题目内容
【题目】在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中,小明同学做了如图甲所示的实验改进,在调节桌面水平后,添加了用力传感器来测细线中的拉力.
(1)关于该实验的操作,下列说法正确的是________.
A.必须用天平测出砂和砂桶的质量
B.一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
C.应当先释放小车,再接通电源
D.需要改变砂和砂桶的总质量,打出多条纸带
(2)实验得到如图乙所示的纸带,已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz,相邻两计数点之间还有四个点未画出,由图中的数据可知,小车运动的加速度大小是________m/s2.(计算结果保留三位有效数字)
(3)由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示.则小车与轨道的滑动摩擦力Ff=________N.
(4)小明同学不断增加砂子质量重复实验,发现小车的加速度最后会趋近于某一数值,从理论上分析可知,该数值应为________m/s2.
【答案】 D 2.40 1.0 5 m/s2或4.9 m/s2
【解析】(1)AB.本题拉力可以由力传感器来测出,不需要用天平测出砂和砂桶的质量,也就不需要使小桶(包括砂)的质量远小于车的总质量,故A错误,B错误;
C. 打点计时器运用时,都是先接通电源,待打点稳定后再释放纸带,故C错误;
D.该实验探究加速度与力和质量的关系,需要改变沙和沙桶的总质量,打出多条纸带,故D正确
故选:D
(2) 相邻两计数点之间还有四个点未画出,T=0.1s,根据, ;
(3)根据牛顿第二定律:2F-Ff=ma,a=0时,Ff=2F=1.0N;
(4)设绳子拉力为T,根据牛顿第二定律:
mg-T=2ma
2T=Ma
联立解得: ,当m无穷大时,a=5m/s2。
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