问题 填空题

在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中,某小组设计了如图甲所示的实验装置.图中上下两层水平轨道表面光滑,两小车前端系上细线,细线跨过滑轮并挂上砝码盘,两小车尾部细线连到控制装置上,实验时通过控制装置使两小车同时开始运动,然后同时停止.

(1)在安装实验装置时,应调整滑轮的高度,使______;在实验时,为减小系统误差,应使砝码盘和砝码的总质量______小车的质量(选填“远大于”、“远小于”、“等于”).

(2)本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小,能这样比较,是因为______.

(3)实验中获得数据如下表所示:小车Ⅰ、Ⅱ的质量m均为200g.

实验次数小车拉力F/N位移s/cm
10.1______
0.246.51
20.229.04
0.343.63
30.341.16
0.444.80
40.436.43
0.545.56
在第1次实验中小车Ⅰ从图乙中的A点运动到B点,请将测量结果填到表中空格处.通过分析,可知表中第______次实验数据存在明显错误,应舍弃.

答案

(1)在安装实验装置时,应调整滑轮的高度,使细线与轨道平行(或水平),如果细线不保持水平,那么小车的合力就不等于绳子的拉力,小车的合力就不能正确测量.

设小车的质量为M,砝码盘和砝码的质量为m,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,即当砝码盘和砝码的总重力要远小于小车的重力,绳子的拉力近似等于砝码盘和砝码的总重力.

(2)本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小,能这样比较,是因为两小车从静止开始作匀加速直线运动,且两小车的运动时间相等.

(3)从刻度尺读出A点的读数为0.49cm,B点的读数为23.85cm,所以点运动到B点的位移为23.36cm.

当小车质量一定时,小车的加速度与合力成正比,

而两小车从静止开始作匀加速直线运动,且两小车的运动时间相等,所以两小车的位移之比等于加速度之比,

所以拉力之比应该近似等于位移之比,从实验数据中发现第3次实验数据存在明显错误,应舍弃.

故答案为:(1)细线与轨道平行(或水平),远小于;

(2)两小车从静止开始作匀加速直线运动,且两小车的运动时间相等;

(3)23.36,3.

单项选择题
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