题目内容
【题目】某实验小组应用如图所示装置“探究加速度与物体受力的关系”,已知小车的质量为M,砝码及砝码盘的总质量为m,打点计时器所接的交流电的频率为f,定滑轮和动滑轮的阻力可忽略不计。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,使小车能沿长木板向下匀速运动,记下此时弹簧秤示数;
③ 挂上砝码盘,接通电源后,再放开小车,打出一条纸带,记下弹簧秤示数,由纸带求出小车的加速度
;
④ 改变砝码盘中砝码的质量,重复步骤③,求得小车在不同合力作用下的加速度.
(1)对于该实验方案,下列说法正确的是_____________。
A.平衡摩擦力时,即②步骤中一定不能挂上砝码盘
B.与小车相连的轻绳与长木板一定要平行
C.实验过程中一定要保持
D.小车在运动中,所受到的合力等于弹簧秤示数F减去小车匀速下滑时弹簧秤示数,即
(2)实验中打出的其中一条纸带如图所示,则打点计时器在打2计数点时,小车速度大小计算公式:___________,加速度大小计算公式:____________。(以上公式用字母、
和交流电频率f表示)
(3)若,
,
,
,f=50Hz。则小车的加速度a=___
。(结果保留两位有效数字)
(4)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的关系图象,如图所示,与本实验相符合的是______.
A. B.
C.
D.
【答案】 BD
0.88 C
【解析】(1) ②调节长木板的倾角,轻推小车,使小车能沿长木板向下匀速运动,小车受重力、摩擦力、支持力和轻绳的拉力作用,根据平衡条件得:平行斜面方向有;③挂上砝码盘,接通电源后,再放开小车,打出一条纸带,记下弹簧秤示数
,根据牛顿第二定律得:
,而
,则此时加速度
,由此可知加速度的大小与弹簧秤的示数和小车的质量有关,故在平衡摩擦力时只要小车匀速运动即可,由此读出弹簧秤的示数
,与是否挂上砝码盘无关,也不用满足
,故AC错误,D正确;如果细绳不与木板平行,则木板方向是由细绳拉力的分力产生加速度,给实验带来误差,所以要求细绳一定沿木板方向,故B正确;选BD.(2)由图可知,相邻两个计数点的时间间隔为
,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,即第2点的瞬时速度等于1点至3点的平均速度,则有:
; 根据
,得:
;(3)根据
,得:
,代入数据得:
;(4)根据
可知,a与弹簧秤的示数F是一条不经过原点的倾斜直线,故选C.
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