题目内容
【题目】用图甲所示装置“探究小车加速度与力、质量的关系”。请思考并完成相关内容:
(1)实验时,为平衡摩擦力,以下操作正确的是_______。
A.连着砂桶,适当调整木板右端的高度,直到小车被轻推后沿木板匀速运动
B.取下砂桶,适当调整木板右端的高度,直到小车被轻推后沿木板匀速运动
C.取下砂桶,适当调整木板右端的高度,直到小车缓慢沿木板做直线运动
(2)在平衡摩擦力后,本实验通过改变砂桶内砂的质量来改变合外力的大小,若小车质量为200g,为了减小实验误差,实验中砂桶和砂的总质量范围应选_______组比较合理。
A.10~20g B.200~400g C.1000~2000g
(3)图乙是实验中得到的一条纸带,已知相邻计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用电源频率为50Hz,由此可求出小车经过第3点时的速度v=_______m/s,小车的加速度a=_______m/s2(计算结果均保留三位有效数字)。
【答案】B A 0.981 1.60
【解析】
(1)平衡小车受到的摩擦力,应取下沙桶;当小车的摩擦力被平衡时,小车能在斜面上保持静止,轻推一下小车,小车能沿斜面匀速下滑。实验时,为平衡摩擦力,以下操作正确的是B
(2)小车和沙桶通过细线连接,它们运动的加速度大小相等,小车的质量为,沙桶和沙的质量为,细线的拉力为,对于沙桶和小车,由牛顿第二定律有
,
化简可得
而实验中是以沙和沙桶的重力表示细线对小车的拉力,即小车的加速度为
所以,当时,可认为,即实验中砂桶和砂的总质量范围应选A组比较合理
(3)匀变速直线运动中,由中间时刻的瞬时速度等于这段的平均速度可得
利用逐差法求加速度可得
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