力学实验3--验证牛二.doc

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力学实验三
一、探究加速度与力、质量的关系
3。1.5 验证牛顿第二定律
（石景山一模）21．（1）（9分）某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验。图(a）为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器,C为装有细砂的小桶，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等于细砂和小桶的总重量，小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得。
D
B
A
C
(a)
a
A
B
E
D
C
6.19
6.70
7.21
7.72
单位：cm
(b)
a

①图（b）为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz。根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s2。（结果保留二位有效数字)
②在“探究加速度a与质量m的关系"时，保持细砂和小桶质量不变，改变小车质量m，分别记录小车加速度a与其质量m的数据。在分析处理数据时,该组同学产生分歧:甲同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量m的图象。乙同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量倒数的图象。两位同学都按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注，但尚未完成图象（如下图所示）。你认为同学 （填“甲"、“乙”）的方案更合理。请继续帮助该同学作出坐标系中的图象。
0 0.5 1.0 1.5 2.0
2.0
1.5
1.0
0.5
甲同学方案
0 1.0 2.0 3.0 4.0
2.0
1.5
1.0
0.5
乙同学方案

(c)
F
a
0
③在“探究加速度a与合力F的关系"时，保持小车的质量不变，改变小桶中细砂的质量，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（c），该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因.
答： .

(1）①3。2(3分）0 1.0 2.0 3.0 4.0
2.0
1.5
1.0
0.5
乙同学方案

②乙（2分) 如图（2分）
③实验前未平衡摩擦力(2分)

7、在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图所示的实验装置，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)当M与m的大小关系满足 时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘中砝码的重力。
（2）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度，采用图象法处理数据.为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与 的图象。
（3)如下图（a），甲同学根据测量数据做出的a—F图线,说明实验存在的问题是
。

（4）乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a—F图线如下图(b)所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？
8．某学习小组的同学在用打点计时器探究物体的加速度与物体的质量之间的关系实验中，不改变拉力,只改编物体的质量,得到了如下表所示的几组数据，其中第3组数据还未算出加速度，但对应该组已打出了纸带，如图7所示（长度单位：cm），图中各点为每5个打点选出的计数点（两计数点间还有4个打点未标出）
实验次数
1
2
3
4
5
6
小车质量（g)
200
300
400
500
600
1000
小车加速度（）
2。00
1.33

0。79
0.67
0.40
小车质量倒数（）
5.00
3.33
2。50
2.00
1。67
1。00
（1)请由纸带上的数据，计算出缺少的加速度值并填入表中（小数点后保留两位数)
(2）请建立合适的坐标，将表中各组数据用小黑点描在坐标纸上，并作出平滑的图线
(3）由图像得出的结论是：_________________________________________________

7、(1）M m （2)1/M
（3）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力时长木板与水平桌面间夹角过小
（4)两小车及车上的砝码的总质量不同
8。（1)0.99
(2）如图所示（应画加速度与质量倒数的关系图像)，
（3）在拉力一定时，物体的加速度与质量成反比

跟踪训练　(2010·山东理综）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，细绳的两端分别于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．下列图像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
诱思启导
（1)该实验研究对象是木板，F1是木块受的合力吗？
（2)随着瓶中水的增加，木板的加速度增加得越来越快还是越来越慢？
【解析】　本题考查探究加速度与力的关系的实验，意在考查考生对新颖实验情景的把握和理解，也考查了考生的实验能力、分析能力和综合运用所学知识的能力．（1)由d＝at2得a＝。(2）由牛顿第二定律可得F1－F0＝ma，解得a＝F1/m－F0/m，此实验要求水的质量必须远远小于木板质量,当矿泉水瓶中水的质量逐渐增大到一定量后，图象将向下弯曲，所以能够表示该同学实验结果的图象是图c.（3）由于水的质量可以几乎连续变化,所以可以比较精确地测出摩擦力的大小，可以方便地获取多组实验数据，所以选项bc正确．
【答案】　(1） 　增大d,水的质量要比木板质量小得多　（2）c　（3)bc