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【題目】探究加速度與力、質量的關系實驗中,使用了如圖甲所示的裝置,計時器打點頻率為50Hz。⑴該同學要探究加速度a和拉力F的關系,應該保持________不變;若該同學要探究小車的加速度a和質量M的關系,為了直觀判斷二者間的關系,應作出__________圖象。

⑵該同學得到一條紙帶,在紙帶上取連續(xù)的六個點,如圖乙所示,自A點起,測得相鄰兩點間的距離分別為8.0mm、10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm,則打E點時小車的速度為______m/s,小車的加速度為________m/s2(結果均保留2位有效數(shù)字)。

(3)該同學通過數(shù)據的處理作出了aF圖象,如圖所示,則

①當小車的質量M與沙桶質量m的大小關系滿足________時,才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力。

②圖中的直線不過原點的原因是__________。

③此圖中直線發(fā)生彎曲的原因是__________。

【答案】⑴小車質量 a---1/M 0.75 5.0 M >>m ②平衡摩擦力過度(或平衡摩擦力時木板傾角太大) ③沒有滿足砂和砂桶的總質量遠小于小車質量

【解析】

(1)驗證牛頓第二定律要用控制變量法,作圖時為了便于觀測盡量作出直線;

(2)利用中間時刻速度推論計算瞬時速度,逐差法計算加速度;

(3)誤差一般兩方面,原理引起的誤差,操作引起的誤差。

(1)在探究加速度與外力的關系時,應該保持小車的質量不變,要直觀的反映兩個量之間的關系,可以通過作圖來解決.但是只有作出一條直線,才可以直觀的反映兩個變量之間的關系.在探究加速度a與質量M的關系時,為了直觀判斷二者間的關系,應作出圖象

(2)利用勻變速直線運動的推論:

小車加速度

(3)①要使得繩子拉力等于砂和砂桶的重力大小,必須滿足M >>m

②圖中當F=0時, .也就是說當繩子上沒有拉力時,小車的加速度不為0,說明小車的摩擦力小于重力的分力,所以原因是實驗前木板右端墊得過高,即平衡摩擦力過度導致.

要使得繩子拉力等于砂和砂桶的重力大小,必有,而不滿足時,隨m的增大物體的加速度a逐漸減小.故圖象彎曲的原因是:未滿足砂和砂桶質量遠小于小車的質量.

練習冊系列答案
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1)求小環(huán)在B點的速度大小v

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A. 地球吸引月球的力約為地球吸引蘋果的力的1/602

B. 月球公轉的加速度約為蘋果落向地面加速度的1/602

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(1)導體棒剛開始運動時的加速度a

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B. 若剪斷Ⅰ,則,方向沿Ⅰ的延長線

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D. 若剪斷Ⅱ,則,方向水平向左

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A.

B.

C.

D.

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C.用天平測出重錘的質量;

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E.測量紙帶上某些點間的距離;

F.根據測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能。

其中沒有必要進行或者操作不當?shù)牟襟E是_______.(將其選項對應的字母填在橫線處)

⑵已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz.查得當?shù)氐闹亓铀俣?/span>g=9.80m/s2.測得所用重物的質量為1.00kg.實驗中得到一條點跡清晰的紙帶,把第一個點記作O,每兩個計數(shù)點之間有四點未畫出,另選連續(xù)的3個計數(shù)點A、B、C作為測量的點,如圖所示.經測量知道A、B、C各點到O點的距離分別為50.50cm、86.00cm、130.50cm.根據以上數(shù)據,計算出打B點時重物的瞬時速度vB_____m/s;重物由O點運動到B點,重力勢能減少了_______J,動能增加了_______J(保留3位有效數(shù)字).并可得出的結論是____________________________。

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