案
(1)
(2) B E
解析
略
知识点
(1)某同学利用如图所示的实验装置,探究小车的加速度a和它所受拉力F的关系。
①除备有4个50g钩码外,另有下列实验器材备选:
A. 质量为300 g小车
B. 质量为2.2 kg小车
C. 输出电压4—6V直流电源
D. 输出电压3.6—5.6V交流电源
为尽量保证实验成功,你选用的实验小车为________,电源为________(填字母代号)。
②某同学正确选择实验器材后,通过实验得到如图所示的a—F图象,造成图线未过坐标原点的原因是________。
(2)现有一电动势E约为9 V,内阻r约为40 Ω的电源,最大额定电流为50 mA,现有量程为3V、内阻为2kΩ的电压表和阻值为0—999.9Ω的电阻箱各一只,另有若干定值电阻、开关和导线等器材,为测定该电源的电动势和内阻,某同学设计了如右图所示的电路进行实验,请回答下列问题:
①实验室备有以下几种规格的定值电阻R0,实验中应选用的定值电阻是________。
A. 200Ω
B. 2kΩ
C. 4kΩ
D. 10kΩ
②实验时,应先将电阻箱的电阻调到________ (选填“最大值”、“最小值”或“任意值”) ,目的是:________。
③该同学接入符合要求的R0后,闭合开关S,调整电阻箱的阻值,读取电压表的示数,根据记录的多组数据,作出如图所示的图线,根据该图线可求得电源的电动势E=________V,内阻r=________Ω(保留两位有效数字)。
正确答案
(1)① B, D;②平衡摩擦力过大
(2)① C;② 最大值,保证电源的安全;③ 8.6,36
解析
略。
知识点
扫码查看完整答案与解析