问题 填空题

(1)①在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中,某同学采用如图甲所示的装置的实验方案,他想用钩码的重力表示小车受到的合外力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为在实验中应该采取的两项必要措施是:

a.______;b.______.

②如图乙所示是某次实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E、F是计数点,相邻计数点间的时间间隔为T.距离如图乙.则打C点时小车的速度表达式为(用题中所给物理量表示)______;要验证合外力的功与动能变化间的关系,除位移、速度外,还要测出的物理量有______.

(2)用同样的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验.以下是一实验小组所获取的部分实验数据,根据表格中数据,在图中取合适的坐标系,作出图象.

表格:小车受力相同(均取砂桶质量m=50g).

次数小车质量M/g加速度a/m•s-2
1
M
/kg-1
12001.915.00
22501.714.00
33001.503.33
43501.362.86
54001.122.50
64501.002.22
75000.902.00
根据图象判断,实验产生误差的最主要原因是:______.

答案

(1)①小车在水平方向上受绳的拉力和摩擦力,想用钩码的重力表示小车受到的合外力,首先需要平衡摩擦力;

其次:设小车质量M,钩码质量m,整体的加速度为a,绳上的拉力为F,则:对小车有:F=Ma;对钩码有:mg-F=ma,即:mg=(M+m)a;

如果用钩码的重力表示小车受到的合外力,则要求:Ma=(M+m)a,必须要满足钩码的质量远小于小车的总质量,这样两者才能近似相等.

②C是BD的中间时刻,所以C点的速度就等于BD过程中的平均速度:

即:vC=

xBD
tBD
=
△x2+△x3
2T

验证合外力的功与动能变化间的关系只需验证:mgx=

1
2
Mv2,所以需要测量的物理量有:钩码的重力和小车的总质量.

(2)图象如图所示:

由图象可知,随着

1
M
的增大,小车质量逐渐减小,不再满足小车质量远大于沙和砂桶的总质量,因此图象出现了偏折.

即原因是不再满足小车质量远大于沙和砂桶的总质量.

故答案为:(1)①a.平衡摩擦力

b.钩码的重力远小于小车的总重力

△x2+△x3
2T
,钩码的重力和小车的总质量

(2)图象如图,

不再满足小车质量远大于沙和砂桶的总质量

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