题目内容
【题目】某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中,设计出如下图的实验方案,其实验装置如图所示。已知小车质量M=214.6g,砝码盘质量m0=7.8g,所使用的打点计时器交流电频率f=50Hz。其实验步骤是:
A.按图中所示安装好实验装置;
B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下做匀速运动;
C.取下细绳和砝码盘,记下砝码盘中砝码的质量m;
D.将小车置于打点计时器旁,先接通电源,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求得小车的加速度a;
E.重新挂上细绳和砝码盘,改变砝码盘中砝码的质量,重复B~D步骤,求得小车在不同合外力F作用下的加速度。
回答下列问题:
(1)按上述方案做实验,是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量?___________(填“是”或“否”)。
(2)实验中打出的其中一条纸带如下图所示,由该纸带可求得小车的加速度a=___________m/s2(保留两位有效数字)。
(3)某同学将有关测量数据填入他所设计的表格中,如下表∶
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
砝码盘中砝码的重力F/N | 0.10 | 0.20 | 0.29 | 0.39 | 0.49 |
小车的加速度a/(m·s-2) | 0.88 | 1.44 | 1.84 | 2.38 | 2.89 |
他根据表中的数据画出a—F图像,如图所示,造成图线不过坐标原点的一条最主要原因是(____)
A.摩擦力平衡不足 B.摩擦力平衡过度
C.未考虑砝码盘质量的因素 D.砝码和砝码盘的总质量过大
【答案】否 C
【解析】
(1)[1]小车匀速运动时,根据平衡条件可知
当取下细绳和砝码盘后,小车沿斜面向下加速运动,重力沿斜面向下的分力和沿斜面向上的大小均不变,所以小车所受合外力为
所以实验中不要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量,即否。
(2)[2]由纸带可知,相邻计数点的时间T=0.1s,根据逐差法
解得加速度
(3)[3]根据图像可知,在时,小车加速度不为零,说明此时小车所受合外力不为0,这说明在计算小车所受合外力时未计入砝码盘的重力,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。