(8分)在探究物體的加速度與物體所受外力、物體質(zhì)量間的關(guān)系時(shí)，采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置．小車(chē)及車(chē)中的砝碼質(zhì)量用表示，盤(pán)及盤(pán)中的砝碼質(zhì)量用表示．

①當(dāng)與的大小關(guān)系滿(mǎn)足________時(shí)，才可以認(rèn)為繩子對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)和砝碼的重力．

②某一組同學(xué)先保持盤(pán)及盤(pán)中的砝碼質(zhì)量一定來(lái)做實(shí)驗(yàn)，其具體操作步驟如下，以下做法正確的是________．

A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤(pán)及盤(pán)中的砝碼用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車(chē)上

B．每次改變小車(chē)的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力

C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車(chē)，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源

D．用天平測(cè)出以及小車(chē)質(zhì)量，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度可直接用公式求出

③另兩組同學(xué)保持小車(chē)及車(chē)中的砝碼質(zhì)量一定，探究加速度與所受外力的關(guān)系，由于他們操作不當(dāng)，這兩組同學(xué)得到的關(guān)系圖象分別如圖1和圖2所示，其原因分別是：

圖1：_________________________________；圖2：__________________________________________.

 

【答案】

①（2分），② B （2分）

③圖1：過(guò)大(或過(guò)小)，造成不是遠(yuǎn)小于（2分）

圖2：沒(méi)有平衡摩擦力或木板的傾角過(guò)�。�2分）

【解析】

試題分析: ①該實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是小車(chē)，采用控制變量法研究．當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，研究小車(chē)的加速度和小車(chē)所受合力的關(guān)系．為消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，可以把木板D的左端適當(dāng)墊高，以使小車(chē)的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車(chē)的合力就是繩子的拉力．根據(jù)牛頓第二定律得：對(duì)m：，對(duì)M：，解得：；當(dāng)M＞＞m時(shí)，即當(dāng)砝碼和盤(pán)的總重力要遠(yuǎn)小于小車(chē)的重力，繩子的拉力近似等于砝碼和盤(pán)的總重力．

②平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將繩從小車(chē)上拿去，輕輕推動(dòng)小車(chē)，是小車(chē)沿木板運(yùn)動(dòng)，通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出來(lái)的紙帶判斷小車(chē)是否勻速運(yùn)動(dòng)．故A錯(cuò)誤．每次改變小車(chē)的質(zhì)量時(shí)，小車(chē)的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力．故B正確．實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先放開(kāi)小車(chē)，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，由于小車(chē)運(yùn)動(dòng)較快，可能會(huì)使打出來(lái)的點(diǎn)很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理．故C錯(cuò)誤．小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度是利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量，如果用天平測(cè)出m以及小車(chē)質(zhì)量M，直接用公式求出，這是在直接運(yùn)用牛頓第二定律計(jì)算的，而我們實(shí)驗(yàn)是在探究加速度與物體所受合外力和質(zhì)量間的關(guān)系．故D錯(cuò)誤．故選B．

③圖1中當(dāng)盤(pán)及盤(pán)中砝碼質(zhì)量較大時(shí)，a-F圖象發(fā)生彎曲，這是由于沒(méi)有保證小車(chē)質(zhì)量遠(yuǎn)大于盤(pán)及盤(pán)中砝碼質(zhì)量造成的．

圖2中，從上圖中發(fā)現(xiàn)直線沒(méi)過(guò)原點(diǎn)，當(dāng)F≠0時(shí)，a=0．也就是說(shuō)當(dāng)繩子上有拉力時(shí)小車(chē)的加速度還為0，說(shuō)明小車(chē)的摩擦力與繩子的拉力抵消呢．該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中遺漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足這個(gè)步驟．即傾角過(guò)小。

考點(diǎn)：本題考查了牛頓第二定律、控制變量法、物理實(shí)驗(yàn)的處理。

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（Ⅰ）一物理興趣小組利用學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)探究物體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)向心力與角速度、半徑的關(guān)系．
實(shí)驗(yàn)序號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8
F/N 2.42 1.90 1.43 0.97 0.76 0.50 0.23 0.06
ω/rad?s-1 28.8 25.7 22.0 18.0 15.9 13.0 8.5 4.3
①首先，他們讓一砝碼做半徑r為0.08m的圓周運(yùn)動(dòng)，數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通過(guò)測(cè)量和計(jì)算得到若干組向心力F和對(duì)應(yīng)的角速度ω，如下表．請(qǐng)你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖甲上繪出F-ω的關(guān)系圖象．

②通過(guò)對(duì)圖象的觀察，興趣小組的同學(xué)猜測(cè)F與ω2成正比．你認(rèn)為，可以通過(guò)進(jìn)一步轉(zhuǎn)換，做出
F-ω2
F-ω2
關(guān)系圖象來(lái)確定他們的猜測(cè)是否正確．
③在證實(shí)了F∝ω2之后，他們將砝碼做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r再分別調(diào)整為0.04m、0.12m，又得到了兩條F-ω圖象，他們將三次實(shí)驗(yàn)得到的圖象放在一個(gè)坐標(biāo)系中，如圖乙所示．通過(guò)對(duì)三條圖象的比較、分析、討論，他們得出F∝r的結(jié)論，你認(rèn)為他們的依據(jù)是
做一條平行與縱軸的輔助線，觀察和圖象的交點(diǎn)中力的數(shù)值之比是否為1：2：3
做一條平行與縱軸的輔助線，觀察和圖象的交點(diǎn)中力的數(shù)值之比是否為1：2：3
．
④通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，他們得出：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的向心力F與角速度ω、半徑r的數(shù)學(xué)關(guān)系式是F=kω2r，其中比例系數(shù)k的大小為
0.037
0.037
．（計(jì)算結(jié)果取2位有效數(shù)字）
（Ⅱ）某同學(xué)想測(cè)量某導(dǎo)電溶液的電阻率，先在一根均勻的長(zhǎng)玻璃管兩端各裝了一個(gè)電極（接觸電阻不計(jì)），兩電極相距L=0.700m，其間充滿(mǎn)待測(cè)的導(dǎo)電溶液．
用如下器材進(jìn)行測(cè)量：
電壓表（量程l5V，內(nèi)阻約30kΩ）； 電流表（量程300μA，內(nèi)阻約50Ω）；
滑動(dòng)變阻器（10Ω，1A）；          電池組（電動(dòng)勢(shì)E=12V，內(nèi)阻r=6Ω）；
單刀單擲開(kāi)關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干．
下表是他測(cè)量通過(guò)管中導(dǎo)電液柱的電流及兩端電壓的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．實(shí)驗(yàn)中他還用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量了玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如圖2所示
U/V 0 1.0 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0
I/μA 0 22 65 109 155 175 240

根據(jù)以上所述請(qǐng)回答下面的問(wèn)題：
（1）玻璃管內(nèi)徑d的測(cè)量值為
30.75
30.75
mm；
（2）根據(jù)表1數(shù)據(jù)在圖3坐標(biāo)中已描點(diǎn)，請(qǐng)作出U-I圖象，根據(jù)圖象求出電阻R=
4.4×104～4.8×104
4.4×104～4.8×104
Ω（保留兩位有效數(shù)字）；
（3）計(jì)算導(dǎo)電溶液的電阻率表達(dá)式是ρ=
πRd
2
 
4L
πRd
2
 
4L
 （用R、d、L表示）
（4）請(qǐng)?jiān)冢▓Dl）中補(bǔ)畫(huà)出未連接的導(dǎo)線．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（2011?海淀區(qū)一模）（1）“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，當(dāng)小車(chē)在兩條橡皮筋作用下彈出時(shí)，橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功記為W0．當(dāng)用4條、6條、8條…完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、第4次…實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功記為2W0、3W0、4W0…，每次實(shí)驗(yàn)中由靜止彈出的小車(chē)獲得的最大速度可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測(cè)出．關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是
AC
AC

    A．某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中，得到一條記錄紙帶．紙帶上打出的點(diǎn)，兩端密、中間疏．出現(xiàn)這種情況的原因，可能是沒(méi)有使木板傾斜或傾角太�。�
    B．當(dāng)小車(chē)速度達(dá)到最大時(shí)，橡皮筋處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，小車(chē)在兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線處
    C．應(yīng)選擇紙帶上點(diǎn)距均勻的一段計(jì)算小車(chē)的最大速度
    D．應(yīng)選擇紙帶上第一點(diǎn)到最后一點(diǎn)的一段計(jì)算小車(chē)的最大速度．
（2）某興趣小組在做“探究做功和物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)前，提出了以下幾種猜想：①W∝v，②W∝v2，③W∝
v
．他們的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，PQ為一塊傾斜放置的木板，在Q處固定一個(gè)速度傳感器（用來(lái)測(cè)量物體每次通過(guò)Q點(diǎn)的速度）．在剛開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，有位同學(xué)提出，不需要測(cè)出物體質(zhì)量，只要測(cè)出物體初始位置到速度傳感器的距離和讀出速度傳感器的讀數(shù)就行了，大家經(jīng)過(guò)討論采納了該同學(xué)的建議．

①請(qǐng)你簡(jiǎn)要說(shuō)明為什么不需要測(cè)出物體的質(zhì)量？
②讓小球分別從不同高度無(wú)初速釋放，測(cè)出物體初始位置到速度傳感器的距離L1、L2、L3、L4…，讀出小球每次通過(guò)Q點(diǎn)的速度v1、v2、v3、v4、…，并繪制了如圖乙所示的L-v圖象．若為了更直觀地看出L和v的變化關(guān)系，他們下一步應(yīng)怎么做？
（3）某同學(xué)要測(cè)量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ．步驟如下：
①用游標(biāo)為20分度的卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度如圖，由圖可知其長(zhǎng)度為
50.15
50.15
mm；
②用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如右上圖，由圖可知其直徑為
4.700
4.700
mm；
③用多用電表的電阻“×10”擋，按正確的操作步驟測(cè)此圓柱體的電阻，表盤(pán)的示數(shù)如圖，則該電阻的阻值約為
220
220
Ω．
④該同學(xué)想用伏安法更精確地測(cè)量其電阻R，現(xiàn)有的器材及其代號(hào)和規(guī)格如下：
待測(cè)圓柱體電阻R
電流表A1（量程0～4mA，內(nèi)阻約50Ω）
電流表A2（量程0～10mA，內(nèi)阻約30Ω）
電壓表V1（量程0～3V，內(nèi)阻約10kΩ）
電壓表V2（量程0～15V，內(nèi)阻約25kΩ）
直流電源E（電動(dòng)勢(shì)4V，內(nèi)阻不計(jì)）
滑動(dòng)變阻器R1（阻值范圍0～15Ω，允許通過(guò)的最大電流2.0A）
滑動(dòng)變阻器R2（阻值范圍0～2kΩ，允許通過(guò)的最大電流0.5A）
開(kāi)關(guān)S
導(dǎo)線若干
為使實(shí)驗(yàn)誤差較小，要求測(cè)得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，請(qǐng)?jiān)谟铱蛑挟?huà)出測(cè)量的電路圖，并標(biāo)明所用器材的代號(hào)．
⑤若該同學(xué)用伏安法跟用多用電表測(cè)量得到的R測(cè)量值幾乎相等，由此可估算此圓柱體材料的電阻率約為ρ=
7.6×10-2
7.6×10-2
Ω?m．（保留2位有效數(shù)字）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

(8分)對(duì)于落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究，著名科學(xué)家伽利略做出了具大的貢獻(xiàn)，關(guān)于他的研究工作，回答以下問(wèn)題：

(一)(4分)科學(xué)探究活動(dòng)通常包括以下要素：提出問(wèn)題，猜想與假設(shè)，制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)，分析與論證，評(píng)估，交流與合作等．伽利略對(duì)落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的探究過(guò)程如下：

A．伽利略依靠邏輯的力量推翻了亞里斯多德的觀點(diǎn)；

B．伽利略提出了“落體運(yùn)動(dòng)的速度v與時(shí)間t成正比”的觀點(diǎn)；

C．為“沖淡”重力，伽利略設(shè)計(jì)用斜面來(lái)研究小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的情況；

D．伽利略換用不同質(zhì)量小球，沿同一斜面從不同位置由靜止釋放，并記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)；

E．伽利略改變斜面的傾角，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)；

F．伽利略對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；

G．伽利略將斜面實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論推廣到斜面傾角增大到90°時(shí)．

(1) 與上述過(guò)程中B步驟相應(yīng)的科學(xué)探究要素是                    ．

(2) 與上述過(guò)程中F步驟相應(yīng)的科學(xué)探究要素是                    ．

 (二)(4分)伽利略提出了“落體運(yùn)動(dòng)的速度v與時(shí)間t成正比”的觀點(diǎn)，但在伽利略時(shí)代無(wú)法直接測(cè)出物體運(yùn)動(dòng)的速度．伽利略借助于數(shù)學(xué)方法，通過(guò)數(shù)學(xué)推理，巧妙地將研究“速度與時(shí)間的關(guān)系”轉(zhuǎn)換為研究“位移與時(shí)間的關(guān)系”，解決了這一難題．接著，伽利略用一條刻有光滑凹槽的長(zhǎng)木板做成一個(gè)斜面，讓小球沿斜槽滾下，同時(shí)采用滴水計(jì)時(shí)法．下表是伽利略手稿中記錄的一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．

時(shí)間單位t

1

2

3

4

5

6

7

距離單位s

32

130

298

526

824

1192

1600

上表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能驗(yàn)證伽利略得出的位移與時(shí)間的關(guān)系嗎？如果能，請(qǐng)簡(jiǎn)要寫(xiě)出你的理由，并在下列坐標(biāo)紙中作出能直觀反映這一結(jié)論正確的圖象．如果不能，請(qǐng)說(shuō)明理由．(如有需要可利用上表中的空格,作圖時(shí)請(qǐng)標(biāo)明橫軸的意義．)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

(8分)利用實(shí)驗(yàn)探究“當(dāng)合外力大小一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小與其質(zhì)量成反比”．給定的器材有：傾角可以調(diào)節(jié)的長(zhǎng)斜面（如圖）、小車(chē)、計(jì)時(shí)器、米尺、天平（含砝碼）、鉤碼等．在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不考慮摩擦，重力加速度為g，請(qǐng)結(jié)合下列實(shí)驗(yàn)步驟回答相關(guān)問(wèn)題．

（1）用天平測(cè)出小車(chē)的質(zhì)量為m０；

（2）讓小車(chē)自斜面上方一固定點(diǎn)A1從靜止開(kāi)始下滑到斜面底端A2，用計(jì)時(shí)器記下所用的時(shí)間為t０；

（3）用米尺測(cè)出A1與A2之間的距離為S；則：小車(chē)的加速度大小a＝            ．

（4）用米尺測(cè)出A1相對(duì)于A2的高度為h０；則：小車(chē)所受的合外力大小F＝                  ．

（5）在小車(chē)中加鉤碼，用天平測(cè)出此時(shí)小車(chē)與鉤碼的總質(zhì)量，同時(shí)通過(guò)改變斜面的傾角來(lái)改變固定點(diǎn)A1相對(duì)于A2的高度h，測(cè)出小車(chē)從A1靜止開(kāi)始下滑到斜面底端A2所需的時(shí)間t；問(wèn)：質(zhì)量不相等的前后兩次應(yīng)怎樣操作才能使小車(chē)所受合外力大小一定？

答：                                                                      ．

（6）多次改變小車(chē)與鉤碼的總質(zhì)量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)出各次對(duì)應(yīng)的、h、t的值．

以          為縱坐標(biāo)、          為橫坐標(biāo)建立坐標(biāo)系，根據(jù)各組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)．如果這些點(diǎn)在一條過(guò)原點(diǎn)的直線上，則可間接說(shuō)明“當(dāng)合外力大小一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小與其質(zhì)量成反比”．

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案