某实验小组利用如图所示的装置进行验证:当质量m一定时,加速度a与力F成正比的关系,其中F=m2g,m=m1+m2(m1为小车及车内砝码的总质量,m2为桶及桶中砝码的总质量)。具体做法是:将小车从A处由静止释放,用速度传感器测出它运动到B处时的速度v,然后将小车内的一个砝码拿到小桶中,小车仍从A处由静止释放,测出它运动到B处时对应的速度,重复上述操作。图中AB相距x。
9.设加速度大小为a,则a与v及x间的关系式是___________。
10.如果实验操作无误,四位同学根据实验数据做出了下列图象,其中哪一个是正确的
11.下列哪些措施能够减小本实验的误差_______
21.研究性学习小组的同学欲探究小车质量不变时其加速度与力的关系,在实验室设计了一套如图所示的装置,图中A为小车,B为打点计时器,C为力传感器,P为小桶(内有沙子),M是一端带有定滑轮的足够长水平放置的木板。
(1)要顺利完成该实验,除图1中实验仪器和低压交流电源(含导线)外,还需要的实验仪器是_______(填“刻度尺”、“天平”或“秒表”)。
(2)按上述方案做实验,是否要求沙桶和沙的总质量远小于车的质量______(填“是”或“否”)
(3)已知交流电源的频率为50Hz,某次实验得到的纸带如图2所示,图中相邻计数点之间还有4个点未画出。则计时器打点D时,纸带的速度大小v=______m/s,由该纸带可求得小车的加速度a=______m/s2。(结果均保留两位有效数字)
11. 某同学用如图所示的装置探究小车加速度与合外力的关系.图1中小车A左端连接一纸带并穿过打点计时器B的限位孔,右端用一轻绳绕过滑轮系于拉力传感器C的下端,A、B置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上.不计绳与滑轮的摩擦及滑轮的质量.实验时,先接通电源再释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点.该同学在保证小车A质量不变的情况下,通过改变P的质量来改变小车A所受的外力,由传感器和纸带测得的拉力F和加速度a数据如下表所示.
(1)第4次实验得到的纸带如图2所示,O、A、B、C和D是纸带上的五个计数点,每两个相邻点间有四个点没有画出,A、B、C、D四点到O点的距离如图.打点计时器电源频率为50Hz.根据纸带上数据计算出加速度为_____ m/s2.
(2)在实验中,_______ (选填“需要”或“不需要”)满足重物P的质量远小于小车的质量.
(3)根据表中数据,在图示坐标系图3中作出小车加速度a与力F的关系图象.
(4)根据图象推测,实验操作中重要的疏漏是____________________________.
21.某兴趣小组设计出如图甲所示的实验装置,探究小车的加速度跟合力的关系,图中与小车左端相连的是测力传感器,小车放置在表面各处粗糙程度相同的水平长木板上。按甲图装配好实验器材,先测出小车运动时所受摩擦阻力,逐渐向砂桶中添加细砂粒,当观察到小车刚开始运动时,记下传感器的最大示数为Fo,可认为摩擦阻力为Fo。
(1)将小车放回初位置并用手按住,继续向沙桶中添加一定量的砂粒,记下传感器的示数,接通频率为50Hz的交流电源使打点计时器工作,然后释放小车,打出一条纸带。再继续向沙桶中添加砂粒,多次重复实验,打出多条纸带,图乙为某次实验打出的一条纸带,纸带上每相邻的两计数点间都有四个计时点未画出,按时间顺序,取0、l、2、3、4、5、6六个计数点,用刻度尺量出1、2、3、4、5、6点到0点的距离(单位:cm),分别标注在相应的计数点的下方,则小车的加速度a=______________m/s2(结果保留三位有效数字)
(2)算出各次小车的加速度和合力F(F=F1-F0),获得多组数据,描绘小车加速度a与F的关系图象,纸带与打点计时器间的摩擦可忽略,下列图象可能正确的是_____________。
(3)写出一条提高实验结果准确程度有益的建议:________________________________。
小车做初速度为零的匀加速直线运动,由匀变速直线运动的速度位移公式得:v2=2ax;
探究加速度与物体质量、物体受力的关系
小车做初速度为零的匀加速直线运动,应用匀变速直线运动的速度位移公式分析答题.
关键理解题意,图中,x是小车的位移,且小车初速度为0,末速度为v,做匀加速直线运动.
A
因为v2=2ax,由牛顿第二定律得:
匀速直线运动及其公式、图像
应用匀变速直线运动规律与牛顿第二定律求出图象的函数表达式,结合选项分析解答.
关键根据已知条件,找到图象的因变量与自变量之间的函数关系.
A、以系统为研究对象,加速度:
B、为使系统所受合力等于桶与桶中砝码的重力,实验前要平衡摩擦力,故B正确;
C、为使系统所受合力等于桶与桶中砝码的重力,实验需要平衡摩擦力,此外还需要细线在桌面上的部分应与长木板平行,故C正确;
D、为减小实验误差,图中AB之间的距离x尽量大些,故D错误;
实验中常用仪器及其正确操作方法;探究加速度与物体质量、物体受力的关系
根据实验原理与实验注意事项分析答题
关键理解实验的原理及产生误差的原因.