问题 实验题

(10分)某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合外力F及质量m关系的实验,图甲为实验装置简图。(交流电的频率为50Hz)

⑴若取小车质量M=0.4kg,改变砂桶和砂的质量m的值,进行多次实验,以下m的值不合适的是   

A.m1=5g

B.m2=1kg

C.m3=10g

D.m4=400g⑵图乙为某实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为       m/s2;(保留两位有效数字)

⑶为了用细线的拉力表示小车受到的合外力,实验操作时必须首先                  ,该操作是否成功的判断依据是                                                            

答案

⑴BD;⑵3.2;⑶平衡小车的摩擦力,不挂砂桶时小车拉着纸带打的点迹是均匀的。

题目分析:⑴在探究加速度a与物体所受合外力F及质量m关系的实验,用砂和砂桶的重力表示细线上的拉力,即小车运动时所受的合力F,由于细线不可伸长,因此,当小车运动时具有加速度a时,啥和砂桶也具有了等大的加速度,所以只有当砂和砂桶的质量m远远小于小车的质量M时,细线中的拉力才约等于mg,所以在M=0.4kg时,m的值不合适的是选项B、D;

⑵根据匀变速直线运动规律有:Δs=a(Δt)2,由图乙可知:Δt=0.04s,Δs=0.51cm,解得:a=3.2m/s2

⑶小车在实际运动过程中受重力Mg、木板的支持力N和滑动摩擦力f、细线的拉力T,因此实验操作时必须首先必须将木板不带滑轮的一端抬高,使得重力沿板面向下的分力与滑动摩擦力f平衡,小车受到的合外力大小才等于细线对小车的拉力T,判断重力沿板面向下的分力与滑动摩擦力f平衡的方法是,在不挂砂桶时,使小车做匀速直线运动,即小车拉着纸带打的点迹是均匀的。

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