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.将不带滑轮的木板一端垫高适当,使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B.将不带滑轮的木板一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动
C.将不带滑轮的木板一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D.将不带滑轮的木板一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动
(2)在“探究加速度与力、质量关系”的实验中,得到一条打点的纸带,如图乙所示,已知相邻计数点间的时间间隔为T,且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出,则小车加速度的表达式为a=______;
(3)消除小车与水平木板之间摩擦力的影响后,可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______;
(4)在“探究加速度与质量的关系”时,保持钩码质量不变,改变小车总质量M,得到的实验数据如下表:
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
小车加速度a/ms-2 | 0.77 | 0.38 | 0.25 | 0.19 | 0.16 |
小车总质量M/kg | 0.20 | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.00 |
(1)将不带滑轮的木板一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动,以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消,那么小车的合力大小等于绳子的拉力,故ABD错误,C正确.
故选C.
(2)根据匀变速直线运动的推论△x=aT2,有:
x6-x3=3a1T2 ①
x5-x2=3a2T2 ②
x4-x1=3a3T2 ③
a=
④a1+a2+a3 3
联立①②③④解得:a=
.(x4+x5+x6)-(x3+x2+x1) 9T2
故答案为:
.(x4+x5+x6)-(x1+x2+x3) 9T2
(3)根据牛顿第二定律得:
对m:mg-F拉=ma
对M:F拉=Ma
解得:F拉=
=mMg (m+M)
,由此可知当m<<M时,即当钩码的总重力要远小于小车的重力,绳子的拉力近似等于钩码的总重力.mg 1+ m M
故答案为:m<<M.
(4)据所提供数据,采用描点法得出图象如下所示: