
1.在“驗證牛頓運動定律”的實驗中,采用如下圖所示的實驗裝置,小車及車中砝碼的總質量用M表示,所掛鉤碼的總質量用m表示。
(1)打點計時器所接的電源為 (填“直流”或“交流”)電源。只有滿足M m時,才可近似認為細繩對小車的拉力大小等于所掛鉤碼的重力mg;
(2)在探究加速度與質量的關系時,應該保持 不變,改變,測出相應的加速度。實驗畫出的圖線如圖所示,若誤差是由于系統(tǒng)誤差引起的,則圖線不過坐標原點的原因是 。
(3)下圖給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是計數(shù)點,相鄰兩計數(shù)點間還有4個點未畫出,相鄰計數(shù)點的間距分別為x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7,測得點距如圖所示。已知實驗電源的頻率為f,則根據(jù)逐差法導出計算小車加速度的表達式為a= ,根據(jù)圖中的點距數(shù)據(jù)及電源頻率f=50Hz,則可求得小車的加速度a= m/s2(保留3位有效數(shù)字)。
2.某同學設計了一個如圖所示的裝置測定滑塊與木板間的動摩擦因數(shù),其中A為滑塊,B和C是質量可調的砝碼,不計繩和滑輪的質量及它們之間的摩擦,裝置水平放置.實驗中該同學在砝碼總質量(m+m′=m0)保持不變的條件下,改變m和m′的大小,測出不同m下系統(tǒng)的加速度,然后通過實驗數(shù)據(jù)的分析就可求出滑塊與木板間的動摩擦因數(shù).
(1)該同學手中有電磁打點計時器、紙帶、質量已知且可隨意組合的砝碼若干、滑塊、一端帶有定滑輪的長木板、細線,為了完成本實驗,得到所要測量的物理量,還應有( ).
A.秒表 B.毫米刻度尺 C.天平 D.低壓交流電源
(2)實驗中,該同學得到一條較為理想的紙帶,如圖所示,從清晰的O點開始,每隔4個點取一計數(shù)點(中間4個點沒畫出),分別記為A、B、C、D、E、F,各計數(shù)點到O點的距離為OA=1.61 cm,OB=4.02 cm,OC=7.26 cm,OD=11.30 cm,OE=16.14 cm,OF=21.80 cm,打點計時器打點頻率為50 Hz,則由此紙帶可得到打E點時滑塊的速度v= m/s,此次實驗滑塊的加速度a= m/s2.(結果均保留兩位有效數(shù)字)
(3)在實驗數(shù)據(jù)處理中,該同學以m為橫軸,以系統(tǒng)的加速度a為縱軸,繪制了如圖所示的實驗圖線,結合本實驗可知滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ= .(g取10 m/s2).
模擬訓練
(2020·江蘇淮安六校聯(lián)盟三調)
3.如圖為“用DIS(位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機)研究加速度與質量關系”的實驗裝置.
(1)在圖示裝置中,①是固定在小車上位移傳感器的發(fā)射器部分,②是接收部分.在該實驗中采用控制變量法,保持小車所受拉力不變,用鉤碼所受的重力作為小車所受拉力,為了減小實驗誤差,應使鉤碼質量盡量 些.(填“大”或“小”)
(2)改變小車的質量,多次重復測量.在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出關系圖線,
①如果摩擦力不能忽略,則畫出的圖線為圖示中的 .(填“甲”或“乙”或“丙”)
②該實驗中某同學畫出的圖線中AB段明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是( )
A.小車與軌道之間存在摩擦
B.導軌保持了水平狀態(tài)
C.所掛鉤碼的總質量太大
D.所用小車的質量太大
(2020·西安四校聯(lián)考)
4.某課外小組利用圖甲裝置探究物體的加速度與所受合力之間的關系,請完善如下主要實驗步驟.
①用游標卡尺測量遮光條的寬度d= cm;
②安裝好光電門,從圖中讀出兩光電門之間的距離s= cm:
③接通氣源,調節(jié)氣墊導軌,根據(jù)滑塊通過兩光電門的時間 (選填“相等”或“不相等”)可判斷出導軌已調成水平;
④安裝好其它器材,并調整定滑輪,使細線水平;
⑤讓滑塊從光電門1的左側由靜止釋放,用數(shù)字毫秒計測出遮光條經(jīng)過光電門1和2的時間分別為△t1和Δt2,計算出滑塊的加速度a1= (用d、s、△t1和△t2表示),并記錄對應的拉力傳感器的讀數(shù)F1;
⑥改變重物質量,多次重復步驟⑤,分別計算出加速度a2、a3、a4……,并記錄對應的F2、F3、F4……;
⑦在a-F坐標系中描點,得到一條通過坐標原點的傾斜直線,由此得出 .
(2021·四川內江模擬)
5.某學習小組在實驗室發(fā)現(xiàn)一盒子內有8個相同的鉤碼,由于標識模糊,無法知道鉤碼的質量。為了測定鉤碼的質量,找到了以下實驗器材:一端帶定滑輪的長木板,質量為228g的木塊、打點計時器、電源、紙帶、坐標紙、細線等。他們設計了以下實驗步驟:
A.如圖所示,將長木板置于水平桌面上,把打點計時器固定在長木板上并與電源連接,紙帶穿過打點計時器并與木塊相連,細線一端與木塊相連,另一端跨過定滑輪掛上鉤碼,其余鉤碼都疊放在木塊上;
B.使木塊靠近打點計時器,接通電源,釋放木塊,打點計時器在紙帶上打下一系列點,記下懸掛鉤碼的個數(shù)n;
C.將木塊上的鉤碼逐個移到懸掛鉤碼端,更換紙帶,重復實驗操作B;
D.通過紙帶算出,懸掛不同鉤碼個數(shù)n所對應的加速度a;
E.以a為縱坐標,n為橫坐標,建立直角坐標系作出a-n圖像。則;
(1)該實驗中,打點計時器使用的電源為 ( 選填“直流電”或“交流電”)。
(2)為了利用以上器材完成實驗,還需要下列器材是 。
A.秒表 B.螺旋測微器. C.毫米刻度尺 D.干電池
(3)如圖,為由實驗數(shù)據(jù)作出的a-n圖象,重力加速度g=9.8 m/s2。由圖可知,單個鉤碼的質量為 g(保留三位有效數(shù)字)。此實驗還可以測出木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為
(4)在上述實驗過程中,如果平衡了摩擦力,則與未平衡摩擦力相比,作出的a-n圖線的斜率 。(選填“變大”、“不變”或“變小”)。
(2021·浙江嘉興模擬)
6.(1)用如圖甲所示裝置完成下列學生實驗,必須進行阻力補償?shù)膶嶒炇? ;
A.探究小車速度隨時間變化的規(guī)律
B.探究加速度與力、質量的關系
C.探究做功與物體速度變化的關系
(2)在通過調整長木板的傾角來補償阻力時,正確的操作是 ;
A.小車后面安裝紙帶,前面掛砝碼盤
B.小車后面安裝紙帶,前面不掛砝碼盤
C.小車后面不安裝紙帶,前面掛砝碼盤
D.小車后面不安裝紙帶,前面不掛砝碼盤
(3)在完成“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗時,得到一條紙帶,截取其中一段點跡清晰的進行測量,在紙帶上標注了A、B、C、D、E、F、G共7個計數(shù)點(每兩個點跡標注一個計數(shù)點)。已知打點計時器所用電源的頻率為,取計數(shù)點A對應時刻為0時刻,其中計數(shù)點E周邊的點跡位置如圖乙所示。
①將E點對應的速度在答題卷的坐標紙上描出 (其中B、C、D、F四個點相應的速度已完成描點)。
②擬合圖線,根據(jù)圖像可得小車運動的加速度 。
(4)在完成“探究加速度與力、質量的關系”實驗時,根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)繪制關系圖線,如圖丙所示,此圖線的段明顯偏離直線,造成此現(xiàn)象的主要原因可能是 。
A.長木板軌道的傾角過大
B.所用小車的質量過大
C.小車與長木板軌道之間存在摩擦
D.懸掛的砝碼盤中所放砝碼的總質量過大
(2022·四川巴中模擬)
7.某實驗小組采用如圖所示的實驗裝置,驗證“當質量一定時,物體運動的加速度與它所受的合力成正比”這一物理規(guī)律。已知他們使用小車的質量為M,重物的質量為m,試回答下列問題:
(1)他們用該實驗裝置探究質量一定時加速度與力的關系的實驗時,以彈簧測力計的示數(shù)F為縱坐標,加速度a為橫坐標,畫出的F-a圖像,則小車的質量為 , 該實驗中, 平衡小車和長木板之間的摩擦力(A.必須 B.不必)
(2)若實驗小組同學使用的重物質量m=M,則小車的加速度a g (大于、小于或等于)
(2022·上海模擬)
8.如圖(a)所示,是某小組同學“用DIS研究加速度與力的關系”的實驗裝置。
(1)位移傳感器的接收部分,安裝在 (選填“固定支架”或“小車”)上。
(2)實驗中,保持 的總質量不變,改變拉力,獲得多組小車運動的加速度a和所受拉力F的數(shù)據(jù),根據(jù)數(shù)據(jù)繪出的圖像如圖(b)所示,圖中OA段為直線。分析OA段,可得出的實驗結論是: 。
(3)圖(b)中,圖線AB段為曲線,該組同學討論分析后猜測,可能主要是因為實驗中小車所受的拉力沒有直接測量,實驗中對小車的合外力作了近似造成的。他們改進了實驗裝置,用力傳感器直接測量小車所受的拉力,如圖(c)所示,選用三組不同質量的鉤碼,得到小車所受拉力F的大小隨時間t的變化關系分別如圖(d)的①、②、③所示,其中0~t1時間內用手拉住小車使小車靜止,t1時刻釋放小車,小車開始運動。由圖(d)推斷出,在使用圖(a)的裝置進行實驗時,要使實驗誤差盡量小,鉤碼總質量應盡量: (選填“大”或“小”)一些,你是如何推斷的:
對接高考
(2016·全國卷Ⅲ)
9.某物理課外小組利用圖(a)中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關系.圖中,置于實驗臺上的長木板水平放置,其右端固定一輕滑輪;輕繩跨過滑輪,一端與放在木板上的小滑車相連,另一端可懸掛鉤碼.本實驗中可用的鉤碼共有N=5個,每個質量均為0.010 kg.實驗步驟如下:
(1)將5個鉤碼全部放入小車中,在長木板左下方墊上適當厚度的小物塊,使小車(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑.
(2)將n(依次取n=1,2,3,4,5)個鉤碼掛在輕繩右端,其余N–n個鉤碼仍留在小車內;用手按住小車并使輕繩與木板平行.釋放小車,同時用傳感器記錄小車在時刻t相對于其起始位置的位移s,繪制s–t圖象,經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應的加速度a.
(3)對應于不同的n的a值見下表.n=2時的s–t圖象如圖(b)所示;由圖(b)求出此時小車的加速度 (保留2位有效數(shù)字),將結果填入下表.
(4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖(c)中補齊數(shù)據(jù)點,并作出a–n圖象 .從圖象可以看出:當物體質量一定時,物體的加速度與其所受的合外力成正比.
(5)利用a–n圖象求得小車(空載)的質量為 kg(保留2位有效數(shù)字,重力加速度取g=9.8 m/s2).
(6)若以“保持木板水平”來代替步驟(1),下列說法正確的是 (填入正確選項前的標號)
A.a(chǎn)–n圖線不再是直線
B.a(chǎn)–n圖線仍是直線,但該直線不過原點
C.a(chǎn)–n圖線仍是直線,但該直線的斜率變大
(2019·全國卷Ⅱ)
10.如圖(a),某同學設計了測量鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)的實驗.所用器材有:鐵架臺、長木板、鐵塊、米尺、電磁打點計時器、頻率50Hz的交流電源,紙帶等.回答下列問題:
(1)鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)μ= (用木板與水平面的夾角θ、重力加速度g和鐵塊下滑的加速度a表示)
(2)某次實驗時,調整木板與水平面的夾角θ=30°.接通電源.開啟打點計時器,釋放鐵塊,鐵塊從靜止開始沿木板滑下.多次重復后選擇點跡清晰的一條紙帶,如圖(b)所示.圖中的點為計數(shù)點(每兩個相鄰的計數(shù)點間還有4個點未畫出).重力加速度為9.8 m/s2.可以計算出鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)為 (結果保留2位小數(shù)).
(2020·全國卷Ⅱ)
11.一細繩跨過懸掛的定滑輪,兩端分別系有小球A和B,如圖所示。一實驗小組用此裝置測量小球B運動的加速度。
令兩小球靜止,細繩拉緊,然后釋放小球,測得小球B釋放時的高度h0=0.590 m,下降一段距離后的高度h=0.100 m;由h0下降至h所用的時間T=0.730 s。由此求得小球B加速度的大小為a= m/s2(保留3位有效數(shù)字)。
從實驗室提供的數(shù)據(jù)得知,小球A、B的質量分別為100.0 g和150.0 g,當?shù)刂亓铀俣却笮間=9.80 m/s2。根據(jù)牛頓第二定律計算可得小球B加速度的大小為a′= m/s2(保留3位有效數(shù)字)。
可以看出,a′與a有明顯差異,除實驗中的偶然誤差外,寫出一條可能產(chǎn)生這一結果的原因: 。
(2020·山東高考)
12.2020年5月,我國進行了珠穆朗瑪峰的高度測量,其中一種方法是通過使用重力儀測量重力加速度,進而間接測量海拔高度。某同學受此啟發(fā)就地取材設計了如下實驗,測量當?shù)刂亓铀俣鹊拇笮?。實驗步驟如下:
(i)如圖甲所示,選擇合適高度的墊塊,使木板的傾角為53°,在其上表面固定一與小物塊下滑路徑平行的刻度尺(圖中未畫出)。
(ii)調整手機使其攝像頭正對木板表面,開啟視頻錄像功能。將小物塊從木板頂端釋放,用手機記錄下小物塊沿木板向下做加速直線運動的情況。然后通過錄像的回放,選擇小物塊運動路徑上合適的一點作為測量參考點,得到小物塊相對于該點的運動距離L與運動時間t的數(shù)據(jù)。
(iii)該同學選取部分實驗數(shù)據(jù),畫出了—t圖像,利用圖像數(shù)據(jù)得到小物塊下滑的加速度大小為5.6 m/s2
(iv)再次調節(jié)墊塊,改變木板的傾角,重復實驗。
回答以下問題:
(1)當木板的傾角為37°時,所繪圖像如圖乙所示。由圖像可得,物塊過測量參考點時速度的大小為 m/s;選取圖線上位于坐標紙網(wǎng)格交叉點上的A、B兩點,利用A、B兩點數(shù)據(jù)得到小物塊下滑加速度的大小為 m/s2。(結果均保留2位有效數(shù)字)
(2)根據(jù)上述數(shù)據(jù),進一步分析得到當?shù)氐闹亓铀俣却笮? m/s2。(結果保留2位有效數(shù)字,sin37°= 0.60,cs37°=0.80)
(2021·北京高考)
13.物理實驗一般都涉及實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、數(shù)據(jù)分析等。例如:
(1)實驗儀器。用游標卡尺測某金屬管的內徑,示數(shù)如圖1所示。則該金屬管的內徑為 mm。
(2)數(shù)據(jù)分析。打點計時器在隨物體做勻變速直線運動的紙帶上打點,其中一部分如圖2所示,B、C、D為紙帶上標出的連續(xù)3個計數(shù)點,相鄰計數(shù)點之間還有4個計時點沒有標出。打點計時器接在頻率為50Hz的交流電源上。則打C點時,紙帶運動的速度vC = m/s(結果保留小數(shù)點后兩位)。
(3)實驗原理。圖3為“探究加速度與力的關系”的實驗裝置示意圖。認為桶和砂所受的重力等于使小車做勻加速直線運動的合力。實驗中平衡了摩擦力后,要求桶和砂的總質量m比小車質量M小得多。請分析說明這個要求的理由。( )
(2021·湖南高考)
14.某實驗小組利用圖(a)所示裝置探究加速度與物體所受合外力的關系。主要實驗步驟如下:
(1)用游標卡尺測量墊塊厚度,示數(shù)如圖(b)所示, ;
(2)接通氣泵,將滑塊輕放在氣墊導軌上,調節(jié)導軌至水平;
(3)在右支點下放一墊塊,改變氣墊導軌的傾斜角度;
(4)在氣墊導軌合適位置釋放滑塊,記錄墊塊個數(shù)和滑塊對應的加速度;
(5)在右支點下增加墊塊個數(shù)(墊塊完全相同),重復步驟(4),記錄數(shù)據(jù)如下表:
根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖(c)上描點,繪制圖線 。
如果表中缺少的第4組數(shù)據(jù)是正確的,其應該是 (保留三位有效數(shù)字)。
1
2
3
4
5
6
0.087
0.180
0.260
0.425
0.519
參考答案:
1. 交流 遠大于##>> 鉤碼質量m(或細繩對小車的拉力、小車所受合外力) 平衡摩擦力時木板傾斜的角度過大(或平衡摩擦力過度) (或、) 0.497##0.496
【詳解】(1)[1]打點計時器所接的電源為交流電源。
[2]設細繩對小車的拉力大小為F,對小車根據(jù)牛頓第二定律有
對鉤碼同理有
聯(lián)立解得
由上式可知只有當M遠大于m時才近似等于。
(2)[3]在探究加速度與質量的關系時,應該保持鉤碼質量m不變。
[4] 由題圖像可知a與的關系可寫為
即
說明小車所受合外力大于細繩對小車的拉力,其原因是平衡摩擦力時木板傾斜的角度過大。
(3)[5]相鄰計數(shù)點間的時間間隔為
根據(jù)逐差法導出計算小車加速度的表達式為
[6]代入數(shù)據(jù)后可得
2. BD 0.53 0.81 0.3
【詳解】(1)[1].A.打點計時器通過打點即可知道時間,故不需要秒表,故A錯誤.
B.實驗需要測量兩點之間的距離,故需要毫米刻度尺和,故B正確.
C.本實驗中可以不測滑塊的質量,而且砝碼的質量已知,故天平可以不選,故C錯誤.
D.電磁打點計時器要用到低壓交流電源,故D正確.
(2)[2].每隔4個點取一計數(shù)點,相鄰計數(shù)點之間的時間間隔為0.1s,故用平均速度等于中間時刻的瞬時速度可得:
[3].由△x=at2可得:
(3).對ABC系統(tǒng)應用牛頓第二定律可得:
所以a-t圖象中,縱軸的截距為-μg,故-μg=-3,
解得:
μ=0.30
3. 小 丙 C
【詳解】(1)[1]在圖示裝置中,①是固定在小車上位移傳感器的發(fā)射部分.在該實驗中,應使鉤碼的質量遠小于小車的質量,所以為了減小實驗誤差,應使鉤碼質量盡量小些.
(2)①[2]加速度與質量倒數(shù)的圖象可知,乙是不存在摩擦力;而丙有力仍沒有加速度,則說明存在摩擦力;而甲還沒有施加力,就有加速度,說明平衡摩擦力過度.
②[3]據(jù)在某次實驗中測得的多組數(shù)據(jù)可畫出a-F關系圖線.分析此圖線的OA段可得出的實驗結論是小車的質量一定,加速a與合力F成正比.由于OA段a-F關系為一傾斜的直線,所以在質量不變的條件下,加速度與外力成正比;由實驗原理
得
而實際上
可見A,B段明顯偏離直線是由于沒有滿足造成的,故C正確,ABD錯誤.
4. 0.550 50.00 相等 物體質量一定時,其加速度與所受合力成正比
【詳解】①由圖可知,該游標卡尺為20分度,精確度為0.1mm,讀數(shù)為5mm+0.05mm×10=5.50mm=0.550cm;
②刻度尺;
③在調整氣墊導軌水平時,滑塊不掛鉤碼和細線,判斷氣墊導軌水平的依據(jù)是:接通氣源后,反復調節(jié)旋鈕,使滑塊靜止于導軌的任何位置或接通氣源后,給滑塊一個初速度,反復調節(jié)旋鈕,使滑塊通過兩光電門的時間相等;
⑤根據(jù)滑塊和遮光條經(jīng)過光電門時的瞬時速度可近似認為是滑塊經(jīng)過光電門的平均速度,則有:,則通過光電門1和2的速度分別為和,由速度位移公式可得:,故由
⑦一條通過坐標原點的傾斜直線是正比例函數(shù),故說明物體質量一定時,其加速度與所受合力成正比.
5. 交流電 C 49.6 0.5 變小
【詳解】解:(1)[1]該實驗中,打點計時器使用的電源為“交流電”。
(2)[2]為了利用以上器材完成實驗,還需要下列器材是
A.由打點計時器可以計時,不需要秒表,A錯誤;
B.不需要螺旋測微器測量長度,B錯誤;
C.打點紙帶間的距離需要毫米刻度尺,C正確;
D.不需要干電池,D錯誤。
故選C。
(3)[3]因為沒有平衡摩擦力,設木塊與木板間的摩擦因數(shù)為μ,由牛頓第二定律可得
由圖象可知,n=0時
-μg=-4.9
μ=0.5
圖象斜率
解得
m=0.0496kg=49.6g
[4]測出木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5
[5]如果平衡了摩擦力,由牛頓第二定律可有
由此可知,則與未平衡摩擦力相比,作出的a-n圖線的斜率變小。
6. BC B 2.5~3.0 D
【詳解】(1)[1] A.探究小車速度隨時間變化的規(guī)律只要小車能做勻變速直線運動即可,不需要平衡摩擦力,故A錯誤;
BC.探究加速度與力、質量的關系,小車受重力、拉力、支持力、摩擦力,要使拉力提供合力,則應用重力沿斜面的分力平衡摩擦力,故B正確;
C.探究做功與物體速度變化的關系,物體受到的拉力必須等于橡皮筋的彈力,所以需要傾斜木板平衡摩擦力,故C正確;
故選BC;
(2)[2]由于小車運動過程中,紙帶與打點計時器限位孔之間有摩擦力,故平衡摩擦力時,小車后面安裝紙帶,前面不掛砝碼盤,空車平衡摩擦力即可,ACD錯誤,B正確。
故選B;
(3)①[3]由勻變速直線運動的平均速度等于中間時刻的瞬時速度可得
則E點對應的速度在坐標紙上的位置如圖
②[4]根據(jù)圖像可得小車運動的加速度
因為計算有誤差,所以數(shù)值在都可以;
(4)[5]實驗中認為拉力就是砝碼的重力,實際上,拉力不等于砝碼重力,則有
聯(lián)立可得
所以只有當時,才能認為拉力等于砝碼重力,故造成圖線的段明顯偏離直線的主要原因可能是懸掛的砝碼盤中所放砝碼的總質量過大,故ABC錯誤,D正確。
故選D。
7. 必須 小于
【詳解】(1)[1]根據(jù)牛頓第二定律可知
則
由F-a圖像斜率可知
解得小車的質量
[2]要讓細線拉力提供小車的合外力,必須平衡摩擦力;
(2)[3] 重物質量m=M,對于重物
對于小車
解得
所以a小于g。
8. 固定支架 小車 物體的質量一定時,物體的加速度與外力成正比 小 實驗中用鉤碼重力G近似作為小車所受的拉力F,G越小,運動時F與G的差值越小,所以實驗誤差會越小
【詳解】(1)[1]位移傳感器的接收部分,安裝在固定支架上。
(2)[2][3]實驗中,保持小車的總質量不變,改變拉力,獲得多組小車運動的加速度a和所受拉力F的數(shù)據(jù),根據(jù)數(shù)據(jù)繪出的圖像如圖(b)所示,圖中OA段為直線。分析OA段,可得出的實驗結論是:物體的質量一定時,物體的加速度與外力成正比。
(3)[4]由圖(d)推斷出,在使用圖(a)的裝置進行實驗時,要使實驗誤差盡量小,鉤碼總質量應盡量小一些;
[5]理由:實驗中用鉤碼重力mg近似作為小車所受的拉力F,則
m越小,運動時F與mg的差值越小,所以實驗誤差會越小。
9. 0.39; 圖見解析; 0.45; BC;
【詳解】(3)物體做勻加速直線運動,對應的x-t圖象為曲線,由圖象可知,當t=2.0s時,位移為:x=0.80m;
則由x=at2代入數(shù)據(jù)得:a=0.40m/s2;
(4)在圖C中作出點(2,0.40),并用直線將各點相連,如圖所示;
(5)由圖c可知,當n=4時,加速度為0.78m/s2,由牛頓第二定律可知:
4×0.01×9.8=(m+5×0.01)×0.78
解得:m=0.45kg;
(6)若木板水平,則物體將受到木板的摩擦力;則有:
nm0g-μ[m+(5-n)m0g]=(m+5m0)a;
故說明圖象仍為直線,但不再過原點;并且斜率增大;故BC正確;故選BC;
點睛:本題考查驗證牛頓第二定律的實驗,要求能明確實驗原理,認真分析各步驟,從而明確實驗方法;同時注意掌握圖象的性質,能根據(jù)圖象進行分析,明確對應規(guī)律的正確應用.
10. 0.35
【詳解】(1)由mgsinθ-μmgcsθ=ma,解得:μ=……①
(2)由逐差法a= 得:SII=(76.39-31.83)×10-2m,T=0.10s,SI=(31.83-5.00)×10-2m,故a= m/s2=1.97 m/s2,代入①式,得:μ= =0.35
11. 1.84 1.96 滑輪的軸不光滑,繩和滑輪之間有摩擦(或滑輪有質量)
【詳解】①有題意可知小球下降過程中做勻加速直線運動,故根據(jù)運動學公式有
代入數(shù)據(jù)解得a=1.84m/s2;
②根據(jù)牛頓第二定律可知對小球A有
對小球B有
帶入已知數(shù)據(jù)解得;
③在實驗中繩和滑輪之間有摩擦會造成實際計算值偏小。
12. 0.32##0.33 3.1 9.4
【詳解】(1)[1][2]根據(jù)可得
則由圖像可知
則
v0=0.33m/s
(2)[3]由牛頓第二定律可知
即
當θ=53°時a=5.6m/s2,即
當θ=37°時a=3.0m/s2,即
聯(lián)立解得
g=9.4m/s2
13. 31.4 0.44 見解析
【詳解】(1)[1]根據(jù)游標卡尺的讀數(shù)規(guī)則有
(2)[2]每隔4個點取一個點作為計數(shù)點,故兩計數(shù)點間有5個間隔;故兩點間的時間間隔為
勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度,則有
(3)[3]設繩的拉力為T,小車運動的加速度為a。對桶和砂,有
對小車,有
得
小車受到細繩的拉力T等于小車受到的合力F,即
可見,只有桶和砂的總質量m比小車質量M小得多時,才能認為桶和砂所受的重力mg等于使小車做勻加速直線運動的合力F。
14. 1.02 0.342(在誤差允許的范圍內均算對)
【詳解】(1)[1]墊塊的厚度為
h=1cm+2×0.1mm=1.02cm
(5)[2]繪制圖線如圖;
[3]根據(jù)
可知a與n成正比關系,則根據(jù)圖像可知,斜率
解得
a=0.342m/s2
這是一份高中物理微專題-實驗八 驗證動量守恒定律對點訓練,共16頁。
這是一份高中物理微專題-實驗七 驗證機械能守恒定律對點訓練,共20頁。
這是一份高中物理微專題-實驗四 驗證牛頓運動定律訓練,共16頁。試卷主要包含了實驗原理,實驗步驟,數(shù)據(jù)處理,注意事項,誤差分析等內容,歡迎下載使用。
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