题目内容
【题目】为了探究物体质量一定时加速度与力的关系,A、B同学设计了如图甲所示的实验装置.其中小车的质量为M,砂和砂桶的质量为m,与小车相连的滑轮的质量为m0 . 力传感器可测出轻绳中的拉力大小,重力加速度为g.实验时先平衡摩擦力.
(1)A同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带(相邻两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时器采
用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s2(结果保留三位有效数字).
(2)A同学以力传感器的示数F为纵坐标,加速度a为横坐标,画出的F﹣a图象如图丙所示,求得图线的斜
率为k,则小车的质量M=(用所给物理量的符号表示).
(3)B同学也以力传感器的示数F为纵坐标,加速度a为横坐标,画出的F﹣a图象如图丁所示,图线不过原
点的原因可能是 . (答一条即可)
【答案】
(1)1.80
(2)
(3)平衡摩擦力过度
【解析】解:(1)由于两计数点间还有4个点没有画出,故两点之间的时间间隔为T=5×0.02s=0.10s,取六段距离,采用两分法,由△x=aT2可得: =180
(2)对小车和滑轮组成的整体,根据牛顿第二定律,有
,得
F﹣a图线是一条过原点的直线,斜率 ,解得
(3)根据F等于零,加速度不为零,分析图线不过原点的原因,可知实验中平衡摩擦力过度
所以答案是:(1)1.80 (2) (3)平衡摩擦力过度
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