在“验证牛顿运动定律”的实验中,采用如图所示的实验装置.
小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出.
(1)当M与m的大小关系满足______________时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的总重力.
(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持盘及盘中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据.为了比较容易地归纳出加速度a与质量M的关系,应该作a与___________的图象.下图是某同学在此实验中获得的一条纸带,其中两相邻计数点间有四个点未画出.已知打点计时器使用的交流电源的频率为50HZ,则小车运动的加速度a=_______m/s2.
(3)保持小车和数字测力计的总质量一定,改变钩码的质量,测出相应的加速度.采用图象法处理数据.请同学们根据测量数据描出的点作出a—F图象(图在答卷纸上),并根据测量数据作出的a-F图线,说明实验过程中可能存在的问题是_ ______.
(4)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a-F图线如图所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同? .
(1)(2)
,0.39 (3)没有平衡摩擦力 (4)M
题目分析:(1)本实验装置中,M和m一起匀加速,绳子拉力
,只有当
才有
。因为实验中都是以
作为绳子拉力计算,一次
。
(2)根据牛顿第二定律,控制力F不变,则有
与M成反比,二者的图像为曲线,看不出来是不是反比关系,也可能
与
成反比。因此图像要画出直线才可以说明关系,所以我们选择
与
成正比。分析纸带两相邻计数点间有四个点未画出.则时间间隔为0.1s,根据
,分析纸带找到
得到
。
(3)分析图像不过原点,当拉力F较小时,加速度为0,说明没有平衡摩擦力或者摩擦力平衡不够
(4)根据牛顿第二定律,a—F图象的斜率即
,乙和丙的斜率不同说明M不同。