题目内容
【题目】某同学通过如图1所示的装置进行“探究加速度与力、质量的关系”的实验.
(1)本实验所采用的科学方法是: .
A.理想实验法
B.等效替代法
C.控制变量法
D.建立物理模型法
(2)为了减小误差,钩码的质量m应小车的质量M(填“远大于”、“远小于”或“等于”);每次改变小车质量(或钩码质量)时,(填“需要”或“不需要”)重新平衡摩擦力.
(3)在保持小车的质量M一定时,探究加速度与所受合力的关系时,由于操作不当,该同学得到的a﹣F关系如图2所示,则其原因可能是 .
(4)图3为某次实验得到的纸带,打点计时器的频率为50Hz,纸带上相邻计数点间有4个点未画出,则小车的加速度大小为 m/s2 .
【答案】
(1)C
(2)远小于,不需要
(3)平衡摩擦力过度
(4)0.64
【解析】解:(1)在“探究牛顿第二定律”的实验时,有三个独立变量,质量、合力、加速度;先控制质量m一定,研究加速度a与合力F的关系;再控制合力F一定,研究加速度a与质量m的关系;即控制变量法,故答案为:(2)在验证牛顿第二定律的实验中,认为沙和沙桶的重力为拉小车运动的合力,故应该满足沙和沙桶总质量m远小于小车及其上砝码总质量M,即m<<M;
平衡摩擦力时,要求小车在无动力的情况下平衡摩擦力,不需要挂任何东西.平衡摩擦力时,是重力沿木板方向的分力等于摩擦力,即:mgsinθ=μmgcosθ,可以约掉m,只需要平衡一次摩擦力,改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦3)当F=0时,a≠0.也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度,该同学实验操作中平衡摩擦力过大,即平衡摩擦力时,长木板的倾角过大了或平衡摩擦力过(4)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2,结合作差法,
则加速度的大小,得 =
=
故答案为:(1)C(2)远小于不需要(3)平衡摩擦力过度(4)0.64
(1)本实验采用的实验方法应为控制变量法。
(2)实验成功的前提条件绳子的拉力等于物体所受到的合外力。
(3)平衡摩擦力才会得出正确实验结果。如果在没有拉力时,小车就有加速度,说明平衡摩擦力过度。
(4)在对纸带的研究过程当中,采用匀变速直线运动的推论相邻相等时间间隔位移之差恒定。
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