第十九天 實驗：探究加速度與物體質量、受力的關系1在探究加速度與物體質量、物體受力的關系的實驗中，以下說法正確的是()A平衡摩擦力時，小桶應用細線通過定滑輪系在小車上，但小桶內不能裝砂B實驗中應始終保持小車和砝碼的質量遠遠大于砂和小桶的質量C實驗中如果用縱坐標表示加速度，用橫坐標表示小車和車內砝碼的總質量，描出相應的點在一條直線上時，即可證明加速度與質量成反比D平衡摩擦力時，小車后面的紙帶必須連好，因為運動過程中紙帶也要受到阻力 2在 “探究加速度與質量、力的關系”實驗中，某小組設計了如圖所示的實驗裝置圖中上下兩層水平軌道表面光滑，兩小車前端系上細線，細線跨過定滑輪并掛上砝碼盤，兩小車尾部細線連到控制裝置上，實驗時通過控制裝置使小車同時開始運動，然后同時停止(1)在安裝實驗裝置時，應調整滑輪的高度，使_；在實驗時，為減小系統(tǒng)誤差，應使砝碼盤和砝碼的總質量_小車的質量(選填“遠大于”“遠小于”或“等于”)(2)本實驗通過比較兩小車的位移來比較小車加速度的大小，能這樣比較，是因為_ 3某同學設計了如圖所示的裝置，利用米尺、秒表、輕繩、輕滑輪、軌道、滑塊、托盤和砝碼等器材來測定滑塊和軌道間的動摩擦因數.滑塊和托盤上分別放有若干砝碼，滑塊質量為M，滑塊上砝碼總質量為m，托盤和盤中砝碼的總質量為m.實驗中，滑塊在水平軌道上從A到B做初速為零的勻加速直線運動，重力加速度g取10 m/s2.(1)為測量滑塊的加速度a，須測出它在A、B間運動的_與_，計算a的運動學公式是_；(2)根據牛頓運動定律得到a與m的關系為：amg 他想通過多次改變m，測出相應的a值，并利用上式來計算.若要求a是m的一次函數，必須使上 式中的_保持不變，實驗中應將從托盤中取出的砝碼置于_3 與打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常見計時儀器，其結構如圖甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間現利用圖乙所示裝置設計一個“探究物體運動的加速度與力、質量關系”的實驗，圖中NQ是水平桌面、PQ是一端帶有滑輪的長木板，1、2是固定在木板上的兩個光電門(與之連接的兩光電計時器沒有畫出)小車上固定著用于擋光的窄片K，讓小車從木板的頂端滑下(1)用游標卡尺測量窄片K的寬度d ( 已知l d )，光電門1,2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為t1、t2，則窄片K通過光電門1的速度表達式v1_.(2)用米尺測量兩光電門間距為l，則小車的加速度表達式a_.(3)該實驗中，為了把砂和砂桶拉車的力當作小車受的合外力，就必須平衡小車受到的摩擦力，正確的做法是_(4)實驗中，有位同學通過測量，把砂和砂桶的重力當作小車的合外力F，作出aF圖線，如圖丙中的實線所示試分析：圖線不通過坐標原點O的原因是_；曲線上部彎曲的原因是_5為了探究加速度與力的關系，使用如下圖所示的氣墊導軌裝置進行實驗其中G1、G2為兩個光電門，它們與數字計時器相連，當滑行器通過G1、G2光電門時，光束被遮擋的時間t1、t2都可以被測量并記錄，滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質量為M，擋光片寬度為D，光電門間距離為x，牽引砝碼的質量為m.回答下列問題：(1) 實驗開始應先調節(jié)氣墊導軌下面的螺釘，使氣墊導軌水平，在不增加其他儀器的情況下，如何判 定調節(jié)是否到位？答：_.(2)若取M0.4 kg，改變m的值，進行多次實驗，以下m的取值不合適的一個是_ Am15 g Bm215 g Cm340 g Dm4400 g (3)在此實驗中，需要測得每一個牽引力對應的加速度，求得的加速度的表達式為_ (用t1、t2、D、x表示)a/(m·s2)6某同學在做加速度和力、質量的關系的實驗中，測得小車的加速度a和拉力F的數據如下表所示：F/N0.200.300.400.50F/N0.60a/(m·s2)0.110.190.290.400.51 (1)根據表中的數據在右圖所示的坐標中作出aF圖象； (2)圖象的斜率的物理意義是_； (3)圖象(或延長線)與F軸的截距的物理意義是_； (4)小車和砝碼的總質量為_ kg.7如圖所示的實驗裝置可以探究加速度與物體質量、物體受力的關系小車上固定一個盒子，盒子內盛有沙子沙桶的總質量(包括桶以及桶內沙子質量)記為m，小車的總質量(包括車、盒子及盒內沙子質量)記為M.(1)驗證在質量不變的情況下，加速度與合外力成正比：從盒子中取出一些沙子，裝入沙桶中，稱量并記錄沙桶的總重力mg，將該力視為合外力F，對應的加速度a，則從打下的紙帶中計算得出多次改變合外力F的大小，每次都會得到一個相應的加速度本次實驗中，桶內的沙子取自小車中，故系統(tǒng)的總質量不變以合外力F為橫軸，以加速度a為縱軸，畫出aF圖象，圖象是一條過原點的直線 aF圖象斜率的物理意義是_ 你認為把沙桶的總重力mg當作合外力F是否合理？ 答：_.(填“合理”或“不合理”) 本次實驗中，是否應該滿足Mm這樣的條件？ 答：_(填“是”或“否”)； 理由是_(2)驗證在合外力不變的情況下，加速度與質量成反比：保持桶內沙子質量m不變，在盒子內添加或去掉一些沙子，驗證加速度與質量的關系本次實驗中，桶內的沙子總質量不變，故系統(tǒng)所受的合外力不變用圖象法處理數據時，以加速度a為縱橫，應該以_為橫軸 第十九天 實驗：探究加速度與物體質量、受力的關系1BD2(1)小車與滑輪之間的細線水平(或與軌道平行)遠小于 (2)兩車從靜止開始做勻加速直線運動，且兩車的運動時間相等，據sat2知，s與a成正比3位移時間a(2)mm滑塊4(1) (2) (3)不掛砂和砂桶，調節(jié)長木板的傾角，輕推小車讓其下滑，直至兩個光電門的讀數相等為止 (4)平衡摩擦力時木板傾角太大沒有滿足小車質量遠大于砂和砂桶的質量5(1)取下牽引砝碼，M放在任意位置都不動；或取下牽引砝碼，輕推滑行器M，數字計時器記錄每一個光電門的光束被擋的時間t都相等 (2)D（3) 6(1)見圖 (2)小車和砝碼的總質量的倒數 (3)小車受到的阻力為0.1 N (4)17(1)合理否因為實驗的研究對象是整個系統(tǒng)，系統(tǒng)受到的合外力就等于mg (2) - 5 -