(10分)为了探究“加速度与力、质量的关系”,现提供如图所示实验装置。请思考探究思路并回答下列问题:
(1)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是_________。
A.将木板带滑轮的那一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B.将木板带滑轮的那一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动
C.将木板固定打点计时器的那一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D.将木板固定打点计时器的那一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动
(2)如图所示是某一次打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带。取计数点A、B、C、D、E、F、G。纸带上两相邻计数点的时间间隔为T = 0.10s,用刻度尺测量出各相邻计数点间的距离分别为AB=1.50cm,BC="3.88" cm,CD="6.26" cm,DE="8.67" cm,EF="11.08" cm,FG=13.49cm,则小车运动的加速度大小a =_________m/s2,打纸带上C点时小车的瞬时速度大小vC=_________m/s。(结果保留二位有效数字)。
(3)某组同学实验得出数据,画出a~F图像如图所示,那么该组同学实验中出现的问题可能是_________。
(4)消除小车与水平木板之间摩擦力的影响后,要用钩码总重力代替小车所受的拉力,此时钩码质量m与小车总质量M之间应满足的关系为_________。
(1)C(2)(3)摩擦力平衡过度(4)
题目分析:(1)本实验是验证合外力在倍数增大时,看加速度是否也成倍数增大,因此需要平衡掉摩擦力的作用,应将木板固定打点计时器的那一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动,即可说明重力的分力与摩擦力平衡(2)加速度可由逐差法求得,C点为BD的中间时刻,由中间时刻的瞬时速度等于平均速度可知(3)由图像可知F=0时加速度不为零,产生的原因是平衡摩擦力过度,重力沿斜面向下的分力大于摩擦力的缘故(4)重物加速下滑,处于失重状态,其对细线的拉力小于重力,设拉力为T,根据牛顿第二定律,有对重物,有 ,对小车,有 解得故当时,有