问题 问答题

图(a)是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置示意图.重力加速度取g.

(1)为了平衡小车受到的阻力,应适当抬高木板的______端(填“左”或“右”).

(2)细砂和小桶的总质量为m,小车的质量为M,实验要求m______ M(填“远大于”或“远于”).该实验的原理是,在平衡小车受到的阻力后,认为小车受到的合外力是______,其值与真实值相比______(填“偏大”或“偏小”),小车受到合外力的真实值为______.

(3)已知打点计时器的打点周期为0.02s,一位同学按要求打出一条纸带如图12(b)所示,在纸带上每5个点取一个计数点,则计数点l、2间的距离S12=______cm,计数点4的速度v4=______ m/s,小车的加速度a=______ m/s2

(4)保持细砂和砂桶的质量不变,改变小车的质量M,分别得到小车的加速度a与其对应的质量M,处理数据的恰当方法是作______(填“a-M”或“a-

1
M
”)图象.

(5)保持小车的质量不变,改变细砂的质量,甲、乙、丙三位同学根据实验数据分别作出了小车的加速度a随合外力F变化的图线如图(c)、(d),(e)所示.

图(c)中的图线上部出现了弯曲,偏离了原来的直线,其主要原因是______.

图(d)中的图线不通过原点,其主要原因是______.

图(e)中的图线不通过原点,其主要原因是______.

答案

(1)将不带滑轮的木板右端适当垫高,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,那么小车的合力就是绳子的拉力.故选C.

(2)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

当m<<M时,即当细砂和小桶的总重力要远小于小车的重力,绳子的拉力近似等于细砂和小桶的总重力.

该实验的原理是,在平衡小车受到的阻力后,认为小车受到的合外力是mg,其值与真实值相比偏小,小车受到合外力的真实值为

mMg
m+M

(3)s12=2.60-1.00cm=1.60cm.

计数点4的速度等于3、5两点间的平均速度,v4=

x35
t35
m/s=0.31m/s.

根据△x=aT2得,a=

△x
T2
=0.60m/s2

(4)保持细砂和砂桶的质量不变,改变小车的质量M,分别得到小车的加速度a与其对应的质量M,处理数据的恰当方法是作a-

1
M

(5)从图象上可以看出:F从0开始增加,砂和砂桶的质量远小于车的质量,慢慢的砂和砂桶的重力在增加,那么在后面砂和砂桶的质量就没有远小于车的质量呢,那么绳子的拉力与砂和砂桶的总重力就相大呢.

所以偏离了原来的直线,其主要原因是砂和砂桶的质量没有远小于车的质量.

从上图中发现直线没过原点,当F≠0时,a=0.也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0,说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消呢.图(d)中的图线不通过原点,其主要原因是木板的倾角过小.

图(e)中的图线不通过原点,其主要原因是木板的倾角过大

故答案为:(1)右

(2)远小于,mg,偏小,

mMg
m+M

(3)1.60,0.31,0.60

(4)a-

1
M

(5)砂和砂桶的质量没有远小于车的质量.

木板的倾角过小.

木板的倾角过大.

单项选择题
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