某实验小组采用图示的装置探究“牛顿第二定律”即探究加速度a与合力F、质量M的关系.实验中,小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面.(1)为了把细绳对小车的拉力视为

某实验小组采用图示的装置探究“牛顿第二定律”即探究加速度a与合力F、质量M的关系.实验中,小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面.(1)为了把细绳对小车的拉力视为

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某实验小组采用图示的装置探究“牛顿第二定律”即探究加速度a与合力F、质量M的关系.实验中,小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面.
(1)为了把细绳对小车的拉力视为小车的合外力,要完成的一个重要步骤是______;
(2)为使图示中钩码的总重力大小视为细绳的拉力大小,须满足的条件是钩码的总质量______小车的总质量(填“大于”、“小于”、“远大于”或“远小于”).
(3)一组同学在做小车加速度与小车质量的关系实验时,保持钩码的质量一定,改变小车的总质量,测出相应的加速度.采用图象法处理数据.为了比较容易地检查出加速度a与小车的总质量M之间的关系,应作出a与______的图象.
(4)甲同学根据测量数据作出的a-F图象如图所示,说明实验中存在的问题是______.
答案
(1)小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力,要使拉力等于合力,则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力;
(2)重物加速下滑,处于失重状态,其对细线的拉力小于重力,设拉力为T,根据牛顿第二定律,有
对重物,有 mg-T=ma
对小车,有 T=Ma
解得
T=
M
M+m
mg

故当M>>m时,有T≈mg
(3)根据牛顿第二定律F=Ma,a与M成反比,而反比例函数图象是曲线,而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系,故不能作a-M图象;
但a=
F
M
,故a与
1
M
成正比,而正比例函数图象是过坐标原点的一条直线,就比较容易判定自变量和因变量之间的关系,故应作a-
1
M
图象.
(4)图2中图象与纵轴的截距大于0,说明在拉力等于0时,就已经有加速度,说明平衡摩擦力时斜面的倾角过大.
故答案为:(1)平衡摩擦力;(2)远小于;(3)
1
M
;(4)平衡摩擦力时斜面的倾角过大
举一反三
如图所示,质量为m=4kg的物体放在粗糙的水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2,物体在方向与水平面成α=37°斜向下、大小为20N的推力F作用下,从静止开始运动,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2.若5s末撤去F,求:
(1)5s末物体的速度大小;
(2)前8s内物体通过的位移大小.
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航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m=2㎏,动力系统提供的恒定升力F=28N.试飞时,飞行器从地面由静止开始竖直上升.设飞行器飞行时所受的阻力大小不变,g取10m/s2
(1)第一次试飞,飞行器飞行t1=8s时到达高度H=64m.求飞行器所阻力f的大小;
(2)第二次试飞,飞行器飞行t2=6s时遥控器出现故障,飞行器立即失去升力.求飞行器能达到的最大宽度h;
(3)为了使飞行器不致坠落到地面,求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3
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在动摩擦因数μ=0.2的水平面上有一个质量为m=2kg的物块,物块与水平轻弹簧相连,并由一与水平方向成θ=45°角的拉力F拉着物块,如图所示,此时物块处于静止平衡状态,且水平面对物块的弹力恰好为零.取g=10m/s2,以下说法正确的是(  )
A.此时轻弹簧的弹力大小为20N
B.当撤去拉力F的瞬间,物块的加速度大小为8m/s2,方向向左
C.若剪断弹簧,则剪断的瞬间物块的加速度大小为8m/s2,方向向右
D.若剪断弹簧,则剪断的瞬间物块的加速度为0

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钱江晚报2013-09-27报道,八旬老伯屋顶种南瓜坠落砸车,车主索赔三万八.5楼楼顶掉下的老南瓜,将凯美瑞车顶砸出深15厘米大坑.若5楼楼顶南瓜离车顶高度15米,南瓜质量1.5千克,南瓜下落作自由落体运动,砸车后匀减速到零.(取g=10m/s2,不计空气阻力)求:
(1)南瓜砸车瞬间的速度大小;
(2)南瓜砸车过程汽车车顶受到的平均作用力大小.
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如图所示,站在向左运行的汽车上的人与车保持相对静止,用手推车的力为F,脚对车向后的摩擦力为f.下列说法中正确的是(  )
A.当车做匀速运动时,F=f
B.当车做加速运动时,F<f
C.当车做减速运动时,F<f
D.不管车做何种运动,F总是f等大反向

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