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题目
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两辆相同的小车并排放在光滑水平桌面上,小车前端系上细线,线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘里分别放有不同质量的砝码,如图(a)。小车所受的水平拉力F的大小可以认为等于砝码(包括砝码盘)所受的重力大小。小车后端也系有细线,用一只夹子夹住两根细线,如图(b),控制两辆小车同时开始运动和结束运动。
由于两小车的初速度都是零,运动时间又相同,由,即x∝a,只要测出两小车的位移x之比,就等于测出了它们的加速度a之比。
实验结果是:
当小车质量相同时,_____________________________;
当小车所受拉力相等时,_____________________________。
实验中用砝码(包括砝码盘)所受的重力G=mg的大小作为小车所受拉力F的大小,这样做会引起实验误差,为了减小这个误差,G与小车所受重力Mg之间需要满足的关系是:__________________________。
答案
加速度与拉力成正比;加速度与质量成反比;G<<Mg
核心考点
试题【两辆相同的小车并排放在光滑水平桌面上,小车前端系上细线,线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘里分别放有不同质量的砝码,如图(a)。小车所受的水平拉力F的大小可以】;主要考察你对力的合成与分解等知识点的理解。[详细]
举一反三
用如图所示的实验装置可以探究加速度与物体质量、物体受力的关系。小车上固定一个盒子,盒子内盛有沙子。沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量)记为m,小车的总质量(包括车、盒子及盒内沙子质量)记为M。(实验已平衡摩擦力)
验证在质量不变的情况下,加速度与合力成正比:从盒子中取 出一些沙子,装入沙桶中,称量并记录沙桶的总重力mg,将该力视为合力F,对应的加速度a则由打下的纸带计算得出。多次改变合力F的大小,每次都会得到一个相应的加速度。本次实验中,桶内的沙子取自小车中,故系统的总质量不变。以合力F为横轴,以加速度a为纵轴,画出a-F图象,图象是一条过原点的直线。
(1)a-F图线斜率的物理意义是_______________________。
(2)你认为把沙桶的总重力mg当作合力F是否合理?
答:______________。(填“合理”或“不合理”)
(3)本次实验中,是否应该满足M>>m这样的条件?
答:_____________(填“是”或“否”);理由是______________________________。
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为了探究加速度与力的关系,使用如图所示的气垫导轨装置进行实验。其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器通过G1、G2光电门时,光束被遮挡的时间△t1、△t2都可以被测量并记录,滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M,挡光片宽度为D,两光电门间距离为x,牵引砝码的质量为m。回答下列问题:
(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉,使气垫导轨水平,在不增加其他仪器的情况下,如何判定调节是否到位?
答:______________________________。
(2)若取M=0.4 kg,改变m的值,进行多次实验,以下m的取值不合适的一个是[     ]
A.m1=5g
B.m2=15g
C.m3=40g
D.m4=400g
(3)在此实验中,需要测得每一个牵引力对应的加速度,其中求得的加速度的表达式为:___________(用△t1、△t2、D、x表示)。
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某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧秤固定在一合适的木板上,桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮,细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线MN、PQ,并测出间距d。开始时将木板置于MN处,现缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动为止,记下弹簧秤的示数F0,以此表示滑动摩擦力的大小。再将木板放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧秤的示数F1,然后释放木板,并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t。
(1)木板的加速度可以用d、t表示为a=____________;为了减小测量加速度的偶然误差,可以采用的方法是(一种即可)___________________。
(2)改变瓶中水的质量重复实验,确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系。下列图象能表示该同学实验结果的是____________。
(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,它的优点是____________。
A.可以改变滑动摩擦力的大小
B.可以更方便地获取多组实验数据
C.可以比较精确地测出摩擦力的大小
D.可以获得更大的加速度以提高实验精度
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如图所示为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置。
(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持_______不变,用钩码所受的重力作为________,用DIS测小车的加速度。
(2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线,如图所示。
①分析此图线的OA段可得出的实验结论是___________________。
②此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是____________。
A.小车与轨道之间存在摩擦
B.轨道保持了水平状态
C.所挂钩码的总质量太大
D.所用小车的质量太大
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某同学在做“探究加速度与力的关系”的实验时,使用了如图所示的装置,将小车放在轨道上,小车的一端连接一条穿过打点计时器的纸带,另一端用细绳与钩码连接,细绳跨过定滑轮。
(1)关于实验的操作过程,下列说法正确的是___________。
A.轨道应保持水平
B.先接通电源,后释放小车
C.需要知道小车的质量
D.实验中认为细绳对小车的拉力等于钩码重力,所以钩码的质量越大,实验效果越好
(2)该同学实验时打出了5条纸带,并且计算出了小车的加速度,将小车的加速度和所受的拉力列在下表中,根据表中数据,在坐标纸上取适当的刻度,画出a-F图象。
(3)由图象可以得到的实验结论是________________________。
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