某同学设计了一个“探究加速度与力、质量关系”的实验.如图甲为实验装置图,A为小车,B为打点计时器,C为装有砂子的砂桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中可认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重量. (1)图乙为某次实验得到的纸带,图中的点为实际打出来的点,已知所用交流电的频率为50Hz,则小车加速度为______m/s2(结果保留2位有效数字).
(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,得到如下数据:
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 小车加速度a/m•S-2 | 1.98 | 1.48 | 1.00 | 0.67 | 0.50 | 小车质量m/kg | 0.25 | 0.33 | 0.50 | 0.75 | 1.00 | kg-1 | 4.00 | 3.00 | 2.00 | 1.33 | 1.00 |
答案
(1)从纸带上看出,相邻两点间位移之差为一恒量,△x=0.51cm,根据△x=aT2得,a==m/s2=3.0m/s2. (2)如图.
(3)图线不通过坐标原点,F不为零时,加速度仍为零,知平衡摩擦力不足. 故答案为:(1)3.0(2)图略a∝(3)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够 |
举一反三
关于运动和力的关系,下列说法中正确的是( )A.物体受到的合外力越大,速度越大 | B.物体受到的合外力越大,速度变化越快 | C.物体从静止开始在外力作用下做直线运动,当合外力逐渐减小时,速度也逐渐减小 | D.物体原来做匀变速直线运动,当合外力逐渐增大时,速度也一定逐渐增大 | 某同学利用如图甲装置,保持校车的质量m一定,研究小车的加速度a和拉力F的关系:
(1)他用打点计时器记录了小车不同受力情况下的纸带.如图乙是从若干纸袋中选出的一条的一部分.他每隔4个点采一计数点(相邻两技术点的时间间隔为0.1s).图上标注了他对相邻两计数点间距离的测量结果. 已根据纸带上的数据计算出打点计时器打下A、B、C、E点时小车的速度并填入下表,请你计算打D点时小车的速度并填入下表
点 | A | B | C | D | E | 速度m/s | 0.776 | 0.790 | 0.815 | ______ | 0.856 | 一同学在“研究小车的加速度与外力关系”的探究实验中,使用了光电门.他将光电门固定在气垫轨道上的某点B,用不同的力拉小车,但每次小车从同一位置A由静止释放,测出对应不同外力时小车上遮光板(宽度L很小)通过光电门的时间△t.然后经过数据分析,发现小车所受拉力F反比于△t2,于是他就得出物体的加速度正比于外力的结论.试简要说明该同学的推理过程.
| 关于力和物体运动的关系,下列说法中正确的是( )A.物体受到的合外力越大,则速度的改变量就越大 | B.物体受到的合外力不为零且不变,则物体的运动状态一定改变 | C.物体受到的合外力不为零且改变,则物体的速度一定改变 | D.物体受到的合外力为零,则物体的运动状态一定不改变 | 光电计时器(数字计时器)是研究运动的常用装置,当物体通过光电门时光被挡住,计时器开始计时当物体离开时停止计时,这样就可以根据物体大小与运动时间计算物体运动的速度,它往往与气垫导轨配合使用,如图所示;下面是某实验小组用气垫导轨和光电计时器“探究加速度与外力关系”时得到的数据表格.保持滑块质量M(M=0.2kg)不变时的实验数据.
砝码的质量m/kg | 滑块所受拉力大小的近似值F/N | 滑块通过光电门1的速度v1/(m/s) | 滑块通过光电门2的速度v2/(m/s) | 两光电门的距离S/m | 滑块加速度的计算值a/(m/s2) | 5×10-3 | 4.9×10-2 | 0.09 | 0.15 | 0.50 | a1=______×10-2 | 10×10-3 | 9.8×10-2 | 0.12 | 0.21 | 0.50 | a2=______×10-2 | 15×10-3 | 14.7×10-2 | 0.14 | 0.25 | 0.50 | a3=______×10-2 |
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