1.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中,教材提供了參考例一:如圖所示,兩個小車放在光滑水平板上,前段各系一條細繩,繩的另一端跨過定滑輪各掛一個小盤,盤中可放砝碼.兩個小車后端各系一條細線,用一個黑板擦把兩條細線同時按在桌子上,使小車靜止,抬起黑板擦,兩小車同時開始運動,按下黑板擦,兩小車同時停下來.用刻度尺測出兩小車通過的位移之比就等于它們的加速度之比.
(1)上述實驗中,作用在小車上的力是通過測量小盤和砝碼的重力mg得到的,即F=mg,這樣處理會有系統(tǒng)誤差,為了減小系統(tǒng)誤差,小盤和砝碼的質(zhì)量m與小車的質(zhì)量M應(yīng)滿足的關(guān)系是m<<M;為了消除這個系統(tǒng)誤差,有同學(xué)認為只要換一下研究對象,在探究加速度與合力關(guān)系時,將小盤中減掉的砝碼放到小車上,合力依然是小盤和砝碼的重力mg,系統(tǒng)誤差就沒有了,他的研究對象應(yīng)該是小盤、砝碼和小車整體;
(2)該參考案列采用的物理思想方法是BD.
A.等效法      B.控制變量法      C.極限法     D.轉(zhuǎn)換法.

分析 (1)根據(jù)牛頓第二定律即可判斷m與M間的關(guān)系,如果作為整體,就不存在系統(tǒng)誤差;
(2)利用控制變量法來研究加速度與力和質(zhì)量間的關(guān)系,還用到了轉(zhuǎn)化法,通過測量位移來求得加速度.

解答 解:(1)對于小盤、砝碼和小車整體:mg=(M+m)a,對于小車:F=Ma,聯(lián)立得:F=$\frac{1}{1+\frac{m}{M}}$mg,
當(dāng)m<<M時,F(xiàn)=mg;如果將小盤、砝碼和小車整體作為研究對象,將小盤中減掉的砝碼放到小車上,保證了總質(zhì)量(m+M)不變,而合力大小就是mg;
(2)該參考案例在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”是通過控制小車的質(zhì)量不變,來探究加速度與合力的關(guān)系和通過控制合力不變來探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系得,故B正確;
該案例用刻度尺測出兩小車通過的位移之比就等于它們的加速度之比,采用了轉(zhuǎn)換法把測加速度轉(zhuǎn)換測位移,故D正確;
故答案為:(1)m<<M;小盤、砝碼和小車整體;(2)BD.

點評 本題關(guān)鍵是明確實驗的原理,會通過運動學(xué)公式求解加速度之比和瞬時速度大。幻鞔_實驗的誤差來源.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

11.如圖1所示,為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量及小車和砝碼的質(zhì)量對應(yīng)關(guān)系圖.鉤碼的質(zhì)量為m1,小車和砝碼的質(zhì)量為m2,重力加速度為g.

(1)下列說法正確的是D.
A.每次在小車上加減砝碼時,應(yīng)重新平衡摩擦力
B.實驗時若用打點計時器應(yīng)先釋放小車后接通電源
C.本實驗m2應(yīng)遠小于m1-$\frac{1}{{m}_{2}}$
D.在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時,應(yīng)作a圖象
(2)實驗時,某同學(xué)由于疏忽,遺漏了平衡摩擦力這一步驟,測得F=m1g,作出a-F圖象,他可能作出圖2中丙(選填“甲”、“乙”、“丙”)圖線.此圖線的AB段明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是C.
A.小車與軌道之間存在摩擦
B.導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)
C.砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量太大
D.所用小車的質(zhì)量太大
(3)實驗時,某同學(xué)遺漏了平衡摩擦力這一步驟,若軌道水平,他測量得到$\frac{1}{{m}_{2}}$-a圖象,如圖3.設(shè)圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,則小車與木板間的動摩擦因數(shù)μ=$\frac{gk}$,鉤碼的質(zhì)量m1=$\frac{1}{gk}$.
(4)實驗中打出的紙帶如圖4所示.相鄰計數(shù)點間的時間是0.1s,圖中長度單位是cm,由此可以算出小車運動的加速度是0.46m/s2

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12.如圖所示,在直線MN上有一個點電荷,A、B是直線MN上的兩點,兩點的間距為L,場強大小分別為E和2E.則( 。
A.A點場強方向一定沿直線向左B.A點的電勢一定低于B點的電勢
C.該點電荷一定在A點的左側(cè)D.該點電荷一定在A點的右側(cè)

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9.某同學(xué)用如圖甲所示的實驗裝置來“探究a與F、m之間的定量關(guān)系”.
(1)實驗時,必須先平衡小車與木板之間的摩擦力,該同學(xué)是這樣操作的:如圖乙,將小車靜止放在水平長木板上,并連著已穿過打點計時器的紙帶,調(diào)整木板右端的高度,接通電源,用手輕撥小車,讓打點計時器在紙帶上打出一系列點跡均勻-的點,說明小車在做勻速直線運動
(2)如果該同學(xué)先如(1)中的操作,平衡了摩擦力,以砂和砂桶的重力為F,在小車質(zhì)量M保持不變的情況下,不斷往桶里加沙,砂的質(zhì)量最終達到$\frac{1}{3}$M,測小車加速度a,做a-F的圖象,如圖丙的圖線正確的是(  )

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16.如圖所示,原長為L輕彈簧的一端固定在O點,另一端連接一個可視為質(zhì)點的小球.當(dāng)小球以速度v繞O點做勻速圓周運動時,彈簧的長度為L1,彈簧始終處于彈性限度內(nèi),改變小球的速度,當(dāng)彈簧的長度為L2時,小球做勻速圓周的角速度為多少?

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6.有人猜想.可以利用地球的同步衛(wèi)星制作一座通向太空的“通天塔”.其實就是一條長長的管道.這條長長的管道一端固定在衛(wèi)星上.另一端固定在地面上.為人們往返于地球和衛(wèi)星之間提供方便.已知地球到月球的距離約為地球半徑R的60倍.由此可以估算該管道的長度至少為多長?(月球圍繞地球運轉(zhuǎn)的公轉(zhuǎn)周期大約是27天.地球半徑R已知).

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13.某同學(xué)想要用電磁打點計時器測量物塊做勻加速直線運動的加速度.已知實驗室所用電源的頻率為50Hz,電壓為220V.物塊運動過程中所得到的紙帶的一部分如圖所示,圖中標(biāo)出了五個連續(xù)點之間的距離.

(1)實驗中所需器材除了打點計時器、紙帶、復(fù)寫紙片、導(dǎo)線、小車,還需要的器材有低壓交流電源、毫米刻度尺.
(2)物塊下滑時的加速度a=3.25m/s2,打C點時物塊的速度v=1.79m/s.

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10.一學(xué)生用螺旋測微器測一金屬絲的直徑時,結(jié)果如圖甲所示,其讀數(shù)為d=3.207mm.另一學(xué)生用標(biāo)有20等分刻度的游標(biāo)卡尺測工件長度,結(jié)果如圖乙所示,該工件的長度L=50.15mm.

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11.下列各組物理量中,全是矢量的是( 。
A.位移、時間、速度、加速度B.質(zhì)量、路程、速度、平均速度
C.位移、路程、時間、加速度D.速度、平均速度、位移、加速度

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