问题 问答题

研究物体运动的加速度与物体所受力的关系的实验装置如图甲所示,实验的步骤如下:

①把一端带有定滑轮的长木板放在水平桌面上,使定滑轮伸出桌面.

②把打点计时器固定在长木板没有定滑轮的一端,并把打点计时器连接到电源上.

③把小车放在长木板上并靠近打点计时器的地方,把纸带的一端固定在小车上且让纸带穿过打点计时器.

④细线的一端固定在小车上并跨过定滑轮,另一端悬挂一砝码盘,调整滑轮的高度使滑轮和小车间的细线与长木板平行.

⑤接通打点计时器电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一列小点.

⑥改变砝码盘中砝码的质量,更换纸带,重复上面步骤.

⑦根据纸带上打的点算出每次实验时小车的加速度,把每次实验时砝码和砝码盘的重力记录在相应的纸带上.

⑧以小车的加速度a为纵坐标,细线的拉力F(砝码和砝码盘的总重力)为横坐标,建立坐标系,画出a-F图象得出加速度与力的关系.

(1)上述操作步骤中明显遗漏的步骤是______.

(2)某同学画出的a-F图象如图乙所示,图线不是直线的可能原因是______.

(3)另一位同学将本实验做了改动:每次实验时将小车上的砝码拿下放到砝码盘上,其他操作都与上面一样.那么他画出的a-F图象______(填“是”或“不是”)一条过坐标原点的直线,原因是______.

答案

(1)上述操作步骤中明显遗漏的步骤是没有平衡摩擦力.

(2)当m<<M时,即当砝码和砝码盘的总重力要远小于小车的重力,绳子的拉力近似等于砝码和砝码盘的总重力.从图象上可以看出:F从0开始增加,砝码和砝码盘的质量远小于车的质量,慢慢的砝码和砝码盘的重力在增加,那么在后面砝码和砝码盘的质量就没有远小于车的质量呢,那么绳子的拉力与砝码和砝码盘的总重力就相大呢.

所以原因是砝码和砝码盘的质量没有远小于车的质量.

(3)另一位同学将本实验做了改动:每次实验时将小车上的砝码拿下放到砝码盘上,其他操作都与上面一样.

根据牛顿第二定律得

小车的加速度等于a=

mg
M+m
,即小车的加速度等于砝码和砝码盘的重力与砝码、砝码盘和小车总质量的比值,而

砝码、砝码盘和小车总质量不变.那么他画出的a-F图象是一条过坐标原点的直线.

故答案为:(1)没有平衡摩擦力

(2)是,小车的加速度等于砝码和砝码盘的重力与砝码、砝码盘和小车总质量的比值,而

砝码、砝码盘和小车总质量不变.

单项选择题
多项选择题