在“探究”加速度与力、质量的关系的实验中,采用如图甲所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带由

在“探究”加速度与力、质量的关系的实验中,采用如图甲所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带由

题型:不详难度:来源:
在“探究”加速度与力、质量的关系的实验中,采用如图甲所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打出的点计算出,实验中所使用的电源是50HZ的交流电.

(1)当M与m的大小关系满足______时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力.
(2)图乙为某次实验得到的纸带,图中A、B、C、D、E为计数点,相邻两个计数点间有四个点未画出.根据纸带可计算出纸带所对应小车的加速度a=______m/s2(结果保留三位有效数字)
(3)一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持盘及盘中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,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与质量M的关系,应该做a与______的图象.
(4)如图丙所示为甲同学根据测量数据作出的a-F图象,说明实验存在的问题是______.
(5)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a-F图象如图丁所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同______.
答案
(1)根据牛顿第二定律得,a=
mg
M+m
,则绳子的拉力F=Ma=
mMg
M+m
=
mg
1+
m
M
,知当m远小于M时,绳子的拉力等于盘和盘中砝码的重力.
(2)根据△x=aT2,运用逐差法得,a=
xCE-xAC
4T2
=
[(49.10-17.54)-17.54]×10-2
4×0.01
=3.51m/s2
(3)因为a与M的关系图线为曲线,无法得出a与M的关系,应该作出a-
1
M
图线,通过图线是直线,说明a与M成反比.
(4)F不等于零时,加速度仍然为零,知未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.
(5)a-F图线的斜率表示质量的倒数,图线的斜率不同,则两个同学做实验时的小车质量不同.
故答案为:(1)m远小于M,(2)3.51,(3)
1
M
(4)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足,(5)小车的质量.
举一反三
如图为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)探究加速度与力、质量的关系”的实验装置.
(1)在研究加速度和力的关系的实验中,必须采用控制变量法,应保持______不变,用钩码所受的重力作为______用DIS测小车的加速度.
(2)在研究小车的加速度a和小车的质量M的关系时,由于始终没有满足M>>m(m为钩码的质量)的条件,结果得到的图象应是如图中的图______.
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某同学在实验室用如图甲所示的装置进行“探究加速度与力、质量的关系”的实验,小车及车中钩码的质量用M表示,沙桶及沙的质量用m表示.
(1)在实验中平衡摩擦力时需将长木板的右端垫高,直到在没有沙桶拖动下,小车拖动纸带穿过计时器时能______.
(2)在______条件下,可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力,在控制______不变的情况下,可以探究加速度与合力的关系.
(3)如图丙所示为某同学根据所测量数据作出的a-F图象,说明实验存在的问题是______.
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实验探究加速度与力、质量的定量关系,下列认识正确的是(  )
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A.F、m和a三个物理量都有直接测量的工具
B.实验时为消除摩擦力对小车运动的影响,要将木板无滑轮的一端垫高,直到小车不挂重物时也能自己沿长木板运动起来
C.实验时重物通过细绳拉小车的力要比重物的重力小
D.根据实验数据,得到的F不变时的a-m图象是过原点的倾斜直线
做“探究加速度与力、质量的关系”的实验,主要的步骤有:
A.将一端附有定滑轮的长木板放在水平桌面上,取两个质量相等的小车,放在光滑的水平长木板上
B.打开夹子,让两个小车同时从静止开始运动,小车运动一段距离后,夹上夹子,让它们同时停下来,用刻度尺分别测出两个小车在这一段相同时间内通过的位移大小
C.分析所得到的两个小车在相同时间内通过的位移大小与小车所受的水平拉力的大小的关系,从而得到质量相等的物体运动的加速度与物体所受作用力大小的关系
D.在小车的后端也分别系上细绳,用一只夹子夹住这两根细绳
E.在小车的前端分别系上细绳,绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘内分别放着数目不等的砝码,使砝码盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量,分别用天平测出两个砝码盘和盘内砝码的总质量
上述实验步骤,正确的排列顺序是______.
利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系,得到质量相等的两辆小车的实验数据如下表所示:
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