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如圖甲所示的裝置叫做阿特伍德機(jī)，是阿特伍德（G．Atwood1746-1807）創(chuàng)制的一種著名力學(xué)實驗裝置，用來研究勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律。某同學(xué)對對該裝置加以改進(jìn)后用來驗證牛頓第二定律，如圖乙所示。
（1）實驗時，該同學(xué)進(jìn)行了如下操作：
1、將質(zhì)量均為M（A的質(zhì)量包括擋光片、B的質(zhì)量包括掛鉤）的重物用細(xì)線連接后，跨放在定滑輪上，使其處于靜止?fàn)顟B(tài)。測量出擋光片的上表面到光電門中心的距離h。
2、在B的下端掛上質(zhì)量為m的鉤碼C，讓系統(tǒng)（重物A、B以及鉤碼C）中的物體由靜止開始運(yùn)動，記錄擋光片擋光的時間為t。
3、擋光片的寬度為d,計算出A、B的速度大小為
d
Δ
t
d
Δ
t
，加速度大小為
d
2
2
h
（
Δ
t
）
2
d
2
2
h
（
Δ
t
）
2
。
（2）根據(jù)牛頓運(yùn)動第二定律，應(yīng)該滿足的等式是
mg=（2M+m）
d
2
2
h
（
Δ
t
）
2
mg=（2M+m）
d
2
2
h
（
Δ
t
）
2
（已知重力加速度為g）

【考點】探究加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系．

【答案】

；

（

）

；mg=（2M+m）

（

）

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/11/1 8:0:2組卷：57引用：1難度：0.7

相似題

1．某實驗小組的同學(xué)利用阿特伍德機(jī)裝置探究了加速度與外力、質(zhì)量的關(guān)系，除圖甲中的實驗器材外，實驗室還為其提供了秒表和10個質(zhì)量均為m₀的鉤碼。已知光滑定滑輪兩側(cè)物體A、B的質(zhì)量分別為產(chǎn)m₁、m₂，重力加速度取g=10m/s²。實驗時還進(jìn)行了如下的操作：
（1）取n個鉤碼掛在物體A上，剩余的全部掛在物體B上。
（2）將裝置由靜業(yè)釋放，沿豎直方向固定的刻度尺測量出物體A下落的高度及下落h所需的時間t,則該過程的加速度a=
。
（3）改變鉤碼n的個數(shù)，重復(fù)以上操作，得出多組n、a的實驗數(shù)據(jù)，以a為縱坐標(biāo)，n為橫坐標(biāo)，將數(shù)據(jù)描繪在坐標(biāo)系中并連線，如圖乙所示。
（4）由圖像可知物體A、B的質(zhì)量m₁=
，m₂=
。（均用m₀表示）
發(fā)布：2024/11/1 8:0:2組卷：200引用：1難度：0.3
解析
2．實驗與實踐
伽利略開創(chuàng)了“邏輯推理”與“實驗檢驗”有機(jī)結(jié)合的研究方法，被尊稱為“近代科學(xué)之父”。物理學(xué)是一門以觀察和實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，同時物理學(xué)也是一門方法論科學(xué)，人們在認(rèn)識世界、探究自然奧秘的過程中總結(jié)出許多思想方法。領(lǐng)悟物理學(xué)思想、掌握物理學(xué)方法是學(xué)好物理的保障和關(guān)鍵。
（1）伽利略對自由落體運(yùn)動的研究，是科學(xué)實驗和邏輯思維的完美結(jié)合，圖可大致表示其實驗和思維的過程。讓小球沿斜面滾下，測量相關(guān)量，然后多次改變斜面傾角進(jìn)行實驗，最后推理出自由落體運(yùn)動是一種勻加速直線運(yùn)動。關(guān)于該實驗說法正確的是
；（單選）
A．伽利略直接測量的是小球運(yùn)動的速度，驗證速度隨時間均勻變化
B．伽利略直接測量的是小球自由落體的位移，驗證位移與時間的二次方的關(guān)系
C．圖甲所示是實驗現(xiàn)象，圖丁所示是經(jīng)過合理外推后的現(xiàn)象
（2）某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置做實驗，探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系。
①實驗得到如圖乙所示彈力F與彈簧長度l關(guān)系圖線（不計彈簧重力），該彈簧原長l₀=
cm。實驗得出彈簧彈力與形變量成正比，該彈簧的勁度系數(shù)k=
N/m。
②選取了1、2兩根不同的彈簧，在實驗過程中，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，彈簧質(zhì)量可忽略不計，他在同一個坐標(biāo)系內(nèi)作出了彈力與彈簧形變量的F-x圖像，如圖丙所示。據(jù)此可知，彈簧1、2的勁度系數(shù)關(guān)系為k₁
k₂（選填“＜”、“=”、“＞”）。

（3）如圖是用DIS測定小車的加速度的實驗裝置。

①A是分體式位移傳感器的
器部分。
②實驗獲得的v-t圖如圖所示，是一輛從斜面下滑的小車運(yùn)動的v-t圖，由圖可知，小車在AB段的運(yùn)動可以近似地看作
運(yùn)動，小車在AB段的加速度大小為
m/s²，小車在AB段的位移大小為
m。
（4）如圖（a）所示，兩位同學(xué)在“探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律”實驗中，桌上放一塊方木板，用圖釘把一張白紙釘在方木板上，再用圖釘把橡皮筋一端固定在板上的A點。在橡皮筋另一端系上兩條細(xì)繩形成結(jié)點，細(xì)繩的另一端系著繩套。先用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮筋；再用一個彈簧測力計通過細(xì)繩套拉橡皮筋。

（5）判斷一個彈簧測力計F單獨(dú)作用與力F₁、F₂共同（a）（b）作用效果相同的依據(jù)是
。
（6）如圖（b）是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果作出的力的圖示，其中
表示力F₁和F₂合力的理論值；
表示力F₁和F₂合力的實際測量值。（選填“F”、“F”）
（7）他們的實驗操作的部分步驟如下，老師指出①、②步驟中各有一處存在遺漏。
①一位同學(xué)直接取用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套，平行于圖板互成角度地拉伸橡皮筋使結(jié)點至O點，另一同學(xué)記錄下O點位置、兩測力計對應(yīng)拉力F₁、F₂的大小和方向。
……
②再用一只彈簧測力計，通過一個細(xì)繩套拉伸橡皮筋使其伸長相同長度，記錄測力計的示數(shù)F和細(xì)繩的方向，并按同一標(biāo)度作出F的圖示。
……
請說明：
①步驟中遺漏的內(nèi)容
；
②步驟中遺漏的內(nèi)容
。
（8）兩同學(xué)懷疑實驗中的橡皮筋會因多次拉伸而彈性發(fā)生變化，于是設(shè)計如下實驗來探究：將釘有白紙的圖板豎直固定，橡皮筋上端固定于O點，一個細(xì)繩套上掛一重物，用與白紙平行的水平力拉另一細(xì)繩套，緩慢移動結(jié)點，在白紙上記錄下結(jié)點的軌跡，如圖（c）中“軌跡1”所示。

把橡皮筋多次拉伸后，重復(fù)實驗，在同一張紙上記錄下結(jié)點的軌跡2，如圖（d）所示。過O點作一條直線與軌跡交于a、b兩點，則兩次實驗中橡皮筋分別被拉到a、b時，橡皮筋拉力的方向
（選填“相同”或“不同”），由此推斷拉力的大小F_a
F_b（選填“＞”、“＜”或“=”）。
發(fā)布：2024/10/20 6:0:3組卷：63引用：1難度：0.5
解析
3．請根據(jù)以下內(nèi)容，完成問題。
小華設(shè)計了一個“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗。如圖甲所示為實驗裝置簡圖，A為小車，B為打點計時器，C為裝有砝碼的小桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板。電源頻率為50Hz。

（1）實驗時，下列操作正確的是
。
A.將帶滑輪的長木板左端墊高，以補(bǔ)償阻力
B.打點計時器接交流電源
C.先釋放小車，再接通電源
D.通過增減小車上的砝碼改變質(zhì)量時，需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度
（2）正確補(bǔ)償阻力后，可認(rèn)為細(xì)繩對小車的拉力F等于砝碼和小桶的總重力，需滿足的條件是砝碼和小桶的總質(zhì)量
小車的質(zhì)量。
（3）如圖乙為某次實驗得到的紙帶（紙帶上的點為實際打下的點），根據(jù)圖中的紙帶和相關(guān)數(shù)據(jù)可求出小車的加速度大小a=
m/s²（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。
發(fā)布：2024/10/19 2:0:2組卷：35引用：1難度：0.7
解析

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