题目内容
【题目】在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,某同学使用了如图所示的装置,木板放在水平桌面上,打点计时器打点频率为50Hz。
(1)实验中得到如图一段纸带,每五个点为一计数点,测得AB=7.65cm;BC=10.17m,实验测出小车的加速度大小为_______m/s2 (结果保留2位小数);
(2)若直接按图所示装置进行实验,以沙和沙桶的总重力F为横坐标,通过纸带分析得到的加速度a为纵坐标,画出的a-F图象合理的_______
(3)实验中,沙和沙桶的总重力_______(填“大于”或“小于”或“等于”)绳子对小车的拉力,为了让沙和沙桶的总重力大小更接近绳子对小车的拉力,应让沙和沙桶的总质量________(填“远大于”或“远小于”)小车的质量;
(4)若第(2)中四个图象中的图线(包括B、C中的直线部分)的斜率为k,则小车的质量M_______。
【答案】(1)2.52m/s2 (2)C (3)小于; 远小于; (4)1/k.
【解析】
(1)根据x=aT2求解加速度;(2)若直接按图所示装置进行实验,没有平衡摩擦力,则当力F到达某一值时小车才有加速度;(3)细线的拉力小于沙和沙桶的总重力.为了让沙和沙桶的总重力大小更接近绳子对小车的拉力,应让沙和沙桶的总质量远小于小车的质量;(4)a –F图像的斜率的倒数等于小车的质量.
(1)小车的加速度大小为:
(2)若直接按图所示装置进行实验,没有平衡摩擦力,则当力F到达某一值时小车才有加速度,可知画出的a-F图象合理的是C;
(3)实验中,我们认为细线拉力的大小等于沙和沙桶(其总质量为m)的总重力,而实际上细线的拉力:mg-T=ma,得:T=mg-ma,故细线的拉力小于沙和沙桶的总重力.为了让沙和沙桶的总重力大小更接近绳子对小车的拉力,应让沙和沙桶的总质量远小于小车的质量;
(4)若第(2)中四个图象中的图线(包括B、C中的直线部分)的斜率为k,则根据牛顿第二定律,则,小车的质量M=1/k.