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1、1. (2011?高考浙江卷)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗時,已提供了小車、 一端附有定滑輪的長木板、紙帶、帶小盤的細(xì)線、刻度尺、天平、導(dǎo)線.為了完成實驗,
還須從下圖中選取實驗器材,其名稱是 (漏選或全選得零分);并
分別寫出所選器材的作用 .
解析:為測量小車的加速度,需記錄小車運動的位置和時間,這可利用打點計時器和 紙帶完成.所以,實驗中應(yīng)有打點計時器.實驗中需要改變小車的質(zhì)量,這可通過在小車 上添加鉤碼來實現(xiàn),所以實驗中應(yīng)有鉤碼.實驗中還需要改變小車所受拉力的大小,這可 通過改變盤中的砝碼的數(shù)目來改變,所以實驗中應(yīng)有砝碼.
學(xué)生電源為電磁打點計時器提供交流電源;
2、電磁打點計時器(電火花計時器)記錄小車 運動的位置和時間;鉤碼用以改變小車的質(zhì)量;砝碼用以改變小車受到的拉力的大小,還 可用于測量小車的質(zhì)量.
答案:學(xué)生電源、電磁打點計時器、鉤碼、砝碼(或電火花計時器、鉤碼、砝碼)見 解析
2. (2012 ?高考大綱全國卷)圖甲為驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖.圖中打點計 時器的電源為50 Hz的交流電源,打點的時間間隔用At表示.在小車質(zhì)量未知的情況下, 某同學(xué)設(shè)計了一種方法用來探究“在外力一定的條件下,物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān) 系”.
電源
甲
(1)完成下列實驗步驟中的填空:
① 平衡小車所受的阻力:小吊盤中不放物塊,調(diào)整木板
3、右端的高度,用手輕撥小車,
直到打點計時器打出一系列 的點.
② 按住小車,在小吊盤中放入適當(dāng)質(zhì)量的物塊,在小車中放入祛碼.
③ 打開打點計時器電源,釋放小車,獲得帶有點跡的紙帶,在紙帶上標(biāo)出小車中祛碼 的質(zhì)量m.
④ 按住小車,改變小車中祛碼的質(zhì)量,重復(fù)步驟③.
⑤ 在每條紙帶上點跡清晰的部分,每5個間隔標(biāo)注一個計數(shù)點.測量相鄰計數(shù)點的間 距* s2、……求出與不同m相對應(yīng)的加速度a.
⑥ 以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標(biāo),£為縱坐標(biāo),在坐標(biāo)紙上作出1—m關(guān)系圖線.若加速度與
a a
小車和砝碼的總質(zhì)量成反比,貝吃與m應(yīng)成 (選填“線性”或“非線性”)關(guān)系.
(2) 完成下列填空:
4、
① 本實驗中,為了保證在改變小車中祛碼的質(zhì)量時,小車所受的拉力近似不變,小吊
盤和盤中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)滿足的條件是 .
② 設(shè)紙帶上三個相鄰計數(shù)點的間距為s’、s2和sa可用s’、s3和At表示為a=
12 3 1 3
.圖乙為用米尺測量某一紙帶上的氣、s3的情況,由圖可讀出s’ = mm, s3= mm,由此求得加速度的大小a= m/s2.
乙
③ 圖丙為所得實驗圖線的示意圖.設(shè)圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,若牛
頓定律成立,則小車受到的拉力為 ,小車的質(zhì)量為 .
1
答案:(1)①間距相等⑥線性
s —s
(2)①小吊盤和盤中物
5、塊的質(zhì)量之和遠(yuǎn)小于小車和砝碼的質(zhì)量 ②2血t) 2 24.3
47.1 1.14 ③1 b
3. (2012?高考安徽卷)圖1為“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置示意圖.砂和砂桶的
小車、強打區(qū)耳?時器
合 接交流電源
砂、砂桶
總質(zhì)量為m,小車和祛碼的總質(zhì)量為M實驗中用砂和砂桶總重力 的大小作為細(xì)線對小車?yán)Φ拇笮?
(1) 實驗中,為了使細(xì)線對小車的拉力等于小車所受的合外 力,先調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度,使細(xì)線與長木板平行?接下
來還需要進行的一項操作是
A. 將長木板水平放置,讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶,給打點計時器通電,
調(diào)節(jié)m的大小,使小車在砂和砂桶的牽弓|
6、下運動.從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動.
B. 將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋屝≤囘B著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶,撤去砂 和砂桶,給打點計時器通電,輕推小車,從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動.
C. 將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?,撤去紙帶以及砂和砂桶,輕推小車,觀察判斷小 車是否做勻速運動.
(2) 實驗中要進行質(zhì)量m和M的選取,以下最合理的一組是 .
A. M=200 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g
B. M=200 g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g
C. M=400 g,m=10 g、15 g、20
7、 g、25 g、30 g、40 g
D. M=400 g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g
(3) 圖2是實驗中得到的一條紙帶,A、B、C、D、E、F、G為7個相鄰的計數(shù)點,相鄰
的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出.量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為:SAB=4.22cm、 Sbc=4.65 cm、scd=5.08 cm、sde=5-49 cm、sef=5-91 cm、sfg=6-34 cm.已知打點計時器 的工作頻率為50 Hz,貝IJ小車的加速度a= m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
r~A B C ~D E F G )
(? ? * ? ? * I
8、
圖2
解析:⑴小車在運動過程中受到重力、支持力、紙帶的拉力、木板對小車的摩擦力和 細(xì)線拉力的作用.為了使細(xì)線對小車的拉力等于小車所受的合力,因此應(yīng)把木板的一端墊 起適當(dāng)?shù)母叨?,以使重力、支持力和摩擦力的合力為零,即小車做勻速運動,因此在進行 這一操作時,不應(yīng)掛砂桶,小車應(yīng)連接紙帶,A、C錯誤,B正確.
(2)由于繩子的拉力不易測量,本實驗中用砂和砂桶總重力的大小來代替繩拉力的大 小,而砂桶做加速運動,設(shè)加速度大小為a,則T = m(g- a),當(dāng)砂桶的加速度很小時,T近 似等于mg,因此實驗中應(yīng)控制實驗條件,使砂桶的加速度很小.只有當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于 砂和砂桶的總質(zhì)量時,小車和砂桶的加
9、速度才很小,繩的拉力才近似等于砂和砂桶的總重 力.C正確.
⑶相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔T = 0.1 s ,由△ x = aT2可得a =
(Sfg+Sef+Sde)-(Scd+Sbc+Sab)
(3T2)
代入數(shù)據(jù)解得a = 0.42 m/s2.
答案:(1)B (2)C (3)0.42
4. (2014 ?臨汾模擬)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中備有下列器材:
A. 電磁打點計時器 B.天平(帶祛碼)
C.秒表D.低壓直流電源
E. 紙帶和復(fù)寫紙 F.導(dǎo)線
G.細(xì)繩H.小車
I.砂和小桶 J?一端附有滑輪的長木板
K.砝碼
(1)其中多余的器材是 (
10、填代號),缺少的器材是 和 .
⑵在探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時,分別以 為縱坐標(biāo)、 為橫坐標(biāo)
作圖象,這樣就能直觀地看出其關(guān)系.
答案:(1)CD低壓交流電源 刻度尺(2)a m
5. (2014?福建三明模擬)用如圖所示的裝置做“驗證牛頓運動定律”實驗,甲同學(xué)根 據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的小車的加速度a和小車所受拉力F的圖象為圖中的直線I,乙同學(xué)畫出 的a-F圖象為圖中的直線II.直線I、II在縱軸或橫軸上的截距較大,明顯超出了誤差范 圍,下面給出了關(guān)于形成這種情況原因的四種解釋,其中可能正確的是()
M
mg
A. 實驗前甲同學(xué)沒有平衡摩擦力
B. 甲同學(xué)在平衡摩擦力時,把長木
11、板的末端抬得過高了
C. 實驗前乙同學(xué)沒有平衡摩擦力
D. 乙同學(xué)在平衡摩擦力時,把長木板的末端抬得過高了
答案:BC
6. (2014?濰坊月考)在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系活動中,某小組設(shè)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(xì)線,細(xì)線跨過滑輪并掛 上砝碼盤,兩小車尾部細(xì)線連到控制裝置上,實驗時通過控制裝置使兩小車同時開始運動, 然后同時停止.
滑輪 細(xì)線 塵至J
G舷碼盤和舷碼
控制裝置
(1)在安裝實驗裝置時,應(yīng)調(diào)整滑輪的高度,使 ;在實驗時,為減小系統(tǒng)誤差,
應(yīng)使砝碼盤和砝碼的總質(zhì) 小車的質(zhì)量(選填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于” “等于”
12、).
⑵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)實驗中獲得數(shù)據(jù)如下表所示: 小車I、II的質(zhì)量均為200 g.
實驗次數(shù)
小車
拉力F/N
位移x/cm
1
I
0.1
II
0.2
46.51
2
I
0.2
29.04
II
0.3
43.63
3
I
0.3
41.16
II
0.4
44.80
4
I
0.4
36.43
II
0.5
46.56
在第1次實驗中小車I從下圖中的A點運動到B點,請將測量結(jié)果填到表中空格處.通 過分析,可知表中第—次實驗數(shù)據(jù)存在明顯錯誤,應(yīng)舍棄.
13、
A I
B
1
cmlllllllllll111!
i|iiii |ini|iji 屮 in|
0 1 !
22 23: 24
解析:⑴拉小車的水平細(xì)線要與軌道平行.只有在砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車 質(zhì)量時,才能認(rèn)為砝碼盤和砝碼的總重力等于細(xì)線拉小車的力.
⑵對初速度為零的勻加速直線運動,時間相同時,根據(jù)x = *at2,得學(xué)=?.
2 2
(3)刻度尺的最小刻度是1 mm,要估讀到毫米的下一位.讀數(shù)為23.86 cm- 0.50 cm =
23.36 cm.
答案:(1)細(xì)線與軌道平行(或水平)遠(yuǎn)小于
⑵兩小車從靜止開始做勻加速直線運動、且兩小車的運動時間相等
(3)23.36(23.34?23.38 均對)3