题目内容
【题目】某同学采用如图所示的装置验证规律“物体质量一定,其加速度与所受合力成正比”。
a.按图3把实验器材安装好,不挂配重,反复移动垫木直到小车做匀速直线运动;
b.把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂配重,接通电源,放开小车,打点计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点,取下纸带,在纸带上写上编号;
c.保持小车的质量M不变,多次改变配重的质量m,再重复步骤b;
d.算出每条纸带对应的加速度的值;
e.用纵坐标表示加速度a,横坐标表示配重受的重力mg(作为小车受到的合力F),作出a-F图象。
(1)在步骤d中,该同学是采用v-t图象来求加速度的。图4为实验中打出的一条纸带的一部分,纸带上标出了连续的3个计数点,依次为B、C、D,相邻计数点之间还有4个计时点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。打点计时器打C点时,小车的速度为_____________m/s;
(2)其余各点的速度都标在了v-t坐标系中,如图5所示。t=0.10s时,打点计时器恰好打B点。请你将(1)问中所得结果标在图5所示的坐标系中,并作出小车运动的v-t图线;利用图线求出小车此次运动的加速度a =________________m/s2;
(3)最终该同学所得小车运动的a-F图线如图6所示,从图中我们看出图线是一条经过原点的直线。根据图线可以确定下列说法中不正确的是______________
A.本实验中小车质量一定时,其加速度与所受合力成正比
B.小车的加速度可能大于重力加速度g
C.可以确定小车的质量约为0.50kg
D.实验中配重的质量m远小于小车的质量M
【答案】0.44 1.0 B
【解析】
(1)在匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,据此可求出C点的瞬时速度大小。(2)在匀变速直线运动中,故v-t图象应为线性关系,连线求出图线的斜率即为加速度。(3)由原理F=Ma结合图象可F与a的关系,斜率的意义。
(1)中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,则有:,(2)在匀变速直线运动中
,故v-t图象应为线性关系,画图时让尽量多的点落在直线上即可,如图所示
在v-t图象中,图线的斜率表示加速度,则,(3)由图线可得:F与a成正比,故A正确;对整体,根据牛顿第二定律得:小车的加速度为
,所以加速度不可能大于g,故B错误;对小车,根据牛顿第二定律得:F=Ma,变形得:
,故图线的斜率
,解得:M=0.5kg,故C正确;因为图线是过原点的直线,故满足配重的质量m远小于小车的质量M,故D正确.本题选不正确的,故选B。
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