- 探究加速度与物体质量、物体受力的关系
- 共56题
21.(Ⅰ).探究加速度与力的关系装置如图所示。带滑轮的长木板水平放置,细绳通过两滑轮分别与弹簧秤挂钩和沙桶连接,细线与桌面平行.将木块放在靠近打点计时器的一端,缓慢向沙桶中添加细沙,直到木块开始运动,记下木块运动后弹簧秤的示数F,通过纸带求出木块运动的加速度a。将木块放回原处,向沙桶中添加适量细沙,释放木块……获取多组a.F数据。
(1)关于该实验的操作,以下说法正确的是( )
A.实验过程中,应先闭合打点计时器开关,再释放小车
B.通过缓慢添加细沙,可以方便地获取多组实验数据
C.每次添加细沙后,需测出沙及沙桶的质量
D.实验过程要确保沙及沙桶的质量远小于木块的质量
(2)某同学根据实验数据做出了两个a-F图象如图所示,正确的是_________;由图象可知,木块所受的滑动摩擦力大小大小为_________;若要作出木块的加速度与合力的关系,需要对图象进行修正。修正后的横坐标F合应该等于_________(用F.F0表示)。
(Ⅱ).某同学用游标卡尺测量圆形管内径时的测量结果如图甲所示,则该圆形钢管的内径是________mm. 如图乙所示是某次用千分尺测量时的情况,读数为_________mm。
(Ⅲ).用下列器材组装成一个电路,要求既能测量出电池组的电动势E和内阻r,又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线.
A.电压表V1(量程6 V,内阻很大)
B.电压表V2(量程3 V,内阻很大)
C.电流表A(量程3 A,内阻很小)
D.滑动变阻器R(最大阻值10 Ω,额定电流4 A)
E.小灯泡(2 A,5 W)
F.电池组(电动势E,内阻r)
G.开关一只,导线若干
实验时,调节滑动变阻器的阻值,多次测量后发现:若电压表V1的示数增大,则电压表V2的示数小.
(1)请将设计的实验电路图在虚线框中补充完整.
(2)每一次操作后,同时记录电流表A.电压表V1和电压表V2的示数,组成两个坐标点(I1,U1).(I2,U2),标到U-I坐标系中,经过多次测量,最后描绘出两条图线,如图所示,则电池组的电动势E=______ V,内阻r=______ Ω.(结果保留两位有效数字)
(3)在U-I坐标系中两条图线在P点相交,此时滑动变阻器连入电路的阻值应为______ Ω.
正确答案
(Ⅰ)
(1)AB;
(2)B,2F0,2F-2F0。
(Ⅱ)4.045 0.700
(Ⅲ)
(1) 如图所示
(2) 4.5 1.0
(3)0
解析
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知识点
23.在研究“物体加速度与力的关系”的实验中,某学习小组使用的实验装置如图所示:
(1) 由于没有打点计时器,该小组让小车由静止开始运动,发生位移,记录时间
,则小车的加速度的表达式为
=___________。
(2) 指出该实验中的一个明显疏漏:( )。
(3) 纠正了疏漏之处后,保持小车的质量不变,改变砂桶与砂的总重力
,多次实验,根据得到的数据,在
图象中描点(如图所示)。结果发现右侧若干个点明显偏离直线,造成此误差的主要原因是( )。
A.轨道倾斜不够
B.轨道倾斜过度
C.砂桶与砂的总重力太大
D.所用小车的质量太大
(4)若不断增加砂桶中砂的质量,图象中各点连成的曲线将不断延伸,那么加速度的趋向值为_____ ,绳子拉力的趋向值为______。
正确答案
(1)
(2)没有倾斜轨道,平衡摩擦力
(3)C
(4),
解析
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知识点
22.某同学用如图所示装置“研究物体的加速度与外力关系”。他将光电门固定在气垫轨道上的某点B处,调节气垫导轨水平后,用重力为F的钩码,经绕过滑轮的细线拉滑块,每次滑块从同一位置A由静止释放,测出遮光条通过光电门的时间t。改变钩码个数,重复上述实验。记录的数据及相关计算如下表。
①为便于分析F与t的关系,应作出( )的关系图象,并在坐标纸上作出该图线。
②由图线得出的实验结论是:( )
③设AB间的距离为s,遮光条的宽度为d,请你由上述实验结论推导出物体的加速度a与时间t的关系式为( )。
正确答案
①F—
如图所示
②F与成正比
③a=
解析
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知识点
11.某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置,通过改变重物的质量,利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象.他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a—F图线,如图(b)所示.滑块和位移传感器发射部分的总质量m=_____kg;滑块和轨道间的动摩擦因数μ=_________.(重力加速度g取10 m/s2)
正确答案
0.5 、 0.2
解析
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知识点
19.(1)如图为研究加速度与质量关系”的实验装置。
①该实验中采用控制变量法,保持小车所受拉力不变,用砂和砂桶所受的重力作为小车所受拉力,为了减小实验误差,应使砂和砂桶质量尽量__________些.(填“大”或“小”)
②改变小车的质量,多次重复测量.在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-1/M关系图线.
(i)如果摩擦力不能忽略,则画出的a-1/M图线为图示中的____________.(填“甲”或“乙”或“丙”)
(ii)该实验中某同学画出的图线中AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是_______.
A.小车与轨道之间存在摩擦
B.导轨保持了水平状态
C.所挂钩码的总质量太大
D.所用小车的质量太大
(2)某同学将完好的仪器连接成如图所示电路(其中滑动变阻器的连线没有画岀).用来探究小灯泡电阻与电压的关系.
①闭合开关进行实验时发现,无论怎样移动滑片P,电压表和电流表的示数都不为零,但始终没有变化.则该同学把滑动变阻器接入电路中的方式可能是________(填写选项代号)
A.G与C相连, F与H相连 B.G与C相连,D与H相连
C. G与E相连,F与H相连 D. G与E相连,D与H相连
②在右图中将滑动变阻器正确接入电路中.要求:灯泡两端的电压可以从零开始适行调节.
③在正确操作下,该同学得到灯丝两端电压U和对应电阻R的数据如下表:
正确答案
解析
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知识点
19.
(1) 某同学在探究物体加速度与所受合外力的关系实验中,所用交流电频率为f。 在所选纸带上取O为计数起点,然后每5个点取一个计数点,分别记为1、2、……6, 测量出连续相邻的计数点之间的距离分别为S1、S2、S3、S4 S5 S6 该同学用两 种方法处理数据求加速度的平均值:
方法A:由<
取平均值得a=3.667m/s2;
方法B:由 取平均值
从数据处理方法看,在S1、S2 S3、S4、S5,义中,对实验结果有效的数.据:方法A中是______;方法B中是______因此,选择方法______(A或B)更合理。
(2)为了测量一根细且均匀的导电材料样品^的内径,现提供以下实验器材:
A. 20等分刻度的游标卡尺
B.螺旋测微器
C.电流表A(量程200mA,内阻约10Ω)
D.电压表V(量程10V,内阻约5KΩ)
E.滑动变阻器R(0〜5Ω,额定电流2A)
F. 直流电源E(10V,内阻很小)
G.导电材料样品Z(长约50px,电阻约40Ω,电阻率为ρ,截面为外方内圆的对称图形如图所示)
H.开关一只,导线若干
因该样品的内径太小,现有工具无法直接测量.某探究小组设计了一个间接测量该样品内径的方案。请回答下列问题:.
①用游标卡尺测得该样品的长度如图甲所示,其读数L=______mm;用螺旋测微器测得该样品的外边长a如图乙所示,其读数a=______mm
②在方框中画出设计的实验电路图;并测量物理量______、______(用符号表示)。
③样品的内径d=______
(用已知物理量和所测得物理量的符号表示)
正确答案
解析
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知识点
19.(1)(8分)某同学用螺旋测微器测定某一金属丝直径时,测得的结果如图以a所示,则该金属丝的直径D=( )mm。另一位同学用游标上标有20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度,测得的结果如图b所示,则该工件的长度L=( ) cm。
(2) (12分)“探究加速度与物体质量、物体所受合力的关系”的实验装置如图甲所示。
① 某同学实验过程中,打出了一条纸带如图乙所示。打点计时器使用50Hz交流电源, 图中A、B、C、D、E为计数点,相邻两个计数点间有四个点未画出,根据纸带可计算B点的瞬时速度vB=( ) m/s,并计算纸带所对应小车的加速度a=( )m/s2。
② 平衡摩擦力后,用细线跨过定滑轮,将砝码盘与小车连接,再将5个相同的砝码都放在小车上,然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度,此过程是通过控制 ( )不变,探究加速度与 ( )的关系。(以上空格选填“物体所受合力”或“物体质量”)
③ 根据小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据作出a-F的关系图象如图丙所示,并据此图象确定砝码盘的质量为 ( )g。(g=9.8m/s2,以上计算结果保留两位小数)
正确答案
19.(1)5.703mm或5.704mm 4分; 30.25px 4分
(2)①0.88m/s (2分), 3.53m/s2 (2分);
②物体质量 (2分) 物体所受合力 (2分);③8.16()g 4(分)
解析
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知识点
22.某学习小组欲探究物体的加速度与力、质量的关系,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,图中小车的质量用M表示,沙和沙桶的质量用m表示。
(1)为使小车所受合外力等于细线的拉力,应采取的措施是( ) , ( ) ;要使细线的拉力近似等于沙和沙桶的总重力,应满足的条件是( )。
(2)如图为小车在木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分,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=4.52cm,x5=8.42cm,x6=9.70cm.则木块加速度大小a=( ) m/s2(保留两位有效数字).
正确答案
(1)使细线与木板平行,平衡小车所受的摩擦力;使沙和沙桶的质量远小于小车的质量(m<<M)。(2)1.3
解析
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知识点
22.某研究性学习小组欲探究光滑斜面上物体下滑的加速度与物体质量及斜面倾角是否有关系。实验室提供如下器材:
A.表面光滑的长木板(长度L);B.小车;C.质量为m的钩码若干个;D.方木块(备用于垫木板);E.米尺;F.秒表。
实验过程:
第一步:在保持斜面倾角不变时,探究加速度与质量的关系。实验中,通过向小车放入钩码来改变物体质量,只要测出小车由斜面顶端滑至底端用时t.就可以由公式a=____求出a,
某同学记录了数据如右表所示。根据以上信息,我们发现,在实验误差范围内质量改变之后平均下滑时间____(填“改变”或“不改变”),经过分析得出加速度和质量的关系为____。
第二步:在物体质量不变时,探究加速度与倾角的关系。实验中通过改变方木块垫故位置来调整长木板倾角,由于没有量角器,因此通过测量出木板顶端到水平面高度h,求出倾角α的正弦值sinα=h/L。某同学记录了高度h和加速度a的对应值如下表:
根据表中数据分析可知,光滑斜面上物体下滑的加速度与倾角的关系式为____,求出当地的重力加速度g=____m/s2。
正确答案
解析
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知识点
23.某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中,设计出如下的实验方案,其实验装置如图所示,已知小车质量M=214.6 g,砝码盘质量m0=7.8g,所使用的打点计时器交流电频率f=50Hz.其实验步骤是:
A.按图中所示安装好实验装置;
B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下
做匀速运动;
C.取下细绳和砝码盘,记下砝码盘中砝码的质量m;
D.将小车置于计时器傍,先接通电源,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求得小车的加速度a;
E.重新挂上细缌和砝码盘,改变砝码盘中砝码质量,重复A、B、C、D步骤,求得小车在不同合外力F作用下的加速度,
回答下列问题:
(1)按上述方案做实验,是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量? ( ) (填“是”或“否”)
(2)实验中打出的其中一条纸带如下图所示,由该纸带可求得小车的加速度a=( ) m/s2。
正确答案
解析
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知识点
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