题目内容
【题目】某同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验. 图为实验装置简图,A为小车,B为某种打点计时器,C为装有细砂的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力F等于细砂和小桶的总重量,小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得。.
(1)图为实验中所用打点计时器的学生电源。由学生电源可以判断该同学选用的是图中的_____(填“甲”或“ 乙”)打点计时器。
上述图(b)的安装中存在的错误有:①___________________② _________________ 。
(2)在“探究加速度a与质量m的关系”时,保持细砂和小桶质量不变,改变小车质量m,分别记录小车加速度a与其质量m的数据. 在分析处理时,该组同学存在两种方案;甲同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量m的图象;乙同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量倒数的图象。两位同学都按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注, 但尚未完成图象(如下图所示). 你认为同学______________(填“甲”、“乙”)的方案更合理. 请继续帮助该同学作出坐标中的图象 _________。
(3)在“探究加速度a与合力F的关系”时,保持小车的质量不变,改变小桶中细砂的质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图(c),该图线不通过坐标原点,试分析图线不通过坐标原点的原因。答:____________。
【答案】(1) 乙 、 接线柱应接在交流电上 、 电压应选择6V档
(2) 乙 、图像略
(3) 实验前该同学未平衡(或未完全平衡)摩擦力
【解析】
试题(1)图(b)为实验中所用打点计时器的学生电源,由学生电源可以判断该同学选用的是图(c)中的乙打点计时器。上述图(b)的安装中存在的错误有:
① 接线柱应接在交流电上;
②电压应选择档。
(2)由牛顿第二定律可知当合力不变时与成反比,在图象中应该是双曲线,但是实验得出的各组数据是不是落在同一条双曲线上是不好判断的,但是的关系是正比例函数,此时各组数据是不是落在同一条直线上是非常容易观察的,所以乙同学的方案更合理.实验得出的各组数据应该大体上落在同一条直线上。
(3)从图象可以看出当有了一定的拉力时,小车的加速度仍然是零,小车没动说明小车的合力仍然是零,即小车还受到摩擦力的作用,说明摩擦力还没有平衡掉,或者是平衡摩擦力了但是平衡的还不够,没有完全平衡掉摩擦力,所以图线不通过坐标原点的原因是实验前该同学未平衡(或未完全平衡)摩擦力。