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,拉力传感器与固定在木板一端定滑轮之间轻绳始终与木板面平行,传感器可直接显示绳上拉力的大小。
①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某同学据他的实验操作,得到如图乙小车加速度a与拉力传感器示数F的图线,横、纵轴截距分别为F0与-a0,依据a-F图象可求得小车质量M=________。
(2)B组用如图丙所示的实验装置做实验。
①在正确、规范的操作中,打出一条如图丁所示的纸带,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50 Hz。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/s2。(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,直到砂和砂桶的质量最终达到M。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aF的图像如图戊所示。下列图线正确的是________。
A. B. C. D.
【答案】AB 1.22 2.04 C
【解析】
(1)[1]
A.将长木板右端适当垫高,使小车能自由匀速滑动,这样做的目的是为了平衡摩擦力,只有这样小车受到的合力才为两根细绳的拉力,故A正确;
B.小车靠近打点计时器,可有效利用纸带,先接通电源打点稳定后再释放小车,打出一条纸带,同时记录传感器的示数为F,小车的合力为2F,故B正确;
CD.因为小车受到的合力可以通过传感器的示数表示出来(合力为为2F),所以实验中没有必要测出砂和砂桶的质量,也没有必要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量,故CD错误。
[2]
由牛顿第二定律可得
由图象的斜率可得
计算可得M=
(2)[3]
[4]
(3)[5]
BD.平衡了摩擦力后,由牛顿第二定律可得
成正比例关系,故BD错误;
AC.不断往砂桶里加砂,直到砂和砂桶的质量最终达到M,越到后面越不满足砂和砂桶的质量远远小于小车质量,绳子的拉力小于砂和砂桶的重力,此时加速度小于砂和砂桶的重力对应的加速度,图线会向下弯曲,故A错误,C正确。
故选择C选项。