题目内容
【题目】如图所示,下关一中某物理兴趣小组利用如下实验装置“探究小车加速度与力、质量的关系”。已知小车的质量为M,每个钩码的质量为m,打点计时器所接的交流电源的频率为50 Hz,动滑轮质量不计,实验步骤如下:
①按图所示安装好实验装置,其中与定滑轮及弹簧测 力计相连的细线竖直;
②调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下匀速运动;
③挂上钩码,接通电源后,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求出小车的加速度,读出弹簧测力计的示数;
④改变钩码的数量,重复步骤③,求得小车在不同拉力作用下的加速度。
根据上述实验过程,回答以下问题:
(1)对于上述实验,下列说法正确的是__________(填选项前的字母)。
A.钩码的质量应远小于小车的质量
B.步骤②是平衡摩擦力的操作
C.与小车相连的细线与长木板一定要平行
D.不需要记录所挂钩码的质量
E.每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力
(2)实验中打出的一条纸带如图所示,图中相邻两计数点间还有4个点未画出,由该纸带可求得小车在B点的瞬时速度是vB=_______m/s,小车的加速度a=________m/s2(结果保留两位有效数字)。
(3)若交流电的实际频率大于50 Hz,则上述(2)中加速度a计算结果与实际值相比_________(选填“偏大”、“偏小”、“不变”)。
(4)在研究小车质量M、合力F对小车加速度a的影响时,应采用____________的方法。
(5)由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图像,与本实验相符合的是________;若已图像的斜率为k,则小车的质量表达式为__________。
A. B. C. D.
【答案】BCD 0.64 0.88 偏小 控制变量法 A
【解析】
(1)[1]A.由于不是钩码的重力为小车的拉力,所以不需要钩码的质量远小于小车的质量的条件。故A错误。
B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下匀速运动,说明平衡了摩擦力。故B正确。
C.与小车相连的轻绳与长木板一定要平行。故C正确。
D.记录弹簧秤示数,不需要记录记录所挂钩码的质量。故D正确。
E.小车能沿长木板向下匀速运动,根据平衡条件可知,改变小车质量时,不需要重新平衡摩擦力。故E错误。
(2)[2]相邻两计数点间还有4个点未画出,所以相邻两计数点的时间间隔为T=0.1s。AC段的平均速度等于B点的瞬时速度,B点的瞬时速度为:
[3]根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小:
(3)[4]若交流电的实际频率大于50Hz,打点计时器打点的时间间隔小于0.02s,计数点间的时间间隔小于0.1s,计算加速度时所用时间t偏大,加速度的测量值小于真实值,即计算结果与实际值相比偏小。
(4)[5]为了研究加速度跟力和质量的关系,要先控制一个量不变,这种方法称为控制变量法;
(5)[6]由题意可知,小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系应该是成正比,即为过原点的一条倾斜直线。故A正确,BCD错误。
[7]滑块受到的拉力T为弹簧秤示数的两倍,即:T=2F,由牛顿第二定律可得:T=Ma,得
若已图像的斜率为k,则: