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在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中,某学习小组设计了如图所示的实验装置。图中上下两层水平轨道表面光滑,两小车前端系上细线,细线跨过滑轮并挂上砝码盘

题文

在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中,某学习小组设计了如图所示的实验装置。图中上下两层水平轨道表面光滑,两小车前端系上细线,细线跨过滑轮并挂上砝码盘,将砝码和砝码盘的总重作为小车所受合外力,两小车尾部细线连到控制装置上,实验时通过控制装置使两小车同时开始运动,并同时停止。
(1)本实验可通过比较两小车的位移来比较两小车的加速度大小,请写出比较的依据   
(2)在安装实验装置时,应调整滑轮的高度,使              ;在实验时,为减小误差,应使砝码盘和砝码的总质量       小车的质量(选填“远大于”、“远小于”或“等于”)。

在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中,某学习小组设计了如图所示的实验装置。图中上下两层水平轨道表面光滑,两小车前端系上细线,细线跨过滑轮并挂上砝码盘

(3)在一次实验中获得数据如下表所示:(小车Ⅰ、Ⅱ的质量m均为200g)
实验次数
小车
合外力F/N
位移s/cm
1

0.1
23.36

0.2
46.51
2

0.2
29.04

0.3
43.63
3

0.3
41.16

0.4
44.80
4

0.4
36.43

0.5
45.56
通过分析,可知表中第         次实验数据存在明显错误,应舍弃。

题型:未知 难度:其他题型

答案

(1)
在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中,某学习小组设计了如图所示的实验装置。图中上下两层水平轨道表面光滑,两小车前端系上细线,细线跨过滑轮并挂上砝码盘
(2) 细线与轨道平行(或水平 远小于 (3)

解析

分析:(1)两小车均做初速度为零的匀加速直线运动,根据公式x=
在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中,某学习小组设计了如图所示的实验装置。图中上下两层水平轨道表面光滑,两小车前端系上细线,细线跨过滑轮并挂上砝码盘
at2可正确进行推导;
(2)轨道光滑,为了使绳子的拉力大小等于小车所受的合外力,实验操作中要使小车与滑轮之间的细线与轨道平行;为了使砝码盘和砝码的重力等于小车所受的合外力,实验应该满足砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量;
(3)根据(1)得出的结论,位移应该与加速度成正比,由此可判断那组数据存在明显错误.
解答:解:(1)两小车均做初速度为零的匀加速直线运动,根据公式x=
在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中,某学习小组设计了如图所示的实验装置。图中上下两层水平轨道表面光滑,两小车前端系上细线,细线跨过滑轮并挂上砝码盘
at2有:
对小车1:x1=
在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中,某学习小组设计了如图所示的实验装置。图中上下两层水平轨道表面光滑,两小车前端系上细线,细线跨过滑轮并挂上砝码盘
a1t2   ①
对小车2:x2=
在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中,某学习小组设计了如图所示的实验装置。图中上下两层水平轨道表面光滑,两小车前端系上细线,细线跨过滑轮并挂上砝码盘
a2t2   ②
由于:t1=t2            ③
联立①②③得,
在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中,某学习小组设计了如图所示的实验装置。图中上下两层水平轨道表面光滑,两小车前端系上细线,细线跨过滑轮并挂上砝码盘

(2)操作中为了使绳子上的拉力等于小车所受外力大小,应该使小车与滑轮之间的细线与轨道平行;
在该实验中实际是:mg=(M+m)a,要满足mg=Ma,应该使砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量.
故答案为:使细绳与木板保持平行;远小于.
(3)两小车从静止开始作匀加速直线运动,且两小车的运动时间相等,所以两小车的位移之比等于加速度之比,即位移与所受合外力成正比,所以拉力之比应该近似等于位移之比,从实验数据中发现第3次实验数据存在明显错误,应舍弃.
故答案为:3.
点评:解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理方法,正确运用匀变速直线运动规律能够把要测量的物理量进行间接变换测量.

考点

据考高分专家说,试题“在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系.....”主要考查你对 [实验:探究弹力与弹簧伸长的关系 ]考点的理解。

实验:探究弹力与弹簧伸长的关系

探究弹力与弹簧伸长的关系:
实验目的:

1、探究弹力与弹簧的伸长量的定量关系。
2、学会利用图象研究两个物理量之间的关系的方法。
实验原理:
1、如图所示,弹簧在下端悬挂钩码时会伸长,平衡时弹簧产生的弹力与重力大小相等。

在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中,某学习小组设计了如图所示的实验装置。图中上下两层水平轨道表面光滑,两小车前端系上细线,细线跨过滑轮并挂上砝码盘

2、用刻度尺测出弹簧在不同的钩码拉力下的伸长量x,建立坐标系,以纵坐标表示弹力大小F,以横坐标表示弹簧的伸长量x,在坐标系中描出实验所测得的各组(x,F)对应的点,用平滑的曲线连接起来,根据实验所得的图线,就可探知弹力大小与伸长量间的关系。
实验器材:
轻质弹簧(一根),钩码(一盒),刻度尺,铁架台,重垂线,坐标纸,三角板。
实验步骤:
1、如图所示,将铁架台放于桌面上(固定好),将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上,在挨近弹簧处将刻度尺(最小分度为mm)固定于铁架台上,并用检查刻度尺是否竖直;

在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中,某学习小组设计了如图所示的实验装置。图中上下两层水平轨道表面光滑,两小车前端系上细线,细线跨过滑轮并挂上砝码盘

2、记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度L0
3、在弹簧下端挂上一个钩码,待钩码静止后,记下弹簧下端所对应的刻度Ll
4、用上面方法,记下弹簧下端挂2个、3个、4个 ……钩码时,弹簧下端所对应的刻度L2、L3、L4……,并将所得数据记录在表格中;
5、用xn=Ln-L0计算出弹簧挂1个、2个、3个……钩码时弹簧的伸长量,并根据当地重力加速度值g,计算出所挂钩码的总重力,这个总重力就等于弹簧弹力的大小,将所得数据填入表格。

在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中,某学习小组设计了如图所示的实验装置。图中上下两层水平轨道表面光滑,两小车前端系上细线,细线跨过滑轮并挂上砝码盘

数据处理:
1、建立坐标系,标明横轴和纵轴所表示的物理量及单位;
2、标度:标度要适当,让所得到的图线布满整个坐标系;
3、描点:描点时要留下痕迹;
4、连线:让尽可能多的点落在同一直线上,让其余的点落在直线的两侧,误差较大的点舍弃;
5、根据图象做出结论。

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