5.某班級同學(xué)用如圖1所示的裝置驗證加速度a和力F、質(zhì)量m的關(guān)系.

甲、乙兩輛小車放在傾斜軌道上,小車甲上固定一個力傳感器,小車乙上固定一個加速度傳感器(可以測量乙在任意時刻的加速度大。,力傳感器和小車乙之間用一根不可伸長的細(xì)線連接,在彈簧拉力的作用下兩輛小車一起開始運動,利用兩個傳感器可以采集記錄同一時刻小車乙受到的拉力和加速度的大小.
(1)下列關(guān)于實驗裝置和操作的說法中正確的是BD
A.軌道傾斜是為了平衡小車甲受到的摩擦力
B.軌道傾斜是為了平衡小車乙受到的摩擦力
C.實驗中,在小車乙向下運動的過程中均可采集數(shù)據(jù)
D.實驗中,只能在小車乙加速運動的過程中采集數(shù)據(jù)
(2)四個實驗小組選用的小車乙(含加速度傳感器)的質(zhì)量分別為m1=0.5kg、m2=1.0kg、m3=1.5kg和m4=2.0kg,其中有三個小組已經(jīng)完成了a-F圖象,如圖2所示.最后一個小組的實驗數(shù)據(jù)如表所示,請在圖中完成該組的a-F圖線.
實驗次數(shù)123456
拉力F(N)24.520.017.512.08.14.8
加速度a(m/s216.313.311.78.05.43.2
(3)在驗證了a和F的關(guān)系后,為了進(jìn)一步驗證a和m的關(guān)系,可直接利用圖中的四條圖線收集數(shù)據(jù),然后作圖.請寫出具體的做法:
①如何收集數(shù)據(jù)?在a-F圖線上作一條垂直于橫軸的直線(即F相同),記錄下與四條圖線的交點縱坐標(biāo)a,分別與各圖線對應(yīng)的m組成四組數(shù)據(jù);
②為了更直觀地驗證a和m的關(guān)系,建立的坐標(biāo)系應(yīng)以加速度a為縱軸,以質(zhì)量的倒數(shù)$\frac{1}{m}$為橫軸.

分析 (1)注意平衡摩擦力的原理,利用重力沿斜面的分力來平衡摩擦力,根據(jù)實驗原理與實驗注意事項分析答題;
(2)應(yīng)用描點法作出圖象;
(3)反比例關(guān)系不容易根據(jù)圖象判定,而正比例關(guān)系容易根據(jù)圖象判定,故應(yīng)該建立小車加速度(a)與小車質(zhì)量的倒數(shù)($\frac{1}{m}$)關(guān)系圖象.

解答 解:(1)A、本實驗是研究小車乙的加速度a和力F、質(zhì)量m的關(guān)系,所以軌道傾斜是為了平衡小車乙受到的摩擦力,故A錯誤,B正確.
C、實驗中,只能在小車乙加速運動的過程中采集數(shù)據(jù),故C錯誤,D正確;故選:BD;
(3)根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)的點,然后根據(jù)描出的點作出圖象如圖所示:

(3)①在a-F圖象上做一條垂直于橫軸的直線,與四條圖線分別有個交點,記錄下四個交點的縱坐標(biāo)a,分別與各圖線對應(yīng)的m組成四組數(shù)據(jù).
②反比例關(guān)系不容易根據(jù)圖象判定,而正比例關(guān)系容易根據(jù)圖象判定,故應(yīng)該建立小車加速度(a)與小車質(zhì)量的倒數(shù)($\frac{1}{m}$)關(guān)系圖象.
故答案為:(1)BD;。2)圖象如圖所示;(3)①在a-F圖線上作一條垂直于橫軸的直線(即F相同),記錄下與四條圖線的交點縱坐標(biāo)a,分別與各圖線對應(yīng)的m組成四組數(shù)據(jù);②加速度a;質(zhì)量的倒數(shù)$\frac{1}{m}$.

點評 本題考查了實驗注意事項、實驗數(shù)據(jù)處理等問題;應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)是常用的實驗數(shù)據(jù)處理方法,要掌握描點法作圖的方法;實驗裝置雖然有所變動,但是實驗原理、實驗方法、操作細(xì)節(jié)等是一樣的,故任何實驗明確實驗原理是解答實驗的關(guān)鍵.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

15.要測量兩個質(zhì)量不等的沙袋的質(zhì)量,由于沒有直接的測量工具,某實驗小組選用下列器材:輕質(zhì)定滑輪(質(zhì)量和摩擦可忽略)、砝碼一套(總質(zhì)量m=0.5kg)、細(xì)線、刻度尺、秒表.他們根據(jù)已學(xué)過的物理學(xué)知識,改變實驗條件進(jìn)行多次測量,選擇合適的變量得到線性關(guān)系,作出圖線并根據(jù)圖線的斜率和截距求出沙袋的質(zhì)量.請完成下列步驟.
(1)實驗裝置如圖所示,設(shè)右邊沙袋A的質(zhì)量分別為m1,左邊沙袋B的質(zhì)量為m2;
(2)取出質(zhì)量為m′的砝碼放在右邊沙袋中,剩余砝碼都放在左邊沙袋中,發(fā)現(xiàn)A下降,B上升;(左右兩側(cè)砝碼的總質(zhì)量始終不變)
(3)用刻度尺測出A從靜止下降的距離h,用秒表測出A下降所用的時間t,則可知A的加速度大小a=$\frac{2h}{{t}_{\;}^{2}}$;
(4)改變m′,測量相應(yīng)的加速度a,得到多組m′及a的數(shù)據(jù),作出a-m′(選填“a-m′”或“a-$\frac{1}{m′}$”)圖線.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

16.如圖所示,小球在豎直向下的力F作用下,將豎直輕彈簧壓縮,小球靜止.現(xiàn)若將力F撤去,小球?qū)⑾蛏蠌椘鸩㈦x開彈簧,則此過程中下列說法錯誤的是( 。
A.小球的速度先增大后減小B.小球離開彈簧時速度最大
C.小球速度最大時加速度為零D.小球加速度先減小后增大

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

13.如圖所示,在O點放置一個正點電荷Q,ABC為一光滑的豎直絕緣桿,桿與以O(shè)為圓心、R為半徑的圓(圖中虛線)相交于B、C兩點,一個帶正電的小球穿在桿上,將小球從A點由靜止釋放,小球的質(zhì)量為m、電荷量為q.∠BOC=60°,A、C間距離為h.若小球通過B點的速度大小為v,試求:
(1)小球通過C點的速度大。
(2)小球由A運動到C的過程中電勢能的增加量.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.圖中MN是由一負(fù)點電荷產(chǎn)生的電場中的一條電場線.一個帶正電的粒子+q飛入電場后,只受電場力的作用下沿一條曲線(圖中虛線)運動,a、b是該曲線上的兩點,則( 。
A.a點的電場強度Ea小于b點的電場強度Eb
B.a點的電勢Ua低于b點的電勢Ub
C.粒子在a點的動能Eka小于在b點的動能Ekb
D.粒子在a點的電勢能Epa低于在b點的電勢能Epb

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

10.用如圖1所示的裝置“探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”,帶滑輪的長木板水平固定,跨過小車上定滑輪的兩根細(xì)線均處于水平.
(1)實驗時,一定要進(jìn)行的操作是AB.(填步驟序號)
A.小車靠近打點計時器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時記錄拉力傳感器的示數(shù)F0;
B.改變砂和砂桶質(zhì)量,打出幾條紙帶
C.用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量
D.為減小誤差,實驗中一定要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
(2)以拉力傳感器示數(shù)的二倍F(F=2F0)為橫坐標(biāo),以加速度a為縱坐標(biāo),畫出的a-F圖象如圖2所示,則可能正確的是C.

(3)在實驗中,得到一條如圖3所示的紙帶,按時間順序取0、1、2、…、5共6個計數(shù)點,1~5每相鄰兩個點間各有四個打印點未畫出,用刻度尺測出1、2、…、5各點到O點的距離分別為:10.92、18.22、23.96、28.30、31.10(cm),通過電磁打點計時器的交流電頻率為50Hz.則:小車的加速度大小為1.5m/s2,(結(jié)果保留一位小數(shù))

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

17.某同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的裝置來探究小車的加速度與所受合力的關(guān)系.一端帶有定滑輪的長木板固定在水平桌面上,裝有力傳感器的小車由繞過定滑輪的細(xì)繩與砂桶連接,小車后面連接通過打點計時器的紙帶.主要操作如下:
①緩慢向小桶中加入細(xì)砂,直到輕推小車后小車緩慢運動,記下此時傳感器的示數(shù)F0
②再將小車放回原處并按住,向小桶中加入一定量的細(xì)砂,此狀態(tài)下傳感器的示數(shù)記為F1;接通打點計時器的電源(交變電流的頻率為50Hz),釋放小車,小車運動過程中傳感器的示數(shù)記為F2.將F1、F2數(shù)值記錄在該條紙帶上.
③改變砂桶中砂的質(zhì)量,重復(fù)步驟②,獲得多組數(shù)據(jù).

(1)某次實驗中,打出的一條紙帶如圖乙所示,從比較清晰的點起,每5個點取一個計數(shù)點,量出相鄰計數(shù)點之間的距離,則小車的加速度a=0.18m/s2
(2)改變小桶中砂的重力,多次重復(fù)實驗,獲得多組數(shù)據(jù),不計紙帶與計時器間的摩擦.描繪小車加速度a與力F(F=F1-F0)的關(guān)系圖象是B.

(3)同一次實驗中,小車釋放前傳感器示數(shù)F1與小車加速運動時傳感器示數(shù)F2的關(guān)系是F1>F2(選填“<”、“=”或“>”).
(4)保持小車和力傳感器質(zhì)量不變時,研究a與合力F的關(guān)系時,F(xiàn)=C.較為合理.
A.F1B.F2C.F1-F0D.F2-F0

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

14.如圖所示,在小車上固定一直角硬桿ABC,分別系在水平直桿AB兩端的輕彈簧和細(xì)繩將小球P懸吊起來.輕彈簧的勁度系數(shù)為k,小球P的質(zhì)量為m,當(dāng)小車沿水平地面以加速度a向右運動而達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時,輕彈簧保持豎直,而細(xì)繩與桿的豎直部分的夾角為θ,試求此時彈簧的形變量.

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

15.描繪一個標(biāo)有“3V  0.6W”小燈泡的伏安特性曲線,燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3v,并便于操作,已選用的器材有:
電池組(電動勢為4.5v,內(nèi)阻約1Ω);
電流表(0~250mA,內(nèi)阻約5Ω)
電壓表(0~3V,內(nèi)阻約3kΩ)
電建一個,導(dǎo)線若干.
(1)實驗中所用的滑動變阻器應(yīng)選下列中的A
A.滑動變阻器(最大阻值20Ω,額定電流1A)
B.滑動變阻器(最大阻值1750Ω,額定電流0.3A)
(2)請將設(shè)計的實驗電路圖畫入圖1的方框中.
(3)實驗得到小燈泡的伏安特性曲線如圖2所示.將這個小燈泡接到電動勢為1.5V、內(nèi)阻為5Ω的電源兩端,小燈泡消耗的功率是1.0W.

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同步練習(xí)冊答案