题目内容
【题目】某探究学习小组欲探究物体的加速度与力、质量的关系,他们在实验室组装了一套如图1所示的装置,图中小车的质量用M表示,钩码的质量用m表示.要顺利完成该实验,则:
(1)为使小车所受合外力等于细线的拉力,应采取的措施是;要使细线的拉力约等于钩码的总重力,应满足的条件是 .
(2)某次打出的某一条纸带,A、B、C、D、E、F为相邻的6个计数点,如图2所示,相邻计数点间还有四个点未标出.利用图中给出的数据可求出小车的加速度a=m/s2 . (结果保留两位有效数字)
(3)某位同学经过测量、计算得到如下数据,请在图3中作出小车加速度与所受合外力的关系图象.
组别 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
M/kg | 0.58 | 0.58 | 0.58 | 0.58 | 0.58 | 0.58 | 0.58 |
F/N | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.25 | 0.30 | 0.35 | 0.40 |
a/ms﹣2 | 0.13 | 0.17 | 0.26 | 0.34 | 0.43 | 0.51 | 0.59 |
(4)由图象可以看出,该实验存在着较大的误差,产生误差的主要原因是: .
【答案】
(1)平衡摩擦力,M>>m
(2)0.51
(3)解:如图所示:
(4)木板倾角偏小(或“平衡摩擦力不足”或“末完全平衡摩擦力”)
【解析】解:(1)为使小车所受合外力等于细线的拉力,所以必需有小车的重力沿轨道的分力等于轨道对小车的摩擦力,所以做实验时必需平衡摩擦力.
以砂桶作为研究对象有mg﹣FT=ma
以小车作为研究对象有FT=Ma
联立以上两式可得FT=M 要绳子的拉力等于砂桶的总的重力,即M =mg,
故 =1,则有M>>m;(2)由于相邻两计数点间还有4个点未画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s.
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2得
解得:a= = =0.51m/s2.(3)根据表格数据,作出a与F的坐标,进行一一描点,然后平滑连线,即如图所示;(4)从图象可以看出当有了一定的拉力F时,小车的加速度仍然是零,小车没动说明小车的合力仍然是零,即小车还受到摩擦力的作用,说明摩擦力还没有平衡掉,或者是平衡摩擦力了但是平衡的还不够,没有完全平衡掉摩擦力,
所以图线不通过坐标原点的原因是实验前该同学未平衡(或未完全平衡)摩擦力.
所以答案是:(1)平衡摩擦力,M>>m;(2)0.50;(3)如上图所示;(4)木板倾角偏小(或“平衡摩擦力不足”或“末完全平衡摩擦力”).