问题 问答题

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12345
小车加速度a/ms-20.770.380.250.190.16
小车总质量M/kg0.200.400.600.801.00
为了验证猜想,请在坐标纸中作出最能直观反映a与M之间关系的图象.

答案

(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=

a1+a2+a3
3
     ④

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=ma

对M:F=Ma

解得:F=

mMg
(m+M)
=
mg
1+
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.

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:

单项选择题
单项选择题