题目内容
【题目】某实验小组欲以图甲所示实验装置“探究加速度与物体受力和质量的关系”.图中A为小车,B为装有砝码的小盘,C为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与打点计时器相连,小车的质量为,小盘(及砝码)的质量为.
(1)下列说法正确的是(______)
A.实验时先放开小车,再接通打点计时器的电源
B.每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力
C.本实验中应满足远小于的条件
D.在用图象探究小车加速度与质量的关系时,应作图象
(2)实验中,得到一条打点的纸带,如图乙所示,已知相邻计数点间的时间间隔为T,且间距、、、、、已量出,则小车加速度的计算式a=________________________.
(3)某同学平衡好摩擦阻力后,在保持小车质量不变的情况下,通过多次改变砝码重力,作出小车加速度a与砝码重力F的图象如图丙所示.若牛顿第二定律成立,重力加速度,则小车的质量为__________ ,小盘的质量为__________ .(保留2位有效数字)
(4)实际上,在砝码的重力越来越大时,小车的加速度不能无限制地增大,将趋近于某一极限值,此极限值为___________. ()
【答案】 C 2.0 0.060 10
【解析】解: (1)A.实验时先接通打点计时器的电源,再放开小车,A错误
B.每次改变小车质量时,不需要重新平衡摩擦力 B错误
C.只有满足m2应远小于m1的条件,才能认为托盘和砝码的重力等于小车的拉力,故C正确。
D、“探究加速度与质量的关系”时拉力不变,即m1不变,应作 图象,故D错误
(2)根据匀变速直线运动的推论公式 ,六组数据应该用逐差法求平均加速度,因此在本题中有:
(3)对图象来说,图象的斜率表示小车质量的倒数,图象的斜率为: ,故小车质量为: ,F=0时,产生的加速度是由于托盘作用产生的,故有: ,解得: (对图中的数据读取不一样,可有一定范围).
(4)当钩码的质量远小于小车的总质量时,钩码所受的重力才能作为小车所受外力,如果增大钩码的质量,则外力增大,曲线不断延伸,那么加速度趋向为g=10m/s2。
【题目】某物理兴趣小组利用传感器进行探究实验,其实验装置及原理图分别如甲、乙所示.
该装置中,A、B为力传感器,研究对象是质量m=310g的金属圆柱体G,将G放在A、B的两探头之间,两探头受到压力的数据,通过传感器、数据采集器传输给计算机,数据如表1所示.
表1 圆柱体的质量:310g
θ/° | 0 | 30 | 45 | 60 | 90 |
FA/N | 0.00 | 1.49 | 2.12 | 2.59 | 3.02 |
FB/N | 3.01 | 2.61 | 2.13 | 1.50 | 0.00 |
(1)观察、分析数据表1,可得出:金属圆柱体重力沿斜面向下的分力FA随斜面倾角θ的增大而 , 垂直斜面向下的分力FB随斜面倾角θ的增大而 .
(2)某同学发现两传感器的读数并不是与角度的变化成正比,他猜想圆柱体所受重力及其分力间满足某个函数关系,并根据该函数关系计算两探头受到压力的理论值如表2所示(g取9.8m/s2)
表2 圆柱体的质量:310g
θ/° | 0 | 30 | 45 | 60 | 90 |
FA/N | 0.00 | 1.52 | 2.15 | 2.63 | 3.04 |
FB/N | 3.04 | 2.63 | 2.15 | 1.52 | 0.00 |
该同学猜测的函数关系式应当分别为:FA= , FB=(用金属圆柱体质量m、重力加速度g、斜面倾角θ表示)
(3)在实验中无论是分析“表1”还是“表2”的数据时,都认为传感器的读数都等于相应的圆柱体重力的分力,其物理学依据是(乙沿斜面方向为例);因为A传感器的读数等于A传感器所受的压力,根据此压力大小等于圆柱体沿斜面方向所受的支持力,而根据此支持力大小等于圆柱体重力沿斜面方向的分力
(4)为了减少实验误差,可采取的办法是(写出一个即可)