题目内容
【题目】在探究加速度与物体质量、物体受力的关系的活动中,某小组设计了如图甲所示的实验装置.图中上下两层水平轨道表面光滑,两小车前端系上细线,细线跨过滑轮并挂上砝码盘,两小车尾部细线连到控制装置上,实验时通过控制装置使两小车同时开始运动,然后同时停止.
(1)在安装实验装置时,应调整滑轮的高度,使;在实验时,为减小系统误差,应使砝码盘和砝码的总质量(填“远大于”“远小于”或“等于”)小车的质量.
(2)本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小,能这样比较,是因为 .
(3)实验中获得数据如下表所示:
小车Ⅰ、Ⅱ的质量m均为200g
实验次数 | 小车 | 拉力F/N | 位移x/cm |
1 | Ⅰ | 0.1 | |
Ⅱ | 0.2 | 46.51 | |
2 | Ⅰ | 0.2 | 29.04 |
Ⅱ | 0.3 | 43.63 | |
3 | Ⅰ | 0.3 | 41.16 |
Ⅱ | 0.4 | 44.80 | |
4 | Ⅰ | 0.4 | 36.43 |
Ⅱ | 0.5 | 45.56 |
在第1次实验中小车Ⅰ从图中的A点运动到B点(测量结果如图乙标尺所示),请将测量结果填到表中空格处 . 通过分析,可知表中第次实验数据存在明显错误,应舍弃.
【答案】
(1)细线与轨道平行(或水平),远小于
(2)两小车从静止开始作匀加速直线运动,且两小车的运动时间相等
(3)23.36,3
【解析】解:(1)在安装实验装置时,应调整滑轮的高度,使细线与轨道平行(或水平),如果细线不保持水平,那么小车的合力就不等于绳子的拉力,小车的合力就不能正确测量.
设小车的质量为M,砝码盘和砝码的质量为m,根据牛顿第二定律得:
对m:mg﹣F拉=ma
对M:F拉=Ma
解得:F拉= =
当m<<M时,即当砝码盘和砝码的总重力要远小于小车的重力,绳子的拉力近似等于砝码盘和砝码的总重力.(2)本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小,能这样比较,是因为两小车从静止开始作匀加速直线运动,且两小车的运动时间相等.(3)从刻度尺读出A点的读数为0.49cm,B点的读数为23.85cm,所以A点运动到B点的位移为23.36cm.
当小车质量一定时,小车的加速度与合力成正比,
而两小车从静止开始作匀加速直线运动,且两小车的运动时间相等,所以两小车的位移之比等于加速度之比,
所以拉力之比应该近似等于位移之比,从实验数据中发现第3次实验数据存在明显错误,应舍弃.
所以答案是:(1)细线与轨道平行(或水平),远小于;(2)两小车从静止开始作匀加速直线运动,且两小车的运动时间相等;(3)23.36,3.
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