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(Ⅰ)(6分)某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中,设计了如图所示的实验装置.所用的钩码每只的质量都是30g,他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在弹-物理
题目简介
(Ⅰ)(6分)某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中,设计了如图所示的实验装置.所用的钩码每只的质量都是30g,他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在弹-物理
题目详情
(Ⅰ)(6分)某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中,设计了如图所示的实验装置.所用的钩码每只的质量都是30g,他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端,每次都测出相应的弹簧总长度,将数据填在了下面的表中.(弹力始终未超过弹性限度,取g=10m/s
2
)
砝码质量(g)
0
30
60
90
120
150
弹簧总长(cm)
6.00
7.15
8.34
9.48
10.64
11.79
弹力大小(N)
0
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
①试根据这些实验数据在右图给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长L之间的函数关系图线.
②该弹簧的劲度系数k=______
(Ⅱ)(1)现要验证“当质量
一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律.给定的器材如下:一倾角可以调节的长斜面(如图所示)、小车、计时器一个、米尺.请填入适当的公式或文字,完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响):
①让小车自斜面上方一固定点A
1
从静止开始下滑至斜面底端A
2
,记下所用的时间t.
②用米尺测量A
1
与A
2
之间的距离x,则小车的加速度a=______.
③用米尺测量A
1
相对于A
2
的高度h.设小车所受重力为mg,则小车所受合外力F=______.
④改变______,重复上述测量.
⑤以h为横坐标,1/t
2
为纵坐标,根据实验数据作图.如能得到一条过原点的直线,则可以验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律.
(2)在“验证牛顿运动定律”的实验中,实验装置如图甲所示,有一位同学通过实验测量作出了图乙中的A图线.试分析:
①A图线不通过坐标原点的原因是______;
②A图线上部弯曲的原因是______.
题型:问答题
难度:中档
来源:不详
答案
(1)(1)根据实验数据在坐标纸上描出的点,基本上在同一条直线上.可以判定F和L间是一次函数关系.画一条直线,使尽可能多的点落在这条直线上,不在直线上的点均匀地分布在直线两侧.
②由
k=
class="stub"△F
△x
可得:k=25N/m.
(2)①小车做的是初速度为零的匀加速直线运动,根据运动规律:x=
class="stub"1
2
a
t
2
,解得:a=
class="stub"2x
t
2
②小车所受的合外力是重力沿斜面的分力,大小为:mgsinθ,θ为斜面的夹角,sinθ=
class="stub"对边
斜边
=
class="stub"h
x
,所以合力为:F=mgsinθ=
class="stub"mgh
x
.
③用动能定理可解得:h=
2
x
2
g
t
2
,所以h与
class="stub"1
t
2
成正比,所以我们需要改变h,所以需要:改变斜面的倾角或斜面高h
(3)①由图象可知,当小车所受拉力不为零时,加速度仍然没有产生,因此该实验的操作不当为:没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够.
②设小车与砝码的质量为M,小桶与砂子的质量为m,根据牛顿第二定律得:
对m:mg-F拉=ma
对M:F拉=Ma
解得:F拉=
class="stub"mMg
M+m
当m<<M时,绳子的拉力近似等于砂和砂桶的总重力.当小桶与砂子的质量为m变大后不能满足m<<M的条件,故图象弯曲,故应填:未满足钩码质量远小于小车质量.
故答案为:(1)①见上图;②25N/m
(2)②
class="stub"2x
t
2
;③
class="stub"mgh
x
;④改变斜面的倾角或斜面高h
(3)①没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够;②未满足钩码质量远小于小车质量.
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如图乙同种材料两木板通过一小
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①A图线不通过坐标原点的原因是______;
②A图线上部弯曲的原因是______.
答案
②由k=
(2)①小车做的是初速度为零的匀加速直线运动,根据运动规律:x=
②小车所受的合外力是重力沿斜面的分力,大小为:mgsinθ,θ为斜面的夹角,sinθ=
③用动能定理可解得:h=
(3)①由图象可知,当小车所受拉力不为零时,加速度仍然没有产生,因此该实验的操作不当为:没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够.
②设小车与砝码的质量为M,小桶与砂子的质量为m,根据牛顿第二定律得:
对m:mg-F拉=ma
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解得:F拉=
当m<<M时,绳子的拉力近似等于砂和砂桶的总重力.当小桶与砂子的质量为m变大后不能满足m<<M的条件,故图象弯曲,故应填:未满足钩码质量远小于小车质量.
故答案为:(1)①见上图;②25N/m
(2)②
(3)①没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够;②未满足钩码质量远小于小车质量.