實驗中用圖甲所示的裝置探究加速度與力和質(zhì)量的關系,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,通過加減小車中的砝碼來改變小車總質(zhì)量M.打點計時器所用交流電的頻率為50Hz.

圖乙為實驗中得到的一條紙帶中的一部分,取0、1、2、3、4、5、6為計數(shù)點,相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點未畫出.從紙帶上測出 x1=3.20cm,x2=4.74cm,x3=6.30cm,x4=7.85cm,x5=9.41cm,x6=10.96cm.

(1)由上述數(shù)據(jù)計算出小車運動的加速度大小為 1.55 m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).

(2)本實驗的目的是為研究加速度、質(zhì)量、合外力三個物理量之間的關系,故實驗中應采用的實驗研究方法是 控制變量法。

(3)若在研究加速度與力的關系時得到了如圖丙所示的圖象,則該圖象不過原點原因是 沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠 .


考點:

探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關系.版權所有

專題:

實驗題.

分析:

利用逐差法△x=aT2可以求出物體的加速度大小,由于該實驗涉及的物理量較多,因此該實驗采用的是控制變量法研究加速度、質(zhì)量、合力三者之間的關系;觀察圖象可知當F>0時,加速度仍為零,說明平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力.

解答:

解:(1)根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小,得:

x4﹣x1=3a1T2

x5﹣x2=3a2T2

x6﹣x3=3a3T2

為了更加準確的求解加速度,我們對三個加速度取平均值,得:

a=(a1+a2+a3)==1.55m/s2.

(2)在研究物體的“加速度、作用力和質(zhì)量”三個物理量的關系時,由于變量較多,因此采用了“控制變量法”進行研究,分別控制一個物理量不變,看另外兩個物理量之間的關系.

(3)圖線不通過坐標原點,當F為某一值時,加速度為零,知平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力.

故答案為:(1)1.55;  (2)控制變量法;(3)沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠.

點評:

在學習物理過程中掌握各種研究問題的方法是很重要的,要了解各種方法在物理中的應用,了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項,然后熟練應用物理規(guī)律來解決實驗問題.

 

練習冊系列答案
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如圖,足夠長的斜面傾角θ=37°.一個物體以v0=12m/s的初速度,從斜面A點處沿斜面向上運動.加速度大小為a=8.0m/s2.已知重力加速度g=10m/s2,(sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:

(1)物體沿斜面上滑的最大距離s;

(2)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ;

(3)物體沿斜面到達最高點后返回下滑時的加速大小a.

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假如一做圓周運動的人造地球衛(wèi)星的軌道半徑增大到原來的2倍,仍做圓周運動,則( 。

 

A.

根據(jù)公式v=ωr,可知衛(wèi)星運動的線速度將增大到原來的2倍

 

B.

根據(jù)公式F=,可知衛(wèi)星所受的向心力將減小到原來的

 

C.

根據(jù)公式F=,可知地球提供的向心力將減小到原來的

 

D.

根據(jù)上述B、C中給出的公式,可知衛(wèi)星運動的線速度將減小到原來的

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以速度v0水平拋出一小球,忽略空氣阻力,當小球的水平速度與豎直速度大小相等時,水平位移與豎直位移的比值是(  )

 

A.

1:1

B.

2:1

C.

1:2

D.

1:4

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質(zhì)量為1kg的物體被豎直向上拋出,在空中的加速度的大小為16m/s2,最大上升高度為5m,若g取10m/s2,則在這個過程中(  )

 

A.

重力勢能增加了80J

B.

動能減小了50J

 

C.

機械能減小了30J

D.

機械能守恒

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小明手握不可伸長的輕繩一端,另一端系著質(zhì)量為0.3kg的小球,甩動手腕,使球在豎直平面內(nèi)做圓周運動.當球某次運動到最低點時,繩恰好達到所能承受的最大拉力F而斷掉,球飛行水平距離d=0.5m后落地,如圖所示.已知握繩的手離地面高度也為d=0.5m,繩長L=d,重力加速度為g=10m/s2.忽略手的運動、小球的半徑和空氣阻力,試分析求解:

(1)繩斷時球的速度大小v1;

(2)球落地時的速度大小v2;

(3)繩能承受的最大拉力F;

(4)改變繩長,使球重復上述運動.若繩仍在球運動到最低點時斷掉,則球拋出的水平距離最大時,繩長為多少?水平距離為多少?

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如圖所示,一平行板電容器,右極板接電源正極,板長為2d,板間距離為d.一帶電量為g、質(zhì)量為m的負離子(重力不計)以速度v0貼近左極板沿極板方向射入,恰從右極板下邊緣射出.在右極板右側(cè)空間存在垂直紙面方向的勻強磁場(未標出).要使該負離子在磁場中運動后,又恰能直接從右極板上邊緣進入電場,則( 。

  A. 磁場方向垂直紙面向里

  B. 磁場方向垂直紙面向外

  C. 磁感應強度大小為

  D. 在磁場中運動時間為

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如圖所示,MN右側(cè)有一正三角形勻強磁場區(qū)域(邊緣磁場忽略不計),上邊界與MN垂直.現(xiàn)有一與磁場邊界完全相同的三角形導體框,從MN左側(cè)垂直于MN勻速向右運動.導體框穿過磁場過程中所受安培力F的大小隨時間變化的圖象以及感應電流i隨時間變化的圖象正確的是(取逆時針電流為正)(  )

  A.  B.  C.  D.

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如圖,豎直平面內(nèi)有一直角形內(nèi)徑相同的 細玻璃管,A端封閉,C端開口,AB=BC=l0,且此時A、C端等高.管內(nèi)水銀總長度為l0,玻璃管AB內(nèi)封閉有長為的空氣柱.已知大氣壓強為l0汞柱髙.如果使玻璃管繞B點在豎直平面內(nèi)順時針緩慢地轉(zhuǎn)動至BC管水平,求此時AB管內(nèi)氣體的壓強為多少汞柱高?管內(nèi)封入的氣體可視為理想氣體且溫度不變.

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