题目内容

“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示。

(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸袋如图乙所示。计时器打点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度a=______m/s2.(结果保留两位有效数字)www.ks5u.com

(2)平衡摩擦力后,将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘,然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度。小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表:www.ks5u.com

砝码盘中砝码总重力F(N)

0.196

0.392

0.588

0.784

0.980

加速度a(m·s-2

0.69

1.18

1.66

2.18

2.70

请根据实验数据作出a-F的关系图像.

(3)根据提供的试验数据作出的-F图线不通过原点,请说明主要原因。

(1) 0.16  (0.15也算对)  ;(2)(见图);(3)未计入砝码盘的重力。


解析:

(1)△x=at2, t=0.1s,△x=(3.68-3.52)m,带入可得加速度=0.16m/s2。也可以使用最后一段和第二段的位移差求解,得加速度=0.15m/s2.

(2)如图所示。

(3)与纵坐标相交而不过原点,该交点说明当不挂砝码时,小车仍由加速度,即绳对小车仍有拉力,从此拉力的来源考虑很容易得到答案,是因为砝码盘的重力,而在(2)问的图表中只给出了砝码的总重力,而没有考虑砝码盘的重力。

点评:⑴处理匀变速直线运动中所打出的纸带,求解加速度用公式△x=at2,关键弄清公式中各个量的物理意义,△x为连续相等时间内的位移差,t为连需相等的时间间隔

(2)根据图中的数据,合理的设计横纵坐标的刻度值,使图线倾斜程度太小也不能太大,以与水平方向夹角45°左右为宜。由此确定F的范围从0设置到1N较合适,而a则从0到3m/s2较合适。设好刻度,根据数据确定个点的位置,将个点用一条直线连起来,延长交与坐标轴某一点。

(3)处理图象问题要注意图线的斜率、交点、拐点、面积等意义,能正确理解这些量的意义则很多问题将会迎刃而解。

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