探究加速度与质量与合外力的关系实验题

/【探究加速度与质量与合外力的关系实验题】在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中。（1）在研究物体的“加速度、作用力和质量”三个物理量的关系时，我们用实验研究了小车“在质量一定的情况下，加速度和作用力的关系"；又研究了“在作用力一定的情况下，加速度和质量之间的关系”。这种研究物理问题的科学方法是＿____;

Ａ．建立理想模型的方法

Ｂ。控制变量法

C．等效替代法ﻫD.类比法

（２）研究作用力一定时加速度与质量成反比的结论时,下列说法中正确的是___＿_。ﻫＡ．平衡摩擦力时，应将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上

Ｂ．每次改变小车质量时，要重新平衡摩擦力

C.实验时,先放开小车，再接通打点计时器的电源

D。在小车中增减砝码，应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量ﻫ（3)某次实验中得到一条纸带,如图所示,从比较清晰的点起，每5个计时点取一个计数点，分别标明0、l、2、3、4……，量得0与1两点间距离x1=3０mm，１与2两点间距离x2＝3６mｍ，2与3两点间距离x3=42mm，3与４两点间的距离x4=48mm，则小车在打计数点2时的瞬时速度为__＿__m/s，小车的加速度为＿_＿＿_m/s2.(4)某同学测得小车的加速度ａ和拉力F的数据如下表所示：（小车质量保持不变）

①根据表中的数据在坐标图上作出a-Ｆ图象；

②图线不过原点的原因可能是_______＿_________＿__＿＿__;ﻫ③图中的力F理论上指__＿__，而实验中却用_____表示。（选填字母符号）

Ａ.砂和砂桶的重力

B。绳对小车的拉力答案：(1）Ｂﻫ(２）Ｄ

（3）０．39，0．6ﻫ（4）①如下图所示ﻫ

②没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够

③B，Ａ“探究加速度与力的关系”的实验装置如图。（1）本实验中使用的电火花计时器,使用_＿_＿＿___（选填“直流"或“交流”)电源.已知电火花计时器打点的时间间隔为０。０２s，每五个点取一个计数点,则相邻两计数点间的时间间隔为___＿___＿ｓ。

(2）下图为某同学在平衡摩擦力后中打出的一条纸带，为了求出小车的加速度,他量出相邻两计数点间的距离。其中打计数点2时小车的速度为____＿_____ｍ/ｓ，小车的加速度ａ=____＿____m/s2.(３）为减小实验误差,盘和砝码的质量应比小车的质量______＿__＿＿（选填“小"或“大”)得多.ﻫ(4）改变砂和砂桶质量，重新测出对应的加速度，多次测量后得到小车的加速度a和拉力F的数据如表（小车质量保持不变）。①根据表中的数据在坐标图上作出a-F图像；

②由图像得到的实验结论是___________＿__＿＿__。答案:（１）交流，0。1

ﻫ(2)0。２１5，０。5

(３)小

（４)①图“略”

ﻫ

②小车的质量不变时,小车的加速度与它所受的力成正比在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中：某同学设计了如图ａ的实验装置简图，Ａ为小车,Ｂ为电火花计时器，C为砂桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于砂桶和砂的总重量。（1）图b是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、４、5、６、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出），计数点间的距离如图所示。根据图中数据完成表格中空白处。(２）由(1）中的数据在图c中作出速度—时间图象并由图象求出小车的加速度a＝＿_＿＿___＿_____m/s２（保留3位有效数字）。(3)在“探究加速度与力的关系”时，保持小车的质量不变，改变砂和砂桶的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图d，则：ﻫ①图中的直线不过原点的原因是_______＿＿_________＿______＿。ﻫ②图中的力F理论上指_＿＿＿______＿＿_，而实验中却用___＿_______＿_表示。（选填字母符号)ﻫA．砂和砂桶的重力

B.绳对小车的拉力ﻫ③此图中直线发生弯曲的原因是___＿_＿___＿__＿＿____＿_____＿_.答案:(1）0．２64（２）0。493~０。497ﻫ

（３)①平衡摩擦力时木板的右端垫得过高

②Ｂ，Ａﻫ③随着Ｆ的增大不再满足沙桶质量远小于小车质量m〈〈M(1)如图为某同学所安装的“探究加速度与力、质量的关系"的实验装置，在图示状态下开始做实验。该同学在装置和操作中的主要错误有：＿_＿__＿____________＿_____＿＿__＿______＿___＿________＿＿__＿_____＿＿_______＿＿_＿_。（至少写出两处）

（2)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，为了使小车受到合外力等于砂和砂桶的总重力，通常采用如下两个措施：ﻫａ．平衡摩擦力：将长木板无滑轮的一端下面垫一小木块,反复移动木块的位置，直到小车在砂桶的拉动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动;ﻫb．调整砂的多少，使砂和砂桶的总质量m远小于小车和砝码的总质量M.

①以上哪一个措施中有错误？有何重大错误？答：__＿_____________________________＿＿_＿______＿______＿___＿______＿___＿_____＿＿

②在改正了上述错误之后,保持小车及砝码的总质量M不变,反复改变砂的质量,并测得一系列数据，结果发现小车受到的合外力（砂桶及砂的总重量）与加速度的比值略大于小车及砝码的总质量Ｍ.经检查发现滑轮非常光滑，打点计时器工作正常,且事先基本上平衡了摩擦力。那么出现这种情况的主要原因是什么？答：＿___＿＿__＿__＿＿_＿__＿_______＿_____＿____＿__________＿＿____＿___＿_＿__＿__。答案：(1）主要错误有:①长木板右端未垫高以平衡摩擦力;②打点计时器用的是直流电源;③牵引小车的细线没有与木板平行；④开始实验时，小车离打点计时器太远

（２）①ａ中平衡摩擦力时，不应用小桶拉动小车做匀速运动,应让小车自身的重力沿斜面方向的分力来平衡摩擦力

②由于砂桶及砂向下加速，处于失重状态,拉小车的合外力Ｆ＜mg，而处理数据时又将F按等于mｇ处理，因此,M＝在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中:某同学设计了如图a的实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器,Ｃ为钩码,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力Ｆ等于钩码的总重量。ﻫ（1）图ｂ是实验中获取的一条纸带的一部分：０、1、2、3、4、５、６、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出)，计数点间的距离如图所示。根据图中数据完成表格中空白处。（2)由（1）中的数据在图c中作出速度－时间图象并由图象求出小车的加速度a=_＿_＿_____＿__m／s2.(保留３位有效数字）

（3）在“探究加速度与力的关系”时，保持小车的质量不变,改变砝码的个数，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图d,该图线不通过坐标原点，则开始实验前他应采取的做法是［

]Ａ。将木板上不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动

B。将木板上不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动ﻫC。将木板上不带滑轮的一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动ﻫD。将木板上不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动答案:(１）0.２64（2）0．500，（3）C在探究加速度与力、质量的关系实验中,采用如图a所示的实验装置，把附有滑轮的长木板平放在水平的实验桌上。小车及车中砝码的质量用Ｍ表示,盘及盘中砝码的质量用m表示，小车所受拉力用F表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打上的点计算出。(1）如图ｂ为甲同学根据测量数据作出的a—F图线，图线不过原点的原因是_____＿____＿＿______＿＿＿___________，若使图线过原点应对实验装置采取的改进方法是＿__＿___＿__＿＿_____＿__＿__＿____。ﻫ（2)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的ａ—Ｆ图线如图c所示，两个同学做实验时取值不同的物理量是_______＿_＿__＿_＿______＿__________。ﻫ(3）在处理数据时，总是把托盘和砝码的重力当作小车所受合力。而实际上小车所受合力比托盘和砝码的重力要___＿____一些（选填“大”或“小”)。因此，为使实验结论的可信度更高一些，应使托盘和砝码的总质量尽可能______＿_一些(选填“大"或“小”)。答案：（1）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够，将木板右端垫起适当高度ﻫ（2）小车及车上的砝码的总质量不同

（3）小,小在“研究牛顿运动定律的实验”中，某同学选用的实验装置如图所示。（１）在水平实验桌上放置一端有定滑轮的长木板,将不带定滑轮的一端适当垫起的目的是_＿___＿___________＿____＿__＿_＿_＿_＿_＿_________＿＿___＿__＿＿＿＿_＿＿__＿＿_＿_＿_＿＿___

。ﻫ（２）请指出这位同学实验装置中的三处错误:ﻫA．____________＿_______________＿_____＿_＿＿___________＿＿___________＿_________；ﻫＢ._＿__＿__＿___＿_＿____＿＿__＿_____＿_____＿＿______＿＿___＿_______＿______________＿＿；

C.＿_＿＿___＿＿__＿___________＿______＿＿______＿___＿_____＿__＿_____＿_＿＿＿___＿＿_____。答案:(1）平衡摩擦力或重力沿木板向下的分力与摩擦力平衡。ﻫ（2）小车没有紧靠打点计时器；拉小车的细线与木板不平行;滑轮没有伸出桌边沿，致使悬线碰桌边沿;打点计时器工作电源接错为直流电源。(答案不唯一）在《探究加速度与力、质量的关系》实验中.ﻫ(1）在验证实验中实验仪器有：砂桶和砂子，小车和砝码，带滑轮的长木板,打点计时器和纸带复写纸片，除了以上仪器外，还需要的仪器有［

］

A。秒表

B．弹簧测力计

C．毫米刻度尺ﻫ

D。天平

E．低压直流电源ﻫ

F．低压交流电源（2）在实验中，以下做法正确的是[

]

A．平衡摩擦力时,应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上ﻫ

Ｂ．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力

C。实验时，先放开小车，后接通电源

D。“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足,对探究过程也不会产生影响（３）在这一实验中,有两位同学通过测量，分别作出ａ一Ｆ图象，如图中的A、B线所示；试分析:ﻫA线不通过坐标原点的原因是：____＿_＿

;

B线不通过坐标原点的原因是：______

。

Ｃ线发生弯曲的原因是:___＿______＿_＿__＿____＿＿______＿_____＿_______。答案：（1）BCDFﻫ（2）Ｂﻫ（3）Ａ线在Ｆ轴上有一定的截距,表明F达到一定的值后小车才开始有加速度，这是没有平衡摩擦力，或平衡摩擦力不够引起的；B线在a轴上有一定的截距,表明F为0即不加F时小车已经有了一定的加速度，这是平衡摩擦力时木板倾角θ太大,即平衡摩擦力过度引起的。C线是当砂桶质量m增大到较大时,不满足小车质量引起的。贝贝和晶晶在探究加速度与力、质量的关系的过程中分别采用了以下方案:两人都在水平桌面上放上一端带有定滑轮的长木板，在将相同质量的滑块放在木板上后，贝贝在滑块上用绳子连接重物A;晶晶则直接在滑块上施加竖直向下的拉力F。重物Ａ的重力和拉力Ｆ大小相同,如图甲所示.不计滑块与长木板间的摩擦，也不计绳的质量及绳与滑轮间的摩擦，若ｍ1运动的加速度为a1，m２运动的加速度为a2，那么：(１）ａ１和a2的大小关系是_＿_＿______＿;ﻫ（2)在上面的探究过程中，若滑