题目内容
8.某实验小组利用如图1所示的装置探究加速度与力、质量的关系,将连接滑块的细绳、力传感器和动滑轮之前的细绳、定滑轮和动滑轮之间的细绳均调为水平,通过调节气垫导轨下的螺母使气垫导轨水平,打开气源,将滑块由静止释放,用刻度尺量出两光电门之间的距离和滑块的宽度,并记录滑块经过两光电门的时间.根据以上的操作回答下列问题:
(1)本实验中钩码的质量不需要(填“需要”或“不需要”)远小于滑块的质量.
(2)在探究加速度与外力的关系时,传感器的示数记为F,通过运动学公式计算出滑块的加速度a,改变钩码的质量,依次记录传感器的示数并求出所对应的加速度大小,则图2的四个a-F图象中能正确反映加速度a与传感器的示数F之间规律的是B.
(3)已知第(2)问中正确图象中的直线部分的斜率大小为k,则该滑块的质量为$\frac{2}{k}$.
分析 (1)实验中滑块所受的合力等于绳子拉力的2倍,绳子拉力可以通过传感器直接得出,所以不需要满足钩码质量远小于滑块质量.
(2)根据加速度a与F的关系确定正确的图线.
(3)根据牛顿第二定律得出a与F的关系式,结合图线的斜率求出滑块的质量.
解答 解:(1)实验中绳子的拉力可以通过力传感器直接得出,不需要满足钩码的质量远小于滑块的质量.
(2)加速度与滑块所受的合力成正比,图线应该是过原点的倾斜直线,故选:B.
(3)对滑块,根据牛顿第二定律得,2F=ma,解得a=$\frac{2F}{m}$,可知图线的斜率k=$\frac{2}{m}$,则滑块的质量m=$\frac{2}{k}$.
故答案为:(1)不需要,(2)B,(3)$\frac{2}{k}$.
点评 解决本题的关键知道实验的原理,注意滑块所受的合力是绳子拉力的2倍,绳子的拉力可以通过传感器直接得出.
练习册系列答案
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