18.如圖1為用拉力傳感器和速度傳感器探究“加速度與物體受力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置.用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小,在長木板上相距L=48.0cm的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器,分別記錄小車到達(dá)A、B時(shí)的速率.

(1)實(shí)驗(yàn)主要步驟如下:
①將拉力傳感器固定在小車上;
②平衡摩擦力,讓小車做勻速直線運(yùn)動(dòng);
③把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上,另一端通過定滑輪與鉤碼相連;
④接通電源后自C點(diǎn)釋放小車,小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng),記錄細(xì)線拉力F的大小及小車分別到達(dá)A、B時(shí)的速率vA、vB;
⑤改變所掛鉤碼的數(shù)量,重復(fù)④的操作.
(2)下表中記錄了實(shí)驗(yàn)測得的幾組數(shù)據(jù),vB2-vA2是兩個(gè)速度傳感器記錄速率的平方差,則加速度的表達(dá)式a=$\frac{{v}_{B}^{2}-{v}_{A}^{2}}{2L}$,(用字母L VA VB表示)請將表中第3次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填寫完整(結(jié)果保留三位有效數(shù)字);
次數(shù)F(N)vB2-vA2(m2/s2a(m/s2
10.600.770.80
21.041.611.68
31.422.34
42.624.654.84
53.005.495.72
(3)由表中數(shù)據(jù),在圖2坐標(biāo)紙上作出a~F關(guān)系圖線;
(4)對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算得到的關(guān)系圖線(圖中已畫出理論圖線),造成上述偏差的原因是沒有完全平衡摩擦力或拉力傳感器讀數(shù)偏大.

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,若物體能勻速運(yùn)動(dòng)則說明恰好平衡了摩擦力;
(2)根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式中速度和位移的關(guān)系可以寫出正確的表達(dá)式;
(3)利用描點(diǎn)法可正確畫出圖象;
(4)對比實(shí)際與理論圖象可知,有外力時(shí)還沒有加速度,由此可得出產(chǎn)生偏差原因.

解答 解:(1)根據(jù)平衡狀態(tài)的特點(diǎn)可知知道當(dāng)小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),說明摩擦力已經(jīng)被平衡.
(2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度公式:v2-v02=2ax
可以求出:a=$\frac{{v}_{B}^{2}-{v}_{A}^{2}}{2L}$,帶入數(shù)據(jù)解得:a=2.41m/s2
(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù),得出圖象如圖所示:

(4)對比圖象可知,實(shí)際圖象沒有過原點(diǎn)而是和橫坐標(biāo)有交點(diǎn),造成原因?yàn)闆]有完全平衡摩擦力或拉力傳感器讀數(shù)偏大.
故答案為:(1)勻速直線;(2)$\frac{{v}_{B}^{2}-{v}_{A}^{2}}{2L}$;2.41;(3)如上圖所示;(4)沒有完全平衡摩擦力或拉力傳感器讀數(shù)偏大.

點(diǎn)評(píng) 明確實(shí)驗(yàn)原理,正確進(jìn)行誤差分析和數(shù)據(jù)處理是對學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的基本要求,同時(shí)掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)基本公式的應(yīng)用,要加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

8.如圖甲所示,質(zhì)量為1kg的小物塊從傾角30°的斜劈上由靜止滑下,位移x與速度平方v2的關(guān)系如圖乙所示,斜劈在水平地面上靜止不動(dòng),g=10m/s2,下列說法正確的是(  )
A.小物塊下滑的加速度大小恒為2.5m/s2
B.小物塊受到的摩擦力大小為2.5N
C.地面與斜劈的摩擦力大小為0
D.地面對斜劈的摩擦力方向水平向左

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

9.如圖,質(zhì)量均為m的環(huán)A與球B用一輕質(zhì)細(xì)繩相連,環(huán)A套在水平細(xì)桿上.現(xiàn)有一水平恒力F作用在球B上,使A環(huán)與B球一起向右勻加速運(yùn)動(dòng).已知細(xì)繩與豎直方向的夾角θ=45°,g為重力加速度.則下列說法正確的是( 。
A.B球受到的水平恒力F大于mg
B.輕質(zhì)繩對B球的拉力大于桿對A環(huán)的支持力
C.若水平細(xì)桿光滑,則加速度等于g
D.若水平細(xì)桿粗糙,則動(dòng)摩擦因數(shù)小于$\frac{1}{2}$

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

6.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(shí)驗(yàn)時(shí),一定要進(jìn)行的操作是AB.(填步驟序號(hào))
A.小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時(shí)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(shí)驗(yàn)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)某同學(xué)得到如圖3所示的紙帶.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz.A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個(gè)連續(xù)的點(diǎn).由此可算出小車的加速度a=5.0m/s2(保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.在兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷的連線上,有與連線中點(diǎn)O等距的兩點(diǎn)a、b,如圖所示,則下列判斷不正確的是(  )
A.a、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)相同
B.a、b兩點(diǎn)的電勢相同
C.a、O兩點(diǎn)間與b、O兩點(diǎn)間的電勢差相同
D.同一電荷放在a、b兩點(diǎn)的電勢能相同

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

3.(1)如圖甲所示,螺旋測微器的讀數(shù)為5.670mm

(2)某學(xué)習(xí)小組在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時(shí),采用圖乙所示的裝置,通過改變小托盤和砝碼總質(zhì)量m來改變小車受到的合外力,通過加減鉤碼來改變小車總質(zhì)量M.
①實(shí)驗(yàn)中需要平衡摩擦力,應(yīng)當(dāng)取下小托盤和砝碼(選填“小車上的鉤碼”,“小托盤和砝碼”或“紙帶”),將木板右端適當(dāng)墊高,直至小車在長木板上運(yùn)動(dòng)時(shí),紙帶上打出來的點(diǎn)間距相等
②圖丙為實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶的一部分,0、1、2、3、4、5、6為計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)未畫出,所用交流電的頻率為50Hz,從紙帶上測出x1=3.20cm,x2=4.74cm,x3=6.30cm,x4=7.85cm,x5=9.41cm,x6=10.96cm,打出點(diǎn)1時(shí)小車運(yùn)動(dòng)速度v1=0.397m/s,小車的加速度大小為a=1.55m/s2(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

10.質(zhì)量為m的物體,在F1、F2、F3三個(gè)共點(diǎn)力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng),保持F1、F2不變,僅將F3的方向改變90°(大小不變)后,物體可能做(  )
A.加速度大小為$\frac{F_3}{m}$的勻變速直線運(yùn)動(dòng)
B.加速度大小為$\frac{{\sqrt{2}{F_3}}}{m}$的勻變速直線運(yùn)動(dòng)
C.勻速圓周運(yùn)動(dòng)
D.加速度大小為$\frac{{\sqrt{2}{F_3}}}{m}$的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.如圖所示,質(zhì)量不等的木塊A和B的質(zhì)量分別為m1和m2,置于水平面上,A、B于水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)相同.當(dāng)水平力F作用于左端A上,兩物體一起作勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),A、B間作用力大小為F1.當(dāng)水平力F作用于右端B上,兩物體一起作勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),A、B間作用力大小為F2,則( 。
A.在兩次作用過程中,物體的加速度的大小相等
B.在兩次作用過程中,F(xiàn)1+F2<F
C.在兩次作用過程中,F(xiàn)1+F2>F
D.在兩次作用過程中,$\frac{{F}_{1}}{{F}_{2}}$=$\frac{{m}_{1}}{{m}_{2}}$

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

8.真空中兩個(gè)相同的金屬小球(可看成點(diǎn)電荷),帶電量絕對值之比為1:9,相距為r,兩球相互接觸后再放回原來的位置上,則它們間的相互作用力可能為原來的( 。
A.$\frac{25}{9}$B.$\frac{3}{9}$C.$\frac{4}{9}$D.$\frac{16}{9}$

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同步練習(xí)冊答案