某同学做“探究加速度与力、质量关系”的实验.如图甲所示是该同学探究小车加速度与力的关系的实验装置,他将光电门固定在水平轨

某同学做“探究加速度与力、质量关系”的实验.如图甲所示是该同学探究小车加速度与力的关系的实验装置,他将光电门固定在水平轨道上的B点,用不同重物通过细线拉同一小车,每次小车都从同一位置A由静止释放.
(1)实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等,则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为;
(2)若用游标卡尺测出光电门遮光条的宽度d如图乙所示,则d=______cm;实验时将小车从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t,则小车经过光电门时的速度为
[d/△t]
[d/△t]
(用字母表示);
(3)测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间△t,并算出相应小车经过光电门时的速度v,通过描点作出v2-m线性图象(如图丙所示),从图线得到的结论是:在小车质量一定时,______.
(4)某同学在作出的v2-m线性图象不通过坐标原点,开始实验前他应采取的做法是______
A.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.
九九八八 1年前 已收到1个回答 举报

清泉00 幼苗

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解题思路:(1)为使绳子的拉力等于重物的重力,m应远远小于M;(2)游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数,不需估读,由于遮光条通过光电门的时间极短,可以用平均速度表示瞬时速度.(3)由题意可知,该实验中保持小车质量M不变,因此有:v2=2as=2mgMs,可根据v2-m图象可以直观的得出结论.(4)由图可知开始有外力时,而小车的加速度为零,说明操作过程中没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足.

(1)该实验的研究对象是小车,采用控制变量法研究.当质量一定时,研究小车的加速度和小车所受合力的关系.
为消除摩擦力对实验的影响,可以把木板的右端适当垫高,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.
根据牛顿第二定律得:
对m:mg-F=ma
对M:F=Ma
解得:F=[mMg/m+M]
当m<<M时,即当重物重力要远小于小车的重力,绳子的拉力近似等于重物的总重力.
(2)游标卡尺的主尺读数为10mm,游标读数为0.05×10mm=0.50mm,
所以最终读数为:10mm+0.50mm=10.50mm=1.050cm;
②数字计时器记录通过光电门的时间,由位移公式计算出物体通过光电门的平均速度,
用该平均速度代替物体的瞬时速度,故在遮光条经过光电门时滑块的瞬间速度为:v=[d/△t].
(3)由题意可知,该实验中保持小车质量M不变,因此有:v2=2as=[2mg/M]s,
由题意可知,M、s不变,因v2-m图象为过原点的直线,则说明加速度与合外力成正比.
(4)v2-m线性图象不通过坐标原点,开始当小车挂上重物时,加速度却为零,线性图象不通过坐标原点,故导致图象不过原点的原因是木板倾角偏小.即说明操作过程中没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足,采取的方法是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.故C正确.
故选:C
故答案为:(1)m<<M;(2)1.050,[d/△t];(3)加速度与合外力成正比;(4)C.

点评:
本题考点: 探究加速度与物体质量、物体受力的关系.

考点点评: 常用仪器的读数要掌握,这是物理实验的基础.处理实验时一定要找出实验原理,根据实验原理我们可以寻找需要测量的物理量和需要注意的事项.

1年前

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