题目内容
【题目】两实验小组分别作“探究加速度和力、质量的关系”实验。
(1)A组用如图甲所示装置做实验,图中带滑轮的长木板放置于水平桌面上,拉力传感器可直接显示所受拉力的大小。做实验时,下列操作必要且正确的是_______。
A.将长木板右端适当垫高,使小车能自由匀速滑动
B.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录传感器的示数
C.为了减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
D.用天平测出砂和砂桶的质量
(2)B组用如图乙所示的实验装置来做实验。
①在正确、规范的操作中,打出一条如下图所示的纸带,每两个计数点之间还有四个计时点没有画出来,纸带上的数字为相邻两个计数点间的距离,打点计时器的频率为50Hz。打第4个计数点时小车的速度v4=________m/s;小车做匀加速直线运动的加速度a=________m/s。(保留三位有效数字)
②平衡了摩擦力后,在小车质量M保持不变的情况下,不断往砂桶里加砂,直到砂的质量最终达到。测出每次加砂后,砂和砂桶的总重力F和小车的加速度a,作a-F的图象。下列图线正确的是________。
【答案】 AB 1.21 2.02 C
【解析】(1)实验前要平衡摩擦力,将长木板右端适当垫高,使小车能自由匀速滑动,选项A正确;为重复利用纸带,小车应靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录传感器的示数,选项B正确;绳子的拉力可以由拉力传感器,读出,实验中不需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量,不需要用天平测出砂和砂桶的质量,选项C错误;选项D错误。
(2)①每两个计数点之间还有四个计时点没有画出来,因此相邻两计数点间的时间间隔为T=0.1s,打计数点4时小车的瞬时速度等于计数点3~5间的平均速度,则有:;根据,解得。
②平衡了摩擦力后,对小车有:T=Ma,对砂和砂桶有:mgT=ma,联立可得:。若满足,则有,即的图象为直线,当砂和砂桶的质量较大时,不再满足这一条件,此情况下按相同方式描点的图象遵循规律,随着砂的质量的增加,的图象的斜率为将减小,所以图线将向下弯曲。