题目内容
某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验,图(a)为实验装置简图.(所用交变电流的频率为50Hz)(1)图(b)为某次实验得到的纸带,实验数据如图,图中相邻计数点之间还有4个点未画出,根据纸带可求出小车的加速度大小为______m/s2.(保留三位有效数字)
(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的,数据如下表:
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
小车加速度a/m?s-2 | 0.633 | 0.572 | 0.497 | 0.418 | 0.332 | 0.250 | 0.167 | 0.101 |
小车质量m/kg | 0.25 | 0.29 | 0.33 | 0.40 | 0.50 | 0.71 | 1.00 | 1.67 |
小车质量倒数/kg-1 | 4.00 | 3.45 | 3.03 | 2.50 | 2.00 | 1.41 | 1.00 | 0.60 |
(3)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,一位同学根据实验数据作出了加速度a随拉力F的变化图线如上图所示.该图线不通过原点,其主要原因是______.
【答案】分析:(1)小车做匀加速运动,根据匀变速运动的推论△x=aT2求出加速度.
(2)由F=ma得:在F一定的情况下,a与成正比,所以画a与的图象好找规律.
(3)根据F=ma,对小车及砂和砂桶进行分析误差产生的原因.
解答:解:(1)由题,相邻计数点之间还有4个点未画出,则相邻的计数点的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s.
相邻计数间的位移之差6.70-6.19=7.21-6.70=7.72-7.21=5.10cm,他们的位移差△x全部相等,都为5.10cm,连续相等时间内的位移差为定值的,说明小车做匀加速直线运动,由△x=aT2得
加速度a==m/s2=5.10m/s2.
(2)由表格可知小车的加速度与质量的倒数成正比,根据描点法画出图象,如图所示:
图象为一倾斜的直线,斜率k==,所以a=
(3)图线不通过坐标原点,说明F不为零时,加速度仍为零,知实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分(木板倾角较小).
故答案为:
(1)5.10;
(2)a=(0.142--0.182即可) 图见上
(3)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分或木板倾角较小
点评:解决本题的关键会从纸带上求瞬时速度和加速度,以及在作图时注意,偏离比较远的点可以舍去.
(2)由F=ma得:在F一定的情况下,a与成正比,所以画a与的图象好找规律.
(3)根据F=ma,对小车及砂和砂桶进行分析误差产生的原因.
解答:解:(1)由题,相邻计数点之间还有4个点未画出,则相邻的计数点的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s.
相邻计数间的位移之差6.70-6.19=7.21-6.70=7.72-7.21=5.10cm,他们的位移差△x全部相等,都为5.10cm,连续相等时间内的位移差为定值的,说明小车做匀加速直线运动,由△x=aT2得
加速度a==m/s2=5.10m/s2.
(2)由表格可知小车的加速度与质量的倒数成正比,根据描点法画出图象,如图所示:
图象为一倾斜的直线,斜率k==,所以a=
(3)图线不通过坐标原点,说明F不为零时,加速度仍为零,知实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分(木板倾角较小).
故答案为:
(1)5.10;
(2)a=(0.142--0.182即可) 图见上
(3)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分或木板倾角较小
点评:解决本题的关键会从纸带上求瞬时速度和加速度,以及在作图时注意,偏离比较远的点可以舍去.
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