题目内容
【题目】用如图所示的实验装置,探究加速度与力、质量的关系。
实验中,将一端带滑轮的长木板放在水平实验台上,实验小车通过轻细线跨过定滑轮与钩码相连,小车与纸带相连,打点计时器所用交流电的频率为50Hz。在保持实验小车质量不变的情况下,放开钩码,小车加速运动,处理纸带得到小车运动的加速度a,改变钩码的个数,重复实验。
(1)实验时,要求钩码的质量远小于小车的质量,这样做的目的是______。
A.避免在小车运动的过程中发生抖动
B.使小车获得较大的加速度
C.使细线的拉力等于小车受到的合外力
D.使小车最终能匀速运动
E.使纸带上点迹清晰,便于进行测量
F.使钩码重力近似等于细线的拉力
(2)实验过程中打出的一条纸带如图,在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点,在这个点上标明A,第六个点上标明B,第十一个点上标明C,第十六个点上标明D,第二十一个点上标明E。测量时发现B点已模糊不清,于是测得AC的长度为12.26cm,CD的长度为6.60cm,DE的长度为6.90cm,则应用所有测得的数据,可计算得出小车运动的加速度a=__________m/s2(结果保留两位有效数字)
(3)根据实验测得的数据,以小车运动的加速度a为纵轴,钩码的质量m为横轴,得到如图所示的a-m图像如图中图线A所示,现仅增大木板与水平方向夹角,得到的图像可能是图中的_____(图中所示的A、B、D、E图线相互平行)
【答案】F 0.31 DE
【解析】
(1)[1]设绳的拉力为T,对钩码有
对小车有
联立有
用钩码的重力代替细绳的拉力,则要求钩码的质量远小于小车的质量,故F正确。
(2)[2] 根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小
(3)[3]根据题意可知,绳拉力近似等于钩码重力
可得
故图像斜率为,现仅增大木板与水平方向夹角,图像的斜率不变,且倾角变大,则图像与纵轴交点变大,故得到的图像可能是图中的DE。