题目内容
【题目】在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,两位同学设计了不同的实验方案:
(1)小李同学采用图(甲)的实验装置进行实验;
①为了使小车所受的拉力可认为与槽码所受的重力相等,应满足的条件是______;
②平衡摩擦力的正确操作是__________(填“A”或“B”);
A.把木板不带定滑轮的一侧抬高,调节木板的倾斜角度,直至小车在不受牵引力时能拖动纸带开始滑动
B.把木板不带定滑轮的一侧抬高,调节木板的倾斜角度,轻推小车,使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动
③图(a)是小李同学某次实验得到的纸带,两计数点间有四个点未画出,部分实验数据如图所示,所用交变电流的频率为50Hz。则小车的加速度为_______m/s2(结果保留2位有效数字);
(2)小张同学采用图(乙)的实验装置进行实验(丙为俯视图);
将两个相同的小车放在水平木板上,前端各系一条细绳,细绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘中放上不同的重物。两个小车后各系一条细线,用夹子把两条细线同时夹住,使小车静止。打开夹子,两个小车同时开始运动,合上夹子,两个小车同时停下来。只需要测量两小车的位移x及两小盘和盘中重物的总质量m,即可探究加速度与合外力的关系。
①小张同学的实验方案中,是否需要平衡摩擦力________________________?
②一次实验中,用刻度尺测量两个小车的位移x1和x2,已知小盘和盘中重物的总质量分别为m1和m2,为了验证加速度与合外力成正比,只需验证表达式_______________成立(用x1、x2、m1、m2表示)。
【答案】槽码的质量远小于小车的质量 B 0.52或0.53 需要
【解析】
(1)[1]由牛顿第二定律可求得绳子拉力
当时,拉力
槽码的质量远小于小车的质量
(2)[2]平衡摩擦力时,把木板不带定滑轮的一侧抬高,调节木板的倾斜角度,轻推小车,使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动,故A错误,B正确
故选B
(3)[3]两计数点间有四个点未画出,则相邻两计数点间的时间间隔为
由逐差法可得加速度大小为
(4)[4]由实验原理可知,本实验通过改变盘中重物的质量,从而改变小车的合外力,即用小盘和盘中重物的重力代替合力,则需要平衡摩擦力;
(5)[5]由于两小车运动时间相同,则有得
由整体可得加速度为
联立可知