题目内容
【题目】在“探究物体质量一定时,加速度与力的关系实验”中,小明同学做了如图甲所示的实验改进,在调节桌面水平后,添加了力传感器来测细线中的拉力。已知当地的重力加速度取。
(1)关于该实验的操作,下列说法正确的是_______。
A.必须用天平测出沙和沙桶的质量
B.一定要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量
C.应当先释放小车,再接通电源
D.需要改变沙和沙桶的总质量,打出多条纸带
(2)由多次实验得到小车的加速度a与力传感器显示数F的关系如图乙所示,则小车与轨道间的滑动摩擦力________N。
(3)小明同学不断增加沙子质量重复实验,发现小车的加速度最后会趋近于某一数值,从理论上分析可知,该数值应为________m/s2。
【答案】D 1.0 5m/s2
【解析】
(1)[1]AB.对小车的拉力是通过力传感器得到的,故无需测量沙和沙桶的质量,也不需要满足沙和沙桶的总质量远小于小车的质量,故AB错误;
C.使用打点计时器,应先接通电源,在释放小车,故C错误;
D.探究物体质量一定时加速度与力的关系,要改变沙和沙桶的总质量,打出多条纸带,故D正确。
故选D。
(2)[2]根据牛顿第二定律可知
图象
时
解得
(3)[3]沙和沙桶的位移为x1,小车的位移为x2,在相同时间t内
两者之间有定滑轮相连,所以位移之间的关系为
则加速度关系为
即小车的加速度是砂和砂桶加速度的。设绳子的拉力为T,根据牛顿第二定律得
化简可得
不断增加沙子质量时,m趋于无穷大,即可判断小车的加速度为
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