问题 填空题

在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,采用如图1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由打点计时器打上的点计算出.

(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重力.

(2)如图2为某同学根据测量数据作出的a-F图线,说明实验存在的问题是:______.

(3)某组同学在不改变拉力,只改变车中砝码的质量,得到了如表所示的几组数据,其中第3组数据还未算出加速度,但对应该组已打出了纸带,如图3所示(长度单位:cm),图中各点为每打5个点选出的计数点(两计数点间还有4个打点未标出).

实验次数123456
小车质量(g)2003004005006001000
小车加速度(m/s22.001.330.790.670.40
小车质量倒数(kg-15.003.332.502.001.671.00
①由纸带上的数据,计算出缺少的加速度值并填入表中(小数点后保留两位数).

②建立合适的坐标系,如图4,将表中各组数据用小黑点描在坐标纸上,并作出平滑的图线.

③由图象得出的结论是:______.

答案

(1)根据牛顿第二定律得,整体的加速度a=

mg
M+m
,则绳子的拉力F=Ma=
Mmg
M+m
=
mg
1+
m
M
,可知当M>>m时,绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力.

(2)在a-F图象中,当F不等于零,但是加速度仍然为零,可知没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够.

(3)①根据△x=aT2,利用逐差法,a=

(xCD-xOA)+(xDE-xAB)+(xEF-xBC)
9T2
=
(20.98-2×6.03)×10-2
9×0.01
m/s2=0.99m/s2

②描点绘图,如图所示

③在拉力一定时,物体的加速度与质量成反比(或在拉力一定时,物体的加速度与质量的倒数成正比.

故答案为:(1)M>>m; (2)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够;(3)0.99,如图所示,在拉力一定时,物体的加速度与质量成反比(或在拉力一定时,物体的加速度与质量的倒数成正比)

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