题目内容
【题目】在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时,实验器材按如图所示安装完毕.小车及车中的砝码质量用M表示,盘及盘中的砝码质量用m表示.
(1)实验装置或操作过程需要调整的是____________(写出一项即可);
(2)当M与m的大小关系满足_________时,才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力.
(3)如果在砝码盘与细绳间连接一个力传感器测量小车受到的拉力,实验中是否必须满足砝码盘与盘中砝码的总质量远小于小车的质量?_______(选填“是”或“否”)
(4)某一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验,以下操作正确的是________.
A.平衡摩擦力时,应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力
C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器的电源
D.用天平测出m以及小车质量M,小车运动的加速度可直接用公式求出
【答案】(1)①打点计时器使用干电池;②细绳与木板不平行;③小车初始位置离打点计时器太远 (任选一个) (2)mM (3)否 (4)B
【解析】
(1)实验装置或操作过程需要调整的是:①打点计时器使用干电池;②细绳与木板不平行;③小车初始位置离打点计时器太远 (任选一个);
(2)根据牛顿第二定律得:对m:mg-F拉=ma,对M:F拉=Ma,解得:;当M>>m时,即当砝码和盘的总重力要远小于小车的重力,即mM,绳子的拉力近似等于砝码和盘的总重力.
(3)如果在砝码盘与细绳间连接一个力传感器测量小车受到的拉力,则不需要用砝码盘与盘中砝码的重力代替绳子的拉力,所以不需要满足砝码盘与盘中砝码的总质量远小于小车的质量。
(4)平衡摩擦力时,应将绳从小车上拿去,轻轻推动小车,使小车沿木板运动,通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动.故A错误.每次改变小车的质量时,小车的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消,不需要重新平衡摩擦力.故B正确.实验时,应先放开小车,再接通打点计时器电源,由于小车运动较快,可能会使打出来的点很少,不利于数据的采集和处理.故C错误.小车运动的加速度是利用打点计时器测量,如果用天平测出m以及小车质量M,直接用公式a=mg/M求出,这是在直接运用牛顿第二定律计算的,而我们实验是在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系.故D错误.故选B.