题目内容
【题目】某实验小组用如图所示的装置探究质量一定时加速度与力的关系。
用铁架台将两块固定有定滑轮的木板架起,木板的右端固定了两个打点计时器,将两个质量相等的小车A、B放置在木板右端,用细线绕过滑轮组后与两小车相连。两条纸带穿过打点计时器后分别与小车连接在一起。将两个打点计时器接在同一个电源上,确保可将它们同时打开或关闭。实验时,甲同学将两小车按住,乙同学先在动滑轮下方挂上一个钩码,再接通电源使打点计时器开始工作。打点稳定后,甲将两辆小车同时释放。在小车撞到定滑轮前,乙断开电源,两打点计时器同时停止工作,取下两条纸带,通过分析处理纸带记录的信息,可以求出两小车的加速度,进而完成实验.请回答以下问题:
(1)下图为小车A后面的纸带,纸带上的0, 1, 2, 3, 4,5, 6为每隔4个打印点选取的计数点,相邻两计数点间的距离如图中标注,单位为cm。打点计时器所用电源的频率为50Hz,则小车A的加速度a1=_____m/s2(结果保留两位有效效字)。同样测出小车B的加速度a2,若a1:a2近似等于_________,就可说明质量一定的情况下,物体的加速度与力成正比。
(2)丙同学提出,不需测出两小车加速度的数值.只量出两条纸带上从第一个打印点到最后一个打印点间的距离x1、x2,也能完成实验探究,若x1:x2近似等于___,也可说明质量一定的情况下,物体的加速度与力成正比,理由是_____________。
(3)下列操作中,对减少实验误差有益的是______
A.换用质量大一些的钩码
B.换用质量大一些的小车
C.调整定滑轮的高度,使牵引小车的细线与木板平行
D.平衡小车运动过程中受到的摩擦力时,将细线与小车连接起来
【答案】 (1)0.48 1:2 (2)1:2 由可知,当时间t相等时,位移与加速度成正比; (3)AC
【解析】(1)同纸带可知,小车A的加速度,式中,代入数据可得: ,由装置可知,B车受的拉力TB等于A车所受拉力的2倍,则根据,可知,测出B的加速度a2,如果a1:a2=1:2,就可以说明质量一定的情况下,物体的加速度与质量成正比。
(2)丙同学的验证方法是:比较x1与x2的比值是否近似等于1:2;小车从静止开始运动,纸带上最初和最末两个点对应小车的运动时间相等,同可知,x与a成正比,即距离之比等于加速度之比。
(3)A项:换成质量更大一些的钩码,可减小实验的相对阻力,使得测量更准确,故A正确;
B项:换质量大一些的小车,可增大阻力,加大误差,故B错误;
C项:调整定滑轮的高度,使牵引小车的细线与木板平行,可减实验的误差,故C正确;
D项:平衡小车运动时受到的摩擦力时,只让小车拖着纸带运动,而不应连接细线,故D错误。