问题 填空题

在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中如图1.

(1)研究作用力一定时加速度与质量成反比的结论时,下列说法中正确的是______

A.平衡摩擦力时,应将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上

B.每次改变小车质量时,要重新平衡摩擦力

C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器的电源

D.在小车中增减砝码,应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量

(2)某次实验中得到一条纸带,如图2所示,从比较清晰的点起,每5个计时点取一个计数点,分别标明0、1、2、3、4…,量得0与 1两点间距离x1=30mm,1与2两点间距离x2=36mm,2与3两点间距离x3=42mm,3与4两点间的距离x4=48mm,则小车在打计数点2时的瞬时速度为______ m/s,小车的加速度为______m/s2

(3)某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如右表所示:(小车质量保持不变)

F/N0.200.300.400.500.60
a/m•s-20.100.200.280.400.52
①请根据表中的数据在坐标图如图3,上作出a-F图象

②图线不过原点的原因可能是______.

答案

(1)A、在该实验中,我们认为绳子的拉力就等于小车所受的合外力,故在平衡摩擦力时,细绳的另一端不能悬挂装砂的小桶,故A错误.

B、由于平衡摩擦力之后有Mgsinθ=μMgcosθ,故tanθ=μ.所以无论是否改变小车的质量,小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面的分力.故B错误.

C、由于在刚刚接通电源的瞬间打点计时器打点并不稳定,故应该先接通打点计时器电源待打点稳定后再放开小车,以节约纸带,故C错误.

D、本实验用砂和小桶的总重力代替细线的拉力,由于砂和小桶加速下降,处于失重状态,故拉力小于重力,只有加速度很小拉力约等于重力,故应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量;故D正确;

故选D;

(2)因为每五个打印点取一个记数点,所以相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s

利用匀变速直线运动的推论得:

v2=

x13
t13
=
(0.036+0.042)m
2×0.1s
=0.39m/s

根据运动学公式得:△x=aT2

a=

△x
T2
=
x12-x01
T2
=
0.036-0.030
0.12
m/s2=0.60m/s2

(3)①应用描点法作图,先根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后根据各点作出a-F图象,图象如图所示.

②由a-F图象可知,图线不过原点,在横轴上有截距;这表明在拉力大到一定程度时,小车才开始运动,

这可能是在实验前没有平衡小车受到的摩擦力,或平衡摩擦力时,木板垫起的倾角太小,平衡摩擦力不够造成的.

故答案为:(1)D;(2)0.39,0.60;(3)①如图所示;②没有平衡摩擦力或平衡摩擦力时木板倾角太小.

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