题目内容
【题目】某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中,设计出如下的实验方案,其实验装置如图所示.已知小车质量M=214.6 g,砝码盘质量m0=7.8 g,所使用的打点计时器交流电频率f=50 Hz.其实验步骤是:
A.按图中所示安装好实验装置
B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下做匀速运动
C.取下细绳和砝码盘,记下砝码盘中砝码的质量m
D.先接通电源,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求得小车的加速度a
E.重新挂上细绳和砝码盘,改变砝码盘中砝码的质量,重复B-D步骤,求得小车在不同合外力F作用下的加速度.
回答下列问题:
(1)按上述方案做实验,是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量?_____(填“是”或“否”).
(2)实验中打出的其中一条纸带如图所示,由该纸带可求得小车的加速度a=____ m/s2.
(3)某同学将有关测量数据填入他所设计的表格中,如下表,
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
砝码盘中砝码的重力F/N | 0.10 | 0.20 | 0.29 | 0.39 | 0.49 |
小车的加速度 | 0.88 | 1.44 | 1.84 | 2.38 | 2.89 |
他根据表中的数据画出a-F图象.造成图线不过坐标原点的一条最主要原因______,从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是_____,其大小为_____.
【答案】不需要 0.88 在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力、砝码盘的重力 砝码盘的重力大小 0.084
【解析】
(1)本实验是通过让小车的重力沿斜面向下的分力平衡砝码盘的拉力,再撤去砝码盘后由小车的重力沿斜面向下的分力提供加速度,所以不需要保证m远远小于M的关系;
(2)由图可知,T=0.1;加速度的大小可由逐差法求得
(3)图线不过原点,说明当外力为零时加速度不为零,由此可知原因在于在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力,由砝码的重力提供加速度大小ma=0.4×0.2146=0.084N