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- + 实验:探究加速度与力、质量的关系
- 验证加速度与力成正比的实验步骤、数据处理与误差分析
- 验证加速度与质量成反比的实验步骤、数据处理与误差分析
- 验证牛顿第二定律实验图像的解读
- 验证牛顿第二定律实验方法的改进
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如图1所示是某实验小组测量物块与木板间的动摩擦因数的实验装置。物块放在长木板上,木板固定在水平桌面上,物块的一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端前面有轻小动滑轮,沙桶和弹簧秤通过绕在滑轮上的细绳相连。打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。开始实验时,在沙桶中放入适量细沙,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点。(板上面空间的细绳均水平,不计滑轮的摩擦)

(1)该实验是否需要满足沙和沙桶的总质量远小于车的质量?______(填“需要”或“不需要”)
(2)图2给出的是实验中获取的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图2所示。则计数点3对应的速度v=______m/s;本次实验物块对应的加速度a=______m/s2(结果保留三位有效数字)。
(3)改变沙桶内细沙的质量,测量出对应的加速度a和弹簧秤的示数F。若用图像法处理数据,得到了如图3所示的一条倾斜的直线,如果该图线的横轴截距的大小等于b,斜率的大小为k,且重力加速度g为已知,则动摩擦因数μ=______。

(1)该实验是否需要满足沙和沙桶的总质量远小于车的质量?______(填“需要”或“不需要”)
(2)图2给出的是实验中获取的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图2所示。则计数点3对应的速度v=______m/s;本次实验物块对应的加速度a=______m/s2(结果保留三位有效数字)。
(3)改变沙桶内细沙的质量,测量出对应的加速度a和弹簧秤的示数F。若用图像法处理数据,得到了如图3所示的一条倾斜的直线,如果该图线的横轴截距的大小等于b,斜率的大小为k,且重力加速度g为已知,则动摩擦因数μ=______。
如图为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置。用钩码所受的重力作为小车所受外力,用DIS测小车的加速度。

(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持_____________ 不变;
(2)改变所挂钩码的数量,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-F关系图线(如图所示)。分析此图线的OA段可得出的实验结论是_______________ ;
(3)此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是(________ )

(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持
(2)改变所挂钩码的数量,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-F关系图线(如图所示)。分析此图线的OA段可得出的实验结论是
(3)此图线的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 |
某同学将力传感器固定在车上用于探究“加速度与力、质量之间的关系”,如图甲、乙所示。

(1)下列说法正确的是(_____)
A.需要用天平测出传感器的质量 B.需要用到低压交流电源
C.实验时不需要平衡摩擦力
D.若实验中砂桶和砂子的总质量过大,作出的a-F图象可能会发生弯曲
(2)下列实验中用到与该实验相同研究方法的有(_____)
A.探究单摆周期的影响因素 B.探究求合力的方法
C.探究做功与速度的变化关系 D.探究导体电阻与其影响因素的关系
(3)图丙是某同学通过实验得到的一条纸带(交流电频率为50Hz),他在纸带上取A、B、C、D、E、F、G等7个计数点(每相邻两个计数点之间还有4个点没有画出),将毫米刻度尺放在纸带上。根据图可知,打下F点时小车的速度为_____m/s。小车的加速度为______m/s2。(计算结果均保留两位有效数字)

(1)下列说法正确的是(_____)
A.需要用天平测出传感器的质量 B.需要用到低压交流电源
C.实验时不需要平衡摩擦力
D.若实验中砂桶和砂子的总质量过大,作出的a-F图象可能会发生弯曲
(2)下列实验中用到与该实验相同研究方法的有(_____)
A.探究单摆周期的影响因素 B.探究求合力的方法
C.探究做功与速度的变化关系 D.探究导体电阻与其影响因素的关系
(3)图丙是某同学通过实验得到的一条纸带(交流电频率为50Hz),他在纸带上取A、B、C、D、E、F、G等7个计数点(每相邻两个计数点之间还有4个点没有画出),将毫米刻度尺放在纸带上。根据图可知,打下F点时小车的速度为_____m/s。小车的加速度为______m/s2。(计算结果均保留两位有效数字)

某同学利用图甲所示的实验装置,探究加速度与力、质量的关系,实验中打点计时器电源的频率为50Hz。
(1)实验过程中,某同学由于操作不慎,当砝码盘及砝码下降一段时间后,某同学用手托住,小车继续拖着纸带在木板上运动,但没有到达滑轮处,打出的纸带如图乙所示,从纸带上点迹分析,该同学在实验操作中存在的问题可能是___ ;

(2)图乙中,相邻两计数点间的时间间隔为0.1s,则计数点3对应的速度大小是__ ,小车减速运动过程中加速度的大小是____ ;(结果保留两位有效数字)
(3)该实验中,改变拉力或小车质量后,在实际操作过程中,对小车所放的位置、接通电源与放开小车的先后顺序及小车运动的控制等描述,你认为正确的是____ ;

(4)某同学用正确的实验方法,采集到若干组实验数据,并作出如图丙所示的a-M图象,但无法准确直观得出a-M之间的关系,为了探究合力一定,物体加速度a与质量M的关系,应将a-M图象进行转换,现请你在图丁中作出转换后的图象_____ 。
(1)实验过程中,某同学由于操作不慎,当砝码盘及砝码下降一段时间后,某同学用手托住,小车继续拖着纸带在木板上运动,但没有到达滑轮处,打出的纸带如图乙所示,从纸带上点迹分析,该同学在实验操作中存在的问题可能是

(2)图乙中,相邻两计数点间的时间间隔为0.1s,则计数点3对应的速度大小是
(3)该实验中,改变拉力或小车质量后,在实际操作过程中,对小车所放的位置、接通电源与放开小车的先后顺序及小车运动的控制等描述,你认为正确的是
A.小车应尽量远离打点计时器,先放开小车后接通电源,在小车到达滑轮前按住小车 |
B.小车应尽量靠近打点计时器,先接通电源后放开小车,让小车一直到与滑轮相撞为止 |
C.小车应尽量靠近打点计时器,先接通电源后放开小车,在小车到达滑轮前按住小车 |
D.应尽量放在打点计时器与滑轮的中间,先接通电源后放开小车,在小车到达滑轮前按小车住小车 |

(4)某同学用正确的实验方法,采集到若干组实验数据,并作出如图丙所示的a-M图象,但无法准确直观得出a-M之间的关系,为了探究合力一定,物体加速度a与质量M的关系,应将a-M图象进行转换,现请你在图丁中作出转换后的图象
如图所示小车打点计时器一电池是某同学利用教材提供的方案进行“探究加速度与力、质量的关系”实验时,正要打开夹子时的情况,某同学指出了实验时的几个错误,其说法正确的是( )


A.实验前没有平衡摩擦力 |
B.拉小车的细线应平行于水平桌面 |
C.实验电源应为交流电源 |
D.小车应靠近打点计时器且打点计时器应距左端较近 |
如图所示,两个高1.2 m左右的支架上,放着两条平行光滑铝合金导轨,且已调节成水平状态,在光滑的导轨上放着两辆质量相等、性能一样的小车,1号车放在左边,系有一根通过木板右端小定滑轮的细线,线的另一端有一小桶,桶中放有数量未知的砝码。2号车放在右边,系有一根通过木板左端小定滑轮的细线,线的另一端有一相同的小桶,桶中也放有数量未知的砝码,两辆车刚开始时被左、右两端的电磁铁吸住,两电磁铁串联后接在6 V的学生电源上(开关闭合),断开开关,两电磁铁同时失去磁性,小车在拉力作用下从两端向中间运动,在某位置相遇,记下相遇位置,可以通过木板上的刻度得知两车通过的位移由于两车的运动时间
相等,根据位移公式
,只要比较两车的位移
就可以比较两车的加速度
,试作比较。





如图所示为验证牛顿第二定律的实验装置示意图图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用
表示。在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”。

(1)完成下列实验步骤中的填空:
①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列________的点。
②按住小车,在小吊盘中放人适当质量的物块,在小车中放人砝码
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量
。
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③。
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点,测量相邻计数点的间距
,
,…,求出与不同
对应的加速度
.
⑥以砝码的质量
为横坐标,
为纵坐标,在坐标纸上作出
关系图线.若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则
与
应呈_______关系(填“线性”或“非线性”)。
(2)完成下列填空:
(i)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是________。
(ii)设纸带上三个相邻计数点的间距为
、
、
。
可用
、
和
表示为
_______。如图所示为用米尺测量某一纸带上的
、
的情况,由图可读出
_______mm,
_______mm。由此求得加速度的大小
_______
。


(1)完成下列实验步骤中的填空:
①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列________的点。
②按住小车,在小吊盘中放人适当质量的物块,在小车中放人砝码
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量

④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③。
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点,测量相邻计数点的间距




⑥以砝码的质量





(2)完成下列填空:
(i)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是________。
(ii)设纸带上三个相邻计数点的间距为















某实验小组利用如图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)已知两个光电门中心之间的距离
,遮光条的宽度
。该实验小组在做实验时,将滑块从图示位置由静止释放,通过数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间
,遮光条通过光电门2的时间
,则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式
________,滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式
________,则滑块的加速度的表达式
________。(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,分析表中数据后,你得出的结论是______________________________________。
(3)现需通过图像进一步验证你的结论,请利用表格中的数据,在坐标系中描点并作出相应的图像_____________。
(1)已知两个光电门中心之间的距离








(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,分析表中数据后,你得出的结论是______________________________________。
![]() | 250 | 300 | 350 | 400 | 500 | 800 |
![]() | 2.02 | 1.65 | 1.33 | 1.25 | 1.00 | 0.63 |
(3)现需通过图像进一步验证你的结论,请利用表格中的数据,在坐标系中描点并作出相应的图像_____________。
某同学在做“探究加速度与力、质量的关系”实验中,在平衡摩擦力时把长木板不带滑轮的一端垫得过高,使得木板倾角偏大.则他所得到的
图线是下列图中的(
是小车的加速度,
是细线作用于小车上的拉力)



A.![]() | B.![]() | C.![]() | D.![]() |
在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,采用如图所示的装置。
(1)本实验应采用的实验方法是_______。

A.控制变量法
B.假设法
C.理想实验法
D.替代法
(2)下列说法正确的是_______。
A.在探究加速度
与质量
的关系时,应只改变拉力
的大小
B.在探究加速度
与力
的关系时,应只改变小车的质量
C.在探究加速度
与质量
的关系时,为了直观判断二者间的关系,应先作出的是
图像
D.当小车的质量远大于小盘和砝码的总质量时,才能近似认为小车受到的合力大小等于小盘和砝码的总重力
(1)本实验应采用的实验方法是_______。

A.控制变量法
B.假设法
C.理想实验法
D.替代法
(2)下列说法正确的是_______。
A.在探究加速度



B.在探究加速度



C.在探究加速度



D.当小车的质量远大于小盘和砝码的总质量时,才能近似认为小车受到的合力大小等于小盘和砝码的总重力